什么是扩散器,能干啥?

车速越快、风阻越大、能耗越高,为了降低能耗,现在的汽车流行卷风阻系数,不少汽车带有一些空气动力学配置,比如隐藏式门把手、尾翼,有的配备扩散器。什么是扩散器?能干啥?

什么是扩散器?

扩散器,是一种装在车尾底部的扰流装置,多见于性能车和超级跑车。大部分扩散器外观比较低调,但也能增加运动氛围。

作为一个空气动力学的组件,扩散器主要利用流体速度的大小与压强成反比的原理,将车辆底盘下部的气流梳理后快速导出,增加赛车底盘下部气流的速度,从而形成低压区,达到增强车辆下压力的效果。目前,F1赛车上前翼与尾翼可提供约60%的下压力,而底盘扩散器能提供40%的下压力。

扩散器如何产生下压力?

汽车在高速行驶时,空气会从四面八方绕过汽车,但相较于底盘,车顶距离更长、表面更光滑平整,使得上方空气流速较下方更快。根据伯努利方程,流速大的地方压强小,因此汽车上方压强小于下方,从而产生向上的升力。

向上的升力对普通民用车来说问题不大,但在极高速或赛道上,一点点升力都会影响动态(安全)性能,因此需要一个较为稳定的力,让车辆较稳定地呆在地面,或者说将其“按”在地面,于是就有了扩散器。

当空气进入车辆底盘区域后,在扩散器的抽吸作用下,加速车底气流流动,相当于在底盘上形成文丘里管,空气由车头进入后,在收缩段逐渐加速。此过程中,横截面积不断减小、流速增大,压强降至最低,使得压差产生。此时底盘区域具备一定负升力,而不仅仅在扩散器区域。

当空气流动到扩散器后部区域时,随着扩散器腔体容积增大,气流需要减速以填充更大的空间。 在气流未发生分离的情况下,经过扩散器“喉部”(负压峰值点)后,扩散器腔体内沿流动方向静压升高直至与车尾气流汇合。

总的来看,配备扩散器的汽车底盘就像文丘里管,而扩散器属于文丘里管的渐扩段。

这也解释了日常的几个误区,那就是扩散器本身并不产生下压力,其次扩散器像个气泵一样,起加速车底气流的作用,但气流在扩散器内部是减速状态。

同样的原理也解释了一些设计奇特的赛车车尾安装巨大风扇的原因——抽风——一个“主动”式的扩散器。今年4月,宝马亮相的新世代驾趣概念车Vision Driving Experience VDX,就布置了5台风扇和4个驱动电机,通过吸风抽真空来主动制造下压力。据介绍,VDX可以实现3.0G的侧向加速度。(朋月)

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