扰流板

安装在轿车后箱盖上的类似倒装的飞机尾翼的部件

汽车扰流板是指安装在轿车后箱盖上的类似倒装的飞机尾翼的部件。有的汽车上装有前扰流板，俗称气坝。有的汽车上侧部装有侧裙，也是扰流板的一种。后扰流板实际上它也被称为“汽车尾翼”。一方面，它使轿车外形增添了动感；另一方面，它更重要的作用是有效地减少了车辆在高速行驶时产生的空气阻力，既节省了燃料，同时也提高了车辆行驶的稳定性。

汽车扰流板的作用

根据空气动力学原理分析，我们知道汽车在行驶过程中会遇到空气阻力，这种阻力可分为纵向、侧向和垂直上升3个方面的作用力，并且空气阻力与车速平方成正比，也就是说，在时速120km的升力，是时速60km的4倍，是时速40 km的9倍，因此车速越快，空气阻力就越大。

一般情况，当车速超过60km/h，空气阻力对汽车的影响表现得就非常明显。为了有效地减少并克服汽车高速行驶时空气阻力的影响，我们在汽车尾部设计了一种尾翼，其作用就是使空气对汽车产生第四种作用力，即对地面的附着力，它能抵消一部分气动升力，控制汽车上浮，使汽车能紧贴着道路行驶，从而起到提高汽车行驶稳定性的作用。除了提高行驶稳定性，汽车尾翼对于节省燃油也有一定帮助。以排气量为1.6L的轿车为例，安装汽车尾翼后，在一般道路上行驶，耗油量减少或许不明显，但在高速路上行驶，则能省油大约10%。

汽车扰流板的空气动力学原理

尾翼，即汽车扰流板并不是简单的起装饰作用，而是使汽车在高速驰骋时增加它的抓地力和稳定性，特别是使汽车在弯道不易于翻倒，并且可以节省燃油。那么它是如何起这种作用的呢？这就需要我们先来了解一下飞机机翼升力机制的空气动力学原理。

飞机在飞行过程中会受到重力、空气阻力、推力和升力，而机翼的作用就是产生升力，即用来平衡重力而不致使飞机掉下。图2为机翼的侧视图及在高速状态下的气流分布，可见机翼的侧向截面是顶部弯曲而底部相对较平的形状。当机翼在空气中穿过时将气流分隔开来，部分空气从机翼上方流过，另一部分则从其下方流过。空气的流动在日常生活中是看不见的，但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。

日常的生活经验告诉我们，当水流以一个相对稳定的流量流过河床时，在河面较宽的地方流速慢，在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似，由于机翼一般是不对称的上表面比较凸而下表面比较平，流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快；而流过机翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。根据伯努力方程所得的流体力学基本原理，在流体的流动中，压强跟流速有关，流速v大的地方压强p小，流速v小的地方压强p大。

同理，空气流动慢的区域大气压强较大，而流动快的区域大气压强较小，这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高。换一句话说，就是大气施加于机翼下表面的压力（方向向上）比施加于机翼上表面的压力（方向向下）大，二者的压力差便形成了飞机的升力，且流速越大，这个升力也越大，这也正是为什么飞机起飞需要一个较大的速度的原因，因为这是需要升力大于飞机本身的重力。

汽车侧面视图也类似于机翼，如图3所示，它的侧面截图上下也是不对称的，也是底部较平、顶部弯曲。那么它在高速运动时，车的前部也会把气流分隔开来，一部分从车体的上方流过，另一部分从下方流过，这样也使它处在和机翼一样的情形中，导致车体上、下表面的气流速度不一样，即上方的流速大于下方的流速，从而导致向上的压力大于向下的压力。二者的压力差也会形成一个升力，使汽车在高速运动时受力情况就象一个机翼，受到向上的一个升力，而且根据伯努力方程可得车速越大升力也会越大，这样就会减小汽车的抓地力（即汽车对地面的压力）。在极端情况下，如速度极大的情况下完全有可能使升力大于车体重力，那就会出现车体离地，造成发动机空转的情况，浪费燃油，有时甚至会出现危险，特别是在拐弯处。如果出现这种情况，就会出现汽车做离心运动的情形，造成车辆翻车的事故。

因此,为了避免这种情况的出现，人们想到了为什么不能把一个“反机翼”安装在汽车上（如图4所示），从而形成一个与机翼升力相反的下压力F。这里的所谓反机翼指的是在汽车上装一个倒置的机翼，它的特征是顶部较平，而底部弯曲，使它在高速的气流中上方的气流速度小于下方的气流速度，进而使上方的气压大于下方的气压，形成一个向下的压力，从而可以抵消车体本身运动所产生的升力，这就是尾翼（扰流板）的空气动力学原理。

汽车扰流板的种类

现在很多汽车都安装有尾翼（扰流板），很多汽车的尾翼，它兼有装饰功能和动力学功能，它不仅可以使汽车的稳定性更好，还可以使汽车外形变得更动感，更时尚。

（1）赛车上的尾翼。比如F1赛车中，由于它的车速高，车体在高速的气流中所表现出的“机翼”化现象特别明显，因此非常有必要来安装抵消这种现象的装置—扰流板。它不仅安装在尾部，车的前端也有这种扰流板，一般分为单层和双层两种，而材质有铝合金、玻璃纤维、碳纤维等多种，其工作方式也有手动可调和自动调节之分。不过无论结构材质有何区别，其根本的目的都是通过增加下压力来改善辆在动态状况下的稳定性。我们关注F1赛事会发现，F1赛车的前后都安装有定风翼，它们为车体提供了近60%的下压力，从而保证了高速下轮胎具有足够的抓地力来保持车身的稳定性。

（2）一般汽车的尾翼。一般的运动型小汽车都装有一个尾翼，一个是为了体现它的运动特性，二是因为运动型的汽车用户可能趋向于玩车技，做一些急转弯、飘移等特技动作，这时候这个尾翼就会起到稳定车身的作用，增加安全性。也有些汽车的尾翼是与车尾贴在一起的，而不是与车尾分离，这种尾翼就不能起到本文之前所提到的这种升力，但它也能提供一定的下压力，其原理与尾翼是不同的，严格地讲不能称其为尾翼。而且现在的很多汽车的尾翼的有效性还是值得怀疑的，更多的是一种外形的装饰。

（3）一些掀背或两厢车后出现的鸭尾状扰流器。现在的一些旅行车、MPV、多功能车都是采用掀背式，大多数都会有一个鸭尾状的尾翼。既可以将车顶上的气流顺畅地导至车后，同时还利用了该气流将后车窗的灰尘清除掉，避免了因灰尘附着而影响到司机的后视野。

汽车前扰流板

气坝就是前扰流板，将前保险杆往下方扩大，形成一个阻挡气流的气坝，如此可以尽量让进入车底的气流减少，避免车底气流过多、造成上扬力、造成后轮抓地力减弱。

侧裙

侧裙指车体两侧安装的裙板，功效也是等同于气坝，用来减少车体两侧的气流进入车底。有一定的扰流作用，在一定条件下可以明显降低空气阻力。侧裙就是车身扰流套件的一部分,美观是其次的。安装得合适的话可以减少车辆行驶中产生的逆向气流。高速时就好像地面吸着底盘一样，很大程度的增加操作稳定性，要配合着前后扰流板用，使汽车高速运行时产生的风阻流畅的从车底划过，不会造成车辆行驶时产生飘移。

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