2017年第6期
原
创
国外内燃机
前轮阻风板对整车风阻系数的影响
陆飞龙
（上汽集团股份有限公司商用车技术中心，上海
200438）
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摘要：以某中大型SUV车型为例，为了尽可能降低整车风阻系数，根据空气动力学原理，借助虚拟仿真手段研究了不同尺寸及形状的前轮阻风板对整车风阻系数的影响。研究表明，前轮阻风板的结构对整车风阻系数非常敏感。相比于倾斜的阻风板，竖直的阻风板通常可以获得更低的风阻系数。阻风板的尺寸对整车风阻系数同样非常重要。
关键调：空气动力学风阻系数前轮阻风板
0前言
研究表明，汽车空气阻力占整个车辆能耗的
22%左右，它是除了燃料燃烧散热及机械摄损失之外的第三大能耗1)。合理利用空气动力学原理可以有效地提高整车的空气动力性能，使设计出的车型具有更低的风阻，面且研发费用相比其他的节能手段更低，因此越来越多的整车厂开始重视整车空气动力学性能。一般情况下，车轮在车底部有一半暴露在车身外，且离地间隙越大车轮外露越多，车辆高速行驶时，高速气流直接冲击车轮，在车轮上产生很大的正压力，增大了整车阻力，导致油耗增加["]。
各大整车厂都在努力寻找有效且成本较低的优化方案来降低整车风阻，其中前轮阻风板成本低且效果明显，已经被广泛应用3。此方案就是在车轮前部增加特殊形状的部件，从而有效改善车轮前部气流流动，可有效降低整车风阻。前轮阻风板也有叫前保下挡板，基本形状如图1所示。
国
前轮阻风板
图1前轮阻风板
万方数据
考虑到前轮阻风板的不同结构和安装位置对整车空气动力学的影响非常复杂，应该针对具体车型进行详细的研究。本文主要通过仿真计算模似手段，研究了不同的前轮阻风板结构和安装位置等主要参数对整车空气动力学性能的影响，获得了其对整车风阻系数的影响规律，得到了优化的前轮阻风板结构。
1仿真计算模型与边界条件
整车空气动力学性能分析的模型包括车身外表面、前端冷却模块、发动机和舱零件、底盘零件等几乎所有外部气流经过区域的零部件。整车网格划分中，车身外表面包含7层边界层网格，对车身周围、后视镜、风窗盖板等气流易分离的区域分别进行了不同程度的加密，最终得到4000万个整车网格。
图2计算模型网格
本次计算选用的车速为120km/h，即风洞速度入口条件120km/h，地面及风洞壁面均采用无滑移的对称条件，风洞出口为压力出口，冷却模块采用多孔介质进行模拟，其中粘性阻力系数和惯性阻力系数均由试验数据拟合而成。
2前轮阻风板对整车风阻系数的影响
整车风阻主要包括外部风阻和内部风阻，其中
外部风阻主要由车身外表面、底盘、车轮、后视镜等