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【扫盲贴】扩散器的工作原理【转自OURF1】

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扩散器(Diffuser)
概念
扩散器是在整个车体的尾部,尽管从技术角度称之为扩散器不是很正确,但是大家还是用扩散器来称呼赛车的这个部位。
扩散器的作用有两方面。一方面,它像一个翅膀弯曲起来从而在赛车的尾部产生一个反方向的压力来增加下压力。第二个跟第一个作用息息相关,他是从车的下方抽走空气从而形成一个低压区域。这个清理空气的操作不仅可以在车的下方形成一个低压区域而且可以减少附面层。
附面层是紧紧靠着车体的空气分子运动产生的。他们的速度和车速一样但是和赛车周围的空气速度不一样,这样在车体的表面形成长长的平坦或者弯曲的表面。这层附面层会产生摩擦力和打乱车体周围的气流。
在底板和阶梯形的赛车底部被正式引入规则前赛车允许设置的离地面尽可能的近,这样的话附面层就变成了一个很大的问题,附面层会加厚车的底部,静态气流被阻塞在赛车的地步,这样车子就会失去下压力。扩散器能有效的把气流拉出来尽量减少附面层的形成。
这种效用(减少下压力)随着90年代车体底部的高度的提高慢慢的减少,然而底板却起到了非常相近的作用(离地面比较近),所以对于尽可能多的产生下压力和减少阻力,扩散器在空气动力学调教中起着相当重要的作用。
简单的扩散器设计
理解了F1的扩散器是如何的工作,就可以简化它的设计。扩散器可以被分为三个部分,中间和两侧的通道。几何学上被设计成三角形。我们从下面图上可以看到三维的三角形契。
这就是扩散器工作原理图
从曲线可以看出压力系数在空气进入车头后加大,然后在扩散器处突然减小,说直接点也就是压力在底盘中心点是最低的,然后到达了扩散器处又突然加大,这样一来可以有效改善车辆受的阻力和增加下压力。
假设一台现实里的平底车(未安装扩散器)在坡道上行驶,那么它自身也会产生类似的效果。压力系数会出现俩个峰值,分别在头和尾处。
扩散器本身好比是个负压泵,可以改善底盘负压。底盘需要的就是负压,这样一来车身上的所有压力均为正压,那么下压力就得到加强了。
内部和外部通道都做成三角形,规定说明外部通道必须在轮轴线地方结束,大概是整个扩散器长度的一半。中央通道有一个平坦的地步,从扩散器的开始到轮轴线,从轮轴线开始通道可以被扩展成整个宽度。
这种最简单的扩散器拥有相同形状的通道,而且在内部的通道和外部通道没有相互交互。这样扩散器的通道就可以做的很短。




1楼2009-03-30 10:33回复


    2楼2009-03-30 10:35
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      2025-09-18 23:21:40
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      3楼2009-03-30 10:38
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        感谢达人


        4楼2009-03-30 10:45
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          5楼2009-03-30 11:39
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            • 221.6.204.*
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            6楼2009-03-30 17:19
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              威廉姆斯的扩散器。为了便于分析,我们可以将它拆分为两部分:中央气流通道和两侧的气流。在高度上,FW31两侧的气流通道完全满足175毫米的规定,没有任何问题。争议点在中央部分,FW31的扩散器中央,实际上是双层结构,下层顶部向下凹陷,在高度上没有任何问题,但是在其上与尾椎之间,还有另外一层。
              这部分如果采用度量工具垂直丈量,的确大于175毫米。但2009款F1技术3章12条7款中的规定是,“从底部观察,任何位于后轮中心线和其后350毫米之间的部件均不得高于基准面175毫米。”这意味着,如果威廉姆斯能够让其上层结构无法从底部观察到,同时满足3章12条7款后半段的要求:“在这个区域内由横向或纵向垂直面形成的交叉面需形成一条连续的直线,并且可从车底看到的。”那么他们就能为自己的设计找到立足点。
              《汽车运动》分析认为:威廉姆斯对规则的此番理解早有先例,上赛季很多车队都是这么开发的这个区域。并指出这个高于基准面175毫米的区域是有相应的规则覆盖到的,相应的规则只是限定该区域的宽度不得超过750毫米。详情见2009款F1技术3章5条2款的规定:“位于后轮中心线之后,且高度大于基准面200毫米的部件,其宽度不得大于750毫米。”


              IP属地:上海7楼2009-03-30 17:26
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                丰田扩散器的争议点也在中央位置。TF09通过将尾椎末梢向上弯曲,又在扩散器的中央后方,添加了一个高度大于175毫米的排气槽。
                我们知道:虽然规则3章12条7款要求可从车底观察到的车尾部件不得高于基准面175毫米,但这只是针对后轴之后0~350毫米这个区间范围所作的限制。 而丰田安装在中央扩散器上的排气槽、其高度175毫米的部分,是处在后轴之后350毫米以外的位置。
                另外:丰田的这一部件位于车身中央150毫米的宽度内,即距车身中心线左右各75毫米的范围内。国际汽联对这个区间的部件是放开的。FIA将这个位置放开,主要用于安装尾椎的溃缩吸能机构,以及尾翼的中央支柱,比如法拉利F60尾翼的双支柱就处在这个纵向空间内。近年来,有些车队为了挖掘车尾的下压力,遇到摩纳哥之类的低速赛道,也在这个位置安装过小尺寸的翼片,比如雷诺和迈凯轮。
                2009款F1技术规则3章10条6款只规定这个位置的部件安装位置不得大于基准面400毫米:“任何位于车身中心线0~75毫米之间,且位于后轮中心线之后350毫米的部件,不得高于基准面400毫米。”与之捆绑的另一条规则是3章10条5款:“任何位于车身中心线0~75毫米之间,且位于后轮中心线之后500毫米的部件,必须安装在距离基准面200到400毫米之间的范围内。”
                将这三条合并,就形成了一个宽150毫米(赛车中心线各75毫米)、长150毫米(后轴之后350~500毫米),高度225毫米(大于基准面175毫米,低于基准面400毫米)的自由区域。丰田的添加的扩散器排气槽,正式处在这个位置当中。如果按照此番钻牛角尖式的理解规则,这同时也意味着,在后轴之后500毫米以外,大于基准面175毫米且低于400毫米的空间内,还没有被任何车队开发。


                IP属地:上海8楼2009-03-30 17:28
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                  2025-09-18 23:15:40
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                  所以说威队和丰田很难被判违规,他们完全可以为自己不违规找到理论依据。而BGP么。。。。


                  IP属地:上海9楼2009-03-30 17:31
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                    丰田扩散器的结构从这张图上看更为直观



                    IP属地:上海10楼2009-03-30 17:34
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                      F60的,还有同F2008的对比。结构跟所谓的BUG扩散器相比简单多了



                      IP属地:上海11楼2009-03-30 17:49
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                        现在我正在恶补扫盲呀
                        谢谢啦
                        物理好差的我
                        表示有点晕


                        12楼2010-08-11 12:05
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                          呵呵,看着简单实际上是很难的!


                          IP属地:广东13楼2010-08-21 17:20
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