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摩托车的空气动力学知识

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我们需要一个崭新的摩托车世界

最近10、20年来,摩托车在设计时非常重视空气动力学。那空气动力学到底是什么玩意儿?

其实空气动力学在很大程序上决定了摩托车的设计、性能和价值等。摩托车空气动力学的最大特征,就是骑士的身体的大部分必须暴露在空气中,而汽车不一样,汽车是用车体将人包围在里面的。今天要介绍的,主要就是讲的摩托车空气动力学。

空气阻力和速度的平方成正比

一提到平方、正比,估计很多摩友不淡定了,老子骑个摩托车,还讲究这些东西做什么?非也!非也!

对于骑士来讲,摩托车处于低速、中速时,风就像你的好朋友,它给你带来快感,它给你带来自由。
但一旦高速时,风就像你的敌人,它会阻止你继续前进,你越反抗它越抵抗,它会让你感到害怕、恐惧!


                               
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不管你们信不信,肥K反正是信了。。。。

从另外一个角度来看,风阻力消耗了发动机约1/3以上的功率,所以高速时燃料消耗量(可理解为油耗)急剧上升,其次身体长时间受风阻力压迫,不仅感到很疲劳,而且在呼呼作响的风中,甚至连呼吸也会感到很困难。

车速在60km/h以下时,空气阻力并不很明显,超过60km/h以上时,将会与车速的平均成比例的上升。例如下图:

                               
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流线型外罩有什么用?

虽然说装上流线型外罩以后,不能立即消除风阻力的影响。但对于骑士来讲,就能减少疲劳,就一点比什么都有效。身体藏在流线型外罩中,呼吸也舒服了,风的呼啸声也减少了,老婆再也不说我不行了,还能一口气跑XX公里。


                               
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铠甲一样的流线型外罩

为减小空气阻力,给摩托车装上像铠甲一样的流线型外罩,但以前的这种铠甲也叫导流罩,是一个把迎面吹来的风进行整流的物体。如果只是提到流线型外罩, 那是一个相当大的外壳把头灯、车把都罩起来,而且还有分段式的。

虽然有各种各样的结构形式,但它们都有一个共同特点:减少风阻力! 同时,导流用于冷却机油、传动机构的空气的流向,从而提高冷却效果。

另外,利用风阻力,增加摩托车车轮的负荷,发送操控的稳定性,保证后轮有足够的驱动力。

流线型外罩在什么时候产生的?

                               
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最早的流线型外罩是50年代用于赛车上的导流罩。因为当时赛车的速度已经到180km/h以上,最初的形状是连前轮都覆盖起来的一个很大的外壳。这种导流罩虽然大幅度的减少了空气阻力,但对于横风的抵抗能力却很弱,在跑道上行驶非常危险,所以不久之后就被禁止了。


                               
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接着出现的就是上图中的火箭型导流罩,它只把上半截罩起来,也叫半导流罩,那时最高时速为 200km/h 左右。

                               
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60年代初又出现了火箭式导流罩+下部导流罩一体化的型式,考虑了火箭式导流罩下面的空气阻力。
真正的摩托车空气动力学的时代

把下部导流罩的下面也作成船底那样平滑的形状的时候,发动机多数都用于水冷,于是开始考虑散热器的导风问题。当然,这些介绍,肥K认为都只用于赛车领域。

随着市场上出售的摩托车性能不断提高 ,当然也就采用了赛车的导流罩。同时,把这些先进的经验消化以后用在设计中,于是迎来了市场出售的摩托车空气动力学时代(1982年左右)。 其后,各个摩托车厂家竞相追求摩托车的空气动力学时代。在高速公路网非常发达的今天,流线型外罩在解除因高速行驶产生的风压造成骑士疲劳方面起了很大的作用。


                               
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现代摩托车最具代表性的摩托车,无疑就是Kawasaki Ninja H2

                               
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轮胎与空气动力学的关系?

要说到摩托车的车轮和空气动力学的关系,与汽车的情况又有所不同。因为摩托车前后两个车轮并列,其面积和整车相比占很大的比例,而且容易受到横风的影响,即使全部罩起来也是如此,这样说来,把档泥板前端延长也无济于事。

轮毂/轮辐部分空气的流动

对于从前面吹来的风,因辐条扰乱了空气的流动,所以尽量减小轮辐,增大轮毂或盘式制动器的制动盘是有好处的。


                               
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挡泥板与空气的流动
考虑前轮的空气阻力时,应使档泥板尽量接近轮胎,而且覆盖的面积越大越好。 这样一来,减小了轮胎周围的空气涡流,空气被很好的导流的缘故。

但是,把档泥板的前端延长使其更接近路面时,又出现了“升力”这个问题。 这是因为车轮上面的空气不能直接地流过,这里的气流速度提高产生负压,下面的空气推动车轮上浮的缘故。这样会使轮胎与地面间的附着力减小,使车把的操控能力减弱。


                               
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