车辆扩散器（DIFFUSER）狭义上是指固定正在车辆底部（平常处正在尾部）的，具有加快车底流速的氛围动力学部件。因为扩散器正在底盘上发作的压差可认为车身供给大方的负

车辆扩散器（ DIFFUSER ）狭义上是指固定正在车辆底部（平常处正在尾部）的，具有加快车底流速的氛围动力学部件。 因为扩散器正在底盘上发作的压差可认为车身供给大方的负升力，于是被广博地运用于赛车及高功能车辆的气动安排中。 同时，因为尾部扩散器的体式特色，扩散器的减阻效用也慢慢惹起了民用车商场的珍视。 本文将扼要先容扩散器的管事道理及其气动性子，例举表率车辆扩散器的运用案例，并对其正在车辆整个气动构造中的效用实行解析。

扩散器是通过抽吸底盘下方的气流而发作负升力的气动部件。 十分具有迷茫性的一点正在于，纵然大大批人晓畅扩散器加快了车底的气流，但气流正在扩散器内部却是处于减速状况的。 这是因为跟着扩散器腔体容积的增大，为了知足车辆不行压滚动状况下的联贯性要求，气流须要减速以填充更大的空间。 正在气流未产生离散的境况下，过程扩散器“喉部”（负压峰值点）后，扩散器腔体内沿滚动目标静压升高直至与车尾气流汇合。 正在滚动的刻板能不亏损的假设下，由前部底板流至扩散器内部的流体需知足伯努利方程，即扩散器出口处静压应高于其上逛肆意一点静压，该形象也被称为“压力规复”（PRESSURE RECOVERY）（图 1）。

不难看出，正在安排扩散器时须要思量两个首要的题目：滚动奈何取胜逆静压梯度以及奈何优化压力规复的历程，以下辨别实行会商：

看待上述第一点而言，正在扩散器扩散角度很小的境况下，其内部的滚动往往是相对平静的，但道面震动和悬架变形带来的离地间隙蜕变会影响其内部的滚动。比方，正在车辆高速制动的境况下，因为车辆前倾而增大了扩散器的管事角度进而带来气流离散的危急。看待高功能车辆而言，高速制动的工况往往涌现正在车辆转向之前，于是后轴负升力的亏损会加剧车辆太过转向的趋向。原形上，负升力的首要性更众地显露正在弯道中——因为气流正在底板的分散为非对称境况，扩散器看待分歧转向半径工况的合适性是更须要珍视的。

看待第二点而言，优化压力规复的历程也便是减小气滚动能转化为静压历程中的能量亏损。合理的通道体式安排以及离地间隙会正在尽也许小的能量亏损下将扩散器内部压力低浸到安排值。

除以上两点以外，从外界添补扩散器内部气滚动能的安排也受到了赛车界的广博珍视，比方对扩散器内部的吹气、正在尾部的抽吸等。但因为扩散器正在管事时激烈地倚赖地面效应，该类安排正在其刻板机合或成效失效的境况下将告急要挟车辆的安乐性，于是正在FIA的绝大大批赛事中是被禁止的。值得注意的是，正在不产生猛烈离散的境况下，扩散器自己看待阻力的孝敬极低，这使其具有极高的气动效能（负升力/阻力）。

正在赛车氛围动力学被暴露的前夜，启发机和底盘技艺是车队正在赛场内逐鹿的紧要范围。 图 1中所示LOTUS 49（1967年）是该阶段具有统治性呈现的赛车之一。 不难看出，该阶段的F1赛车不具备今世赛车上的氛围动力学装备。

图2LOTUS 49（1967）前氛围动力学时间赛车，纵然具有狭长的车身，但尚未真正将氛围动力学看待车辆操作平静性的影响纳入安排规模

LOTUS于1968年正在TYPE 49的根基上推出了新一代长轴距版赛车LOTUS 49B，同时氛围动力学装备也初次以负升力翼的地势涌现正在F1赛场内。正在最初始的安排中，工程师将翼片通过维持机合固定正在悬架上（图 2），然则出于安乐方面的思量，最终LOTUS49B（图 3）将翼片以簧上的地势固定正在了车架上。

图3LOTUS 49B的高位固定尾翼，可能注意到该尾翼维持机合的固定点位于横臂与立柱相联点，于是正在产生轮跳时维持机合会产生形变，同时该尾翼的高度看待赛车的安乐性也变成了要挟。

图4正在LOTUS将负升力翼引入F1摩纳哥站后，FERRARI和McLaren等车队也纷纷效仿，正在比利时站拿出了尾翼安排，同时，LOTUS和FERRARI为赛车装置了前翼以供给更佳的平均性。可能从图中看到，此时的前翼并没有暴露地面效应能带来的庞杂的影响。

LOTUS78（1977年）（图 4）是首台操纵了地面效应安排的赛车，通过侧箱下部的制型为其供给了极大的下压力。同时，为了更好地行使车底的低压区域，LOTUS 78采用了柔性裙边密封车底外缘。随后推出的LOTUS 79和LOTUS80（图 5）正在其前代的根基前进一步优化了赛车底部的通道，尽也许地行使了地面效应所带来的上风。因为LOTUS正在1978赛季统治性地取得了对折的竞争，统统的车队都出手研发赛车的地面效应装备。最为出名的安排之一即是BRABHAM的BT46B（1978年）赛车，其安排师GORDON MURRAY锋利地呈现了道特斯极大抓地力的起原，并正在瑞典大奖赛上推出了“电扇车”BT46B（图 6），行使一套专用的传动体例来驱动其尾部的电扇，该电扇会为车底供给异常的低压，进一步提拔赛车的下压力秤谌。原形上，BT46B并不是第一台行使电扇发作下压力的赛车，CHAPARRALCARS车队早正在1970年推出的 CHAPARRAL2J赛车就装置了两只由一台两冲启发机驱动的电扇来投入CAN-AM系列赛事，然而因为赛会看待双启发机的禁令以及刻板机合题目，该安排最终被封存起来。

图5LOTUS 78 是首台行使地面效应的F1赛车，其侧箱下部的“类翼型“制型为赛车供给了极大的下压力，表标记着F1正式进入地面效应安排的比较阶段。

图6LOTUS 79B 和 LOTUS