前保险杠导流板迎风角度对轻型客车风阻的影响

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.11.016

摘要/Abstract

摘要：

为降低轻型客车在行驶中的空气阻力以达到汽车节能的目的，本文研究了前保险杠导流板迎风角度对整车风阻的影响。针对原型车和加装了迎风角度为35°~90°导流板的整车进行了计算流体力学（CFD）分析。结果表明，在前保险杠处加装不同迎风角度的导流板均具有降阻效果，其中迎风角度为45°时风阻系数最小。同时进行了整车风洞试验，结果表明，在80～120 km/h的风速下，加装迎风角度为45°的导流板使风阻系数在进气格栅开放和封闭两种条件下分别下降0.2%~0.5%和3.3%~3.9%。

关键词: 前保险杠导流板, 风阻系数, 迎风角度, 风洞试验

Abstract:

In order to reduce the aerodynamic drag of light bus during driving for energy saving， the influence of the windward angle of the front bumper deflector on the wind resistance of the vehicle is investigated in this paper. Computational fluid dynamics analysis is carried out on both the original vehicle and the vehicles equipped with a deflector with a windward angle of 35°~90°. The results show that adding deflectors with different windward angles on the front bumper has a drag reduction effect， with the minimum drag coefficient achieved at a windward angle of 45 °. A wind tunnel test on the vehicle is also performed and the results indicate that with a test wind speed of 80~120 km/h， the drag coefficient reduces by 0.2%~0.5% and 3.3%~3.9% respectively under the conditions of opened and closed air intake grilles by adding a deflector with a windward angle of 45°.

Key words: front bumper deflector, aerodynamic drag coefficient, windward angle, wind tunnel test

李爽爽,宋伟,邹亮,闵峻英,林建平. 前保险杠导流板迎风角度对轻型客车风阻的影响[J]. 汽车工程, 2022, 44(11): 1779-1785.

Shuangshuang Li,Wei Song,Liang Zou,Junying Min,Jianping Lin. Influence of the Windward Angle of Front Bumper Deflector on the Aerodynamic Drag of a Light Bus[J]. Automotive Engineering, 2022, 44(11): 1779-1785.

图/表 15

图1

图2

图3

图4

表1

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

表2

图12

图13

参考文献 15

1	CHAUHAN B， VEDRTNAM A， PRATAP V. Designing rear view mirror of car using CFD and reverse engineering ［J］. Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers， 2020， 41（3）： 373-380.
2	SHARMA R B， BANSAL R. CFD simulation for flow over passenger car using tail plates for aerodynamic drag reduction［J］. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering （IOSR-JMCE）， 2013， 7（5）： 28-35.
3	曾艳. 某MPV车型气动造型改进设计［D］.上海：上海交通大学，2016.
	ZENG Y. Study on improved design of a certain MPV aerodynamic styling［D］. Shanghai： Shanghai Jiaotong University， 2016.
4	肖能，王小碧，王伟民，等. 前导流板对机舱进气量和车辆气动阻力的影响研究［J］. 汽车工程， 2014，36（10）：1254-1257.
	XIAO N， WANG X B， WANG W M， et al. A study on the influence of front deflector height on the air inflow of engine compartment and the drag coefficient of vehicle ［J］. Automotive Engineering， 2014，36（10）：1254-1257.
5	ILEA L， IOZSA D. Wheels aerodynamics and impact on passenger vehicles drag coefficient ［J］. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering， 2018，444： 072005.
6	刘学龙，闫晓晓，黄森仁. 汽车底部流场对气动阻力性能影响的研究［J］.新型工业化， 2015，5（3）：35-41.
	LIU X L， YAN X X， HUANG S R. Numerical research on influence of the underbody flow structure of automotive aerodynamic performance ［J］. The Journal of New Industrialization， 2015，5（3）：35-41.
7	蒋丽. 基于CFD的中型SUV气动减阻研究［D］.长春：吉林大学，2019.
	JIANG L. Research on low aero-drag design of mid-sized SUV on CFD ［D］. Changchun： Jilin University， 2019.
8	康宁，丁浩.车轮前阻风板对汽车风阻的影响［J］.汽车技术，2015（12）：29-33.
	KANG N， DING H. Influence of the font-wheel spoiler on aerodynamic drag of vehicle［J］. Automobile Technology， 2015（12）：29-33.
9	苗秀奇. 基于CFD的汽车会车空气动力学模拟分析［D］. 天津：天津科技大学，2017.
	MIAO X Q. Simulation analysis of aerodynamics of vehicles meeting based on CFD［D］. Tianjin： Tianjin University of Science and Technology，2017.
10	LEE S W. Computational analysis of air jet wheel deflector for aerodynamic drag reduction of road vehicle［J］. Microsystem Technologies， 2018， 24（11）： 4453-4463.
11	徐鹏，李春花，刘鹏，等.某SUV车型底部气动附件的开发与研究［J］.汽车技术，2014（7）：14-17.
	XU P， LI C H， LIU P， et al. Development and research on pneumatic accessories on the bottom of a SUV［J］. Automobile Technology， 2014（7）：14-17.
12	刘传波，刘康，占魁，等.汽车主动进气格栅开启角度的匹配优化［J］.机械设计与制造，2021（9）：160-163，167.
	LIU C B， LIU K， ZHAN K， et al. Optimization of the opening angle of the vehicle's active grille shutter ［J］. Machinery Design & Manufacture， 2021（9）：160-163，167.
13	夏超，单希壮，杨志刚，等. 不同湍流模型在列车外流场计算中的比较［J］.同济大学学报（自然科学版）， 2014， 42（11）：1687-1693.
	XIAO C， SHAN X Z， YANG Z G， et al. A comparative study of different turbulence models in computation of flow around simplified train ［J］. Journal of Tongji University （Natural Science）， 2014，42（11）：1687-1693.
14	李春鹏，赵婧. 某电动SUV尾翼优化方案分析［J］.汽车工程学报，2019，9（6）：436-440.
	LI C P， ZHAO J. Shape optimization of tail fins on an electric SUV ［J］. Chinese Journal of Automotive Engineering， 2019，9（6）：436-440.
15	赵强，林建平，闵峻英，等.客车发动机舱热管理系统的数值仿真与实验验证［J］.计算机辅助工程，2017，26（6）：23-29.
	ZHAO Q， LIN J P， MIN J Y， et al. Numerical simulation and experimental verification on bus underhood thermal management system［J］. Computer Aided Engineering， 2017，26（6）：23-29.

边界位置	边界条件
计算域前端	速度入口，v=27.8 m/s
计算域后端	压力出口，p=0
车体表面	固定壁面
计算域顶面、侧面、地面	移动壁面（27.8 m/s）
轮胎	静止

试验状态	试验工况
进气格栅封闭	雷诺数扫掠（ψ=0°，v=80、100、120 km/h）
进气格栅开放	雷诺数扫掠（ψ=0°，v=80、100、120 km/h）

[1]	邵景峰,左辉辉,胡兴军. 某SUV气动减阻优化及其流场机制[J]. 汽车工程, 2024, 46(2): 356-365.
[2]	秦玲,杜小锦,冯锦阳,黄顺巧,段孟华,王庆洋. 某SUV镂空尾翼气动噪声特性的研究[J]. 汽车工程, 2023, 45(5): 880-887.
[3]	宋妙妍,周国成,陈宏清,陈宝. 某SUV后视镜降噪设计与风洞试验验证[J]. 汽车工程, 2023, 45(4): 681-689.
[4]	廉玉波,罗秋丽,张风利,张荣荣,张亚东. 基于形体优化方法的汽车空气动力学开发[J]. 汽车工程, 2022, 44(10): 1619-1626.
[5]	郑鑫,苏东海. 汽车风阻系数灵敏度分析方法研究[J]. 汽车工程, 2021, 43(9): 1336-1342.
[6]	石岩,李耀,许佩佩. 商用车发动机舱流场仿真与风罩优化设计[J]. 汽车工程, 2021, 43(8): 1248-1253.
[7]	杨志刚,彭里奇,沈哲,陈力. 基于胶带密封法的汽车各密封部位动静态泄漏噪声的试验研究[J]. 汽车工程, 2021, 43(5): 784-790.
[8]	任超,吴海波,陈蒨. 车轮对整车气动性能影响的试验与仿真研究[J]. 汽车工程, 2021, 43(12): 1848-1857.
[9]	李田田, 赵兰萍, 王建新, 朱志军, 张俊, 张浩. 发动机舱的冷却气流仿真与散热的改善^*[J]. 汽车工程, 2020, 42(9): 1197-1205.
[10]	王靖宇, 耿亚林, 惠政, 胡兴军, 李天鸿, 刘子诚, 李久超. 基于等离子体流动控制的方背式汽车模型减阻研究^*[J]. 汽车工程, 2020, 42(6): 753-758.
[11]	秦鹏, 詹佳, 李峥峥. 某MPV车型的尾翼气动优化研究[J]. 汽车工程, 2020, 42(6): 765-770.
[12]	贺岩松, 曹礼鹏, 张志飞, 李云, 陈钊. 基于离散伴随法与代理模型的整车气动阻力优化^*[J]. 汽车工程, 2020, 42(11): 1577-1584.
[13]	王亓良, 陈鑫, 林清龙, 魏洪桢, 黄秋萍, 张英朝. 某SUV车内气动噪声特性风洞试验研究^*[J]. 汽车工程, 2018, 40(11): 1339-1345.