基于降低汽車前保系統(tǒng)風阻的優(yōu)化設計

豆忠穎，金忠恩，仝 梅，席艷秋

Dou Zhongying，Jin Zhongen, Tong Mei, Xi Yanqiu

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241006）

隨著生活質量的提升，汽車正逐步走入家庭。汽車給人們的生活帶來了便利，但逐漸上升的油價加重了人們的經(jīng)濟負擔。10萬元左右的經(jīng)濟型轎車的燃油經(jīng)濟性，成為汽車設計者必須要關注的話題。提升燃油經(jīng)濟性的一個重要措施是降低整車風阻系數(shù)。

1 影響前保系統(tǒng)風阻的因素及Bench- mark車調查

1.1 影響前保系統(tǒng)風阻的因素

經(jīng)驗表明，一般有 4個因素影響到前保系統(tǒng)的風阻：

1）霧燈格柵孔是否封堵；

2）散熱器格柵、下部進氣格柵兩側孔封堵；

3）是否有前保阻風板；

4）是否有發(fā)動機下護板。

1.2 Benchmark車調查

調查情況見表1～表4。

表1 自主品牌霧燈格柵、散熱器格柵和下部進氣格柵封堵情況調查

表2 合資品牌霧燈格柵、散熱器格柵和下部進氣格柵封堵情況調查

表3 自主品牌前保阻風板和發(fā)動機下護板實施情況調查

表4 合資品牌前保阻風板和發(fā)動機下護板實施情況調查

2 奇瑞A3車型前保系統(tǒng)降風阻方案

伴隨著汽車技術的發(fā)展，各品牌逐漸開始重視增加降風阻的零部件來提升燃油經(jīng)濟性。例如奇瑞A3在開發(fā)前期，零部件工程師和布置工程師基于對競爭對手車型的反復對比和調查，總結出前保系統(tǒng)中降低整車風阻的幾個有效方案，主要包括：

1）霧燈格柵封堵；

2）散熱器格柵、下部格柵兩側封堵；

3）加裝前保阻風板；

4）加裝發(fā)動機下護板。

2.1 霧燈格柵封堵

該區(qū)域開口對于冷凝器的冷卻屬于無效進氣面積，且該區(qū)域開口會增大整車風阻。更改區(qū)域封閉后，還會減少車內(nèi)部結構外露，提升美觀效果（見圖1）。經(jīng)過試驗驗證，該區(qū)域封閉可以降低整車風阻系數(shù)0.0057（整車風阻系數(shù)目標值為0.3）。

2.2 散熱器格柵、下部格柵兩側封堵

散熱器格柵和下部格柵是冷凝器冷卻換氣通道，通常兩側冷凝器散熱片覆蓋不到，因而該區(qū)域開孔對冷凝器的冷卻無效。該區(qū)域開口會增大整車風阻，且該區(qū)域封閉會對整車起到遮蔽效果，減少內(nèi)部結構外露。根據(jù)對比分析和布置工程師的要求，該區(qū)域通過造型評審進行了封閉（見圖2）。

2.3 前保阻風板

該件可以改善整車下部流場，降低整車風阻系數(shù)。

例如奇瑞A3第一版造型有此件，經(jīng)過CAE分析，圖 3展示帶阻風板和不帶阻風板的整車下部流場，兩種狀態(tài)基本沒有差異；經(jīng)整車風洞試驗驗證，該件對降低整車風阻的作用與發(fā)動機下護板重疊，最后取消。

2.4 發(fā)動機下護板

該件不僅可以改善下部流場，還對發(fā)動機起到較好的防護作用；該件通常覆蓋整個發(fā)動機下部，目前其他公司的新車型中多配置此件（見圖4）。

3 試驗方法

試驗方法可采用氣動—聲學風洞，試驗結果如表5所示。氣動-—聲學風洞裝備了先進的天平和5帶移動路面系統(tǒng)，最大風速達到250 km/h，依靠特殊的低噪聲風機系統(tǒng)和復雜的噪聲處理技術，試驗段背景噪聲水平在160 km/h風速下低于61 dB（A）。風洞噴口面積達到27 m2，可進行從微型轎車到中型客車的實車試驗，更大型的車輛需要考慮縮比模型的試驗。

表5 某車型風阻試驗結果

4 結 論

關于前保系統(tǒng)的風阻影響因素，各車型造型及整車布置不同，后期須經(jīng)CAE分析及整車試驗驗證，這里所提到的數(shù)據(jù)僅供參考，并非一成不變。

[1]伍榮林，王振羽. 風動學原理[M]. 北京：北京航空學院出版社，1985.

[2]孫曉峰，同盛. 氣動聲學[M]. 北京：北京航空學院出版社，1994.

[3]《汽車工程手冊》編輯委員會. 汽車工程手冊（試驗篇）[M]. 北京：人民交通出版社，2001.