要說空氣動力套件還要從車輛的空氣動力學講起，當汽車行駛時，汽車周圍的空氣流動會對車輛產生各種各樣的影響，空氣能對汽車產生阻力、消耗能量、影響行駛穩定性；但另一方面，車輛的發動機、剎車等主要部件冷卻又需要空氣。

除此之外包括氣流的噪聲，車身外表面的清潔，各種覆蓋件的震動，甚至還有雨刷性能都會受到空氣氣流的影響。



從圖中可以看出來兩廂車的車頂氣流在流動到后車窗時突然下降，形成較大的渦流，使后車窗玻璃更容易蒙上塵土，所以兩廂車的后車窗需要更頻繁地使用雨刷。因此，了解空氣對車輛的影響是十分必要的。

一、為什么要加裝空氣套件



汽車在行駛時，氣流與車輛相撞而分開，一部分氣流會從車頂上方飄過，一部分從車底飄過。車頂氣流行程較車底氣流更長，氣流密度較低。



根據伯努利定律：流體速度越快，壓力就會越小。因此，汽車頂部所受的空氣壓力要比底部小，結果就會產生向上的空氣升力。



然而，升力是飛行的要素，對在地面上行駛的車輛來說升力會對抓地力產生較大影響。升力越大，車輛的穩定性就越差。車輛的空氣動力套件多半就是為了改善和平衡汽車高速行駛時的動力與穩定性能。



以車輛的擾流板為例，其形狀與飛機機翼一樣，但是上下反過來放置，目的是產生下壓力，增強車輛后輪的下壓力，從而保證車輛高速行駛時的穩定性。
以上講的都是實用原因，現代汽車大都在設計上偏向運動風格，而一套漂亮的空氣動力套件又具有提升視覺沖擊的作用，這也是各種改裝人士喜歡給愛車加一套“包圍”的原因。

二、車上都有哪些空氣動力套件

車輛設計已經很大程度上決定了車的外觀形狀，當底盤被全部覆蓋時，剩下可以引導氣流的最有效區域就是車身了，我們從前到后來看看車身上都有哪些空氣動力套件吧。

1、車頭上的空氣動力套件包括前保險杠、機蓋、翼子板等。



保險杠前面的擾流器一般是為了減少車底氣流的流量以及亂流，讓氣流能夠更加快速地向車后流動。



車頭前兩邊狹窄的通道可以引導氣流穿過前裙板和車輪，從而減少輪中的空氣湍流，降低車輛油耗，簡單有效地減少車身阻力，并冷卻重要部件。



機蓋上的擾流設置主要為開孔，幫助進氣和排氣。空氣通過進氣格柵進入發動機艙，然后通過機蓋的開孔排出，就能帶走一部分發動機散發出的熱量，給發動機艙提供更加有效地散熱。



翼子板的通風裝置一般位于前輪拱的后面，主要作用是使車身平整化，并且降低風阻，降低油耗。

2、車身側面的空氣動力套件有側裙、車輪

側裙的使用主要是為了獲得更大的下壓力。側裙將車身底部的空氣流動區域變窄變規整，使空氣能夠更快速地流過車底，形成所謂的真空區（負壓區），使得車輛產生更大的下壓力。



簡單點理解，側裙就是用于將底盤密封起來，使底盤氣流與車頂氣流形成壓力差，從而加大下壓力。
完美的空氣動力學并不止于車架，在車輪周圍，輪輻的轉動時常受到空氣干擾，以至于妨礙氣流的最優行程。空氣動力學車輪就可以有效地抵消這種干擾，可以引導氣流沿車兩側流動達到最優效果。



例如寶馬7系的空氣動力學車輪就可以降低風阻，減少排放，同時又提升了駕駛樂趣。

3、車尾的空氣動力套件包括后保險杠、尾部擴散器以及尾翼

后保險杠的主要作用是保護車身和行人，但一些后保險杠兩側會有通風口，它的空氣動力作用就是將后輪拱內的紊亂氣流迅速排出。



后保險杠兩側開口的主要作用是，為了使車輛行駛時后輪拱內紊亂的氣流得以迅速排出，從而增加車輛的行駛穩定性。



尾部擴散器可以在車輛行駛時將底部的氣流迅速導出，從而提升下壓力。極具侵略性的造型也能讓它擁有更高的識別度，同樣也是提升整車運動氣質的附件之一。
最后，車輛尾部最常見的空氣動力件就是尾翼了，對于民用車來說，尾翼更多的只是起到裝飾作用。



城市道路上的行駛車速達不到用尾翼來提供額外下壓力的條件，當車輛行駛的速度低于100km/h時，車體表面的突出物越小，車身的線條越流暢，風阻系數才會越小，而此時的尾翼只會增加阻力。當車速超過120km/h時，尾翼的優勢才能凸顯出來。

