节能赛车的外观造型设计.doc

PAGE 目 录1.前言1.1背景介绍1.2第一届中国节能竞技大赛1.3赛车外形的重要性2.过去参赛车型外观分析3.新型节能赛车造型设计分析3.1外观概念介绍3.2功能性介绍3.3参数和规格4.空气动力学在赛车上的运用4.1空气动力学基础知识及相关解释4.2转弯半径的确定4.3恒定风情况下的转弯4.4底座包围板4.5放射凹槽和尾鳍4.6轮胎导流罩5.ANSYS FLOTRAN空气动力分析5.1空气动力学中的计算机模拟技术5.2 AnsysFlotran全车身模型的分析过程5.3其它各种模型的模拟结果及分析6.结论与展望致谢参考文献Abstract附录1 前言1.1 背景介绍Honda（本田）节能竞技大赛于1981年在日本创办，到今天已有27年的历史。比赛要求参赛车辆使用统一的本田低油耗汽油发动机（125cc），而车架和车身等部件完全由各车队独自创作，赛车在指定的赛道内跑完赛程，比赛消耗的燃油最少。在日本，每年都有来自初中、高中和大学等的学校代表队、企业代表队，以及来自社会上的共约500支车队，创作出具有新颖构思和创意的赛车参加比赛。在迄今为止的27届比赛中创下的最高记录为3435.325km/L，相当于北京到重庆的直线往返距离。同时，这项比赛也逐渐向海外扩展，泰国、巴基斯坦、俄罗斯、韩国等的参赛者相继参加了日本的比赛。Honda节能竞技大赛的目的是通过比赛提高社会的节能和环保意识，它结合了关于发动机总成改造、车架和机械机构设计、车身空气动力学、材料应用等的相关知识，让参赛车队通过各项技术挖掘一升汽油的无限潜能。同时，比赛也为参赛者提供体验亲手设计和制作赛车的乐趣的机会，提高实践能力。Honda创始人本田宗一郎曾说，节能竞技大赛的宗旨在于“让肩负着人类未来的年轻人通过思考和实践来体会如何更有效地利用资源，如何把我们生存的这个星球更完好地传递给下一代。”。 1.2 Honda举办2007第一届中国节能竞技大赛　　2007年11月11日，第一届 Honda 中国节能竞技大赛在上海国际赛车场胜利举办。来自全国各地30所高校的大学代表队、Honda相关企业代表队、媒体代表队，以及来自泰国和日本的特邀代表队等共77只车队参加了本届大赛。最终来自东风本田发动机有限公司的Fly代表队以每升油行驶868.680km的成绩获得了本届Honda节能竞技大赛的总冠军。而最佳设计奖和最佳技术奖分别被中国农业大学的“农之魂代表队”和汽车导报深圳职业技术学院的“汽车导报高职院代表队”获得。1.3赛车外形的重要性根据经济节能大赛的规则，比赛时的平均速度必须在25km/h以上。考虑到实际参加比赛行驶时，发车时要加速、速度过快时要停止发动机进行滑行、而速度下降时又要启动发动机进行加速，这种操作需要循环重复进行。因此，若再受到车辆的构造、形状的影响，有些车在行驶时的最高速度可能会超过50km/h，这时候，风压会造成巨大空气阻力。减少行驶阻力对经济节能大赛车辆是绝对条件，而减少占据其较大比例的空气阻力非常重要。下面作为具体事例，表1分别显示了轿车、摩托车、经济节能大赛车辆有无整流罩时的数值。其中Cd为空气阻力系数，A为正面投影面积，Ra为空气阻力。其中行驶车速为40km/h。表1 各车辆滚动阻力和空气阻力的比较节能赛车有整流罩节能赛车无整流罩 自动二轮车 四轮车重量Kg 100 100 239 1523 Cd0.25 0.6 0.77 0.42 A 0.26 0.24 0.70 1.86 RaN4.9 10.9 40.8 59.1 从这一结果可以看出，经济节能大赛车辆由于车重轻，滚动阻力小，但很明显时速为40km/h时的空气阻力却不小。如果经济节能大赛车辆没有整流罩，车手的身体和零部件暴露在外面，那么即使正面投影面积A再小，Cd也不会变小。 与此相对，有整流罩、调校完备的经济节能大赛车辆，不管正面投影面积有多大，阻力系数CD也会非常小，此时空气阻力降低为无整流罩时的45％，是滚动阻力值的一半。上面的计算是就一个例子进行的，很明显不管有无整流罩，空气阻力都是很大的阻力。 表2 从初始速度40km/h开始滑行时的车速和行驶距离变化时间（秒）有整流罩无整流罩速度km/h距离m 速度km/h 距离m0 40 0 40 0 10 34.9 104.0 33.1 101.4 20 30.2 194.4 27.3 185.5 30 25.8 272.2 22.3 254.5 40 21.7 338.1 17.8 310.3 50 17.7 392.8 13.7 354.1 时速加速到40km/h，然后挂空档行驶时，也就是滑行前进时的时间、车速、行驶距离之间的关系如表2所示。 开始滑行50秒后，有整流罩的车辆速度变为17.7km/h，其间行驶的距离为393m。而没有整流罩的