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又到一年壯觀的哺乳類動物大遷徙的時候了,大家歸心似箭,車速狂飙……在這裡還是得給大家提個醒:安全駕駛切莫急!
要知道在高速行駛中,受過強側風的影響,高速運動的車身會出現一系列異常,比如橫擺、發飄等,甚至可能出現側翻的危險。
這種無形的推力我們稱之為氣動側力,看似無形實則力道強勁,往往是汽車高速行駛事故導火索之一。
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氣動側力産生原理
氣動側力主要因汽車車身壓強沿着縱軸線不對稱分布或是受側向風作用而生,産生的氣動力和氣動力矩會使得汽車的行駛特性發生改變,使車輛偏離正常的行駛方向。
這個看不見的魔爪主要受到汽車的側滑角、前輪轉向角和汽車橫擺角速度的影響。例如,橫擺角速度越大,車尾偏轉就會越厲害。在汽車行駛中最擔心的甩尾現象就是橫擺角速度過大的一種表現。
橫擺角速度是指汽車繞垂直軸的偏轉,該偏轉的大小代表汽車的穩定程度,橫擺角速度傳感器是汽車ESP的一個重要的控制單元哦!
産生氣動側力的原因主要包括:自然側風(大氣運動産生)、環境側風(周圍環境導緻,如穿越隧道、行經山脈隘口或峽谷、過橋墩、超車、會車以及高層建築群的區域等)或是汽車行駛方向與汽車縱向軸線存在一個偏角時(未能保證良好的直線行駛狀态)。
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氣動側力對汽車動力的影響
歸家心切的大家對汽車動力的需求自然不低,而氣動側力則會對此産生影響。我們就談談大家最關心的最高車速、加速度和爬坡能力這三點,看看氣動側力會對它們造成什麼影響。
最高車速
最高車速和氣動側力的關系可以用以下公式進行表述,這個公式中α代表氣動側力與車身縱軸線的夾角,C_x為氣動側力系數。
加速度
氣動側力對汽車加速度的影響可以用以下公式進行表述,為了直觀看到二者的關系,式中部分無關參數進行了簡化處理。
爬坡度
氣動側力對汽車爬坡度的影響可以用以下公式進行表述。
大家可能看不懂公式,簡單來說就是:氣動側力系數一般難以控制,要保證獲取最大安全速度,我們應該盡量保證氣動側力與車身縱軸線能有較大的夾角。這就需要我們在感受到氣動側力時盡量調整汽車行駛角度,使這個作用力垂直于車身方向。
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氣動側力對燃油經濟性的影響
汽車油耗主要受到滾動阻力和氣動阻力的影響,在速度較低時,空氣密度很小,能量消耗主要在滾動阻力上;當速度在60Km/h左右時,二者的影響相當;速度高于一定值(一般大于等于100Km/h)時,能量主要就消耗在氣動阻力上了。
當氣動側力方向與車身軸線夾角發生變化時,燃油消耗量如下圖:
虛線代表順風、實現代表逆風。氣動側力作為阻力的一類,在中高速時,影響就開始顯現了
也就是說,在高速狀态下,當氣動系數和方向角一定時,速度越快燃油經濟性越差。所以在遇到強氣動側力的情況下,保持較低的車速是最佳選擇!
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氣動側力對操縱穩定性的影響
這種影響主要體現在橫擺角速度上。在高速運動時,空氣的側向力與空氣的橫擺力矩作用于汽車車身,使得各個車輪的負荷發生變化,從而改變輪胎的側偏特性。氣動側力的影響我們可以通過下圖來簡單說明:不論是哪種情況,氣動側向力都會使不足轉向量減小,不利于車輛穩定性。
a圖為轉向不足的情況,b圖為轉向過度的情況
風壓中心由汽車外形和風向共同決定,可以看做所有由“風産生的力”都施加在這個點上,控制風壓中心的位置是保證行駛穩定性的有效方法。對于轉向不足的車輛來說,風壓中心集中在重心之前越好;對于轉向過度的車輛來說,風壓中心則是集中在車輛的兩端越好。
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多車相會時的氣動側力
在環境側風中,最危險的就是多車相會時産生的氣動側力。
高速公路上經常會看到這樣的現象:
當一輛小車試圖超越一輛大型車時,會突然出現一股強烈的橫風,失控的小車突然被吸住,往大車方向靠攏,搗鬼的就是多車相會時的氣動側力!
不同于單輛汽車行駛狀态,多車相會時的氣動側力會更加複雜。這是因為整個過程中氣動阻力系數、氣動側力系數和升力系數并不是保持不變的,而是時刻發生着變化,其中兩車間距、相對車速、車輛相對大小都會使以上系數發生改變。
超車時,如小轎車超越集裝箱車,兩車也都會承受似階躍側向壓力變化,隻是小車由于質量小,更容易受到側向壓力變化的影響
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如何避免氣動側力?
氣動側力如此可怕,大家莫慌,這裡給大家送上幾個安全小貼士:
◆ 在高速行駛時要注意風向以及風速,控制好車輪與車身的方向,保持直線行駛,在側向風很明顯的時候要控制好方向盤,并根據風向控制好行車角度,收油門,輕踩刹車讓車減速,并留心風的力度;
◆ 在容易發生環境側風的地區或情況下盡量控制好車速,選擇合适的駕駛空間,避免過近接觸;
◆ 氣動側向力受汽車外形的影響較大,通常流線形系數越大,氣動側力越小。因而相對于三廂轎車,SUV更容易受環境側風幹擾,受到較大的側向力;
◆ 加裝空氣動力學附件,如前部穩流器、側裙尾部擾流器等,可以提高車輛的側風穩定性;
◆ 盡量選擇配備ESP控制系統的汽車;
◆ 高速公路某一路段刮七級以上大風時,可駛入服務區或将車停在應急停車帶;
◆ 切記不要猛打方向盤、猛踩刹車,在被大風頂着的時候車身重心已經不穩定,刹車可能會帶來負面影響。
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小結
春節即将來臨,安全歸家是重中之重,氣動側力雖無形,但是個嚴重的安全隐患,望大家平平安安歸家,喜喜樂樂過年。
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