三、汽車空氣動力學套件設計要考慮的三個要素

高性能車輛空氣動力學套件是圍繞著改善車輛的氣動阻力、氣動升力以及汽車的空氣動力穩定性展開的。其中三個最重要的設計要點是：升阻比、導流以及風壓中心。
升阻比

升阻比的概念顧名思義，就是在同一迎角下升力與阻力的比值。為什么要引入這個概念？對于車輛的空氣動力學套件設計而言，如果把車輛比作一個不理想流體的話，那么空氣動力學套件的作用就像是破衣服上的補丁，用來將車輛這個不理想流體的各個細節補完整，空氣動力套件就必然不會是符合理想流線的造型。空氣動力學套件在帶來流場變化的同時也會帶來阻力和升力。這個時候，就需要升阻比的概念來優化空氣動力學套件的理論值。



拿尾翼來說，高性能車往往都會在車輛尾部加入一個大尺寸的尾翼，理由就是帶來負升力，為車輛的尾部提供高速行駛過程中的下壓力。但是，尾翼在帶來下壓力的同時也必然帶來了空氣阻力。所以，在設計尾翼時，就必須通過好的翼型來獲得一個較大的升阻比。從理論上看，升阻比當然是越大越好。負升力越大，輪胎的極限附著力就會越大，再匹配上合適的動力，那么地面能夠提供給輪胎的驅動力也越大。當然，阻力也是隨之增加的。

好的升阻比設定能夠讓額外增加的驅動力抵消掉阻力的增加并且有所剩余，繼而達到提升車輛過彎速度的目的。一般來說，負升力與翼面的迎角呈正比關系，隨著迎角的增加，負升力隨之加大，與此同時，阻力也越大。但是，尾翼的迎角又不能一味地增加，當迎角超過臨界點時，流經尾翼下表面的氣流就會出現嚴重的氣流分離，繼而形成一個大渦輪，直接導致升阻比的急劇變小。所以，現在的高性能車尾翼都會采用較長的翼展或者在翼片末端加入一小塊格尼襟翼以增加負升力。

導流

導流的設計則是運用到了空氣的粘滯性進行的空氣動力學套件設計。所謂空氣粘滯性，就是當氣體相對于物體表面運動時所產生的內摩擦運動所導致的與該表面基礎的氣體受到阻滯而使得相對速度為零。簡單點說，就是氣體會沿著物體表面的形狀而改變其流向，這叫貼壁效應。那么，通過這一原理，導流措施的加入就可以用于改變氣流走向來減少某些部分的空氣阻力或增加進氣效率。



在現代高性能汽車空氣動力學套件的設計上，導流措施最多運用到的地方就是減少進入底盤的空氣、減小輪胎的阻力以及提高發動機的進氣效率。關于導流結構的設計，一般來說可以分為三種：

第一種是加擋板直接阻止空氣的進入。最常見的套件就是車輛前保險杠前方的擾流唇，在一部分的民用車型上也可以見到在輪胎前方的擋板。
第二種方式就是利用前面講到的貼壁效應來改變氣流的方向。比如寬體化的翼子板套件以及馬蹄形的擾流擋板，往往可以實現把氣流導向輪胎的內外側，以降低輪胎的擾動阻力。
第三種方式就是引入外部氣流。引入外部氣流的原理就是通過一股高速運動的氣流吹動慢速運動的氣流，以此來改變慢速氣流的流動方向。這種方式多出現在中后置發動機的跑車進氣道設計上，通過導流槽的設計將高速空氣引入，改變流經進氣口周圍空氣的方向，直接進入到進氣道。當然，對于民用車而言，進氣格柵、中格柵內部的導流槽，包括外后視鏡上的破風槽、引擎蓋上的特征輪廓設計都是這種通過引入外部氣流的方式實現的效果，這里就不多做描述。

風壓中心

最后來講風壓中心的概念，而這也是整個汽車空氣動力學套件設計過程中最為原則性的設計。風壓中心是車身表面氣動力合力的作用點，而這個點的存在對于整車的行駛穩定性極為重要，甚至還會影響到車輛的轉向特性、運動時的前后軸荷分配、側向力力配比等等方面。對于高性能車型上所搭載的空氣動力學套件而言，通過空氣動力學套件的作用改變風壓中心，還可以起到一個調整車輛轉向特性的作用。比如，量產車型的轉向特性都偏向于轉向不足，那么，要實現接近中型轉向的特性，就可以通過尾翼等空氣動力學套件的運用，后移車輛風壓中心的位置，讓后軸多分配到下壓力，那么就會趨向于中型轉向。

不過，車輛在處于動態行駛的過程中，前后軸的載荷是一直在變化的，如果過度的運用空氣動力學套件來改變車輛的轉向特性的話，那么必然會干擾到底盤對于轉向系統的調校。而且，風壓中心的存在還會影響到高速行駛過程中車輛的質心位置，改變車輛的側向穩定性。比如在車輛轉彎的時候，質心外移，車身姿態的改變會導致車輛四輪載荷的不均勻所產生橫擺力矩，如果這個時候風壓中心的移動超過質心的移動，必將會加速車輛姿態的改變。所以，通過空氣動力學套件來調整的風壓中心還是要盡量與整車的質心所貼合。

當然，對于車輛空氣動力學套件的設計遠非上述幾點，但是，一款好的空氣動力學套件必然要具備以上幾點基本要素。所以，空氣動力學套件還真不是看上去好看想裝就能裝的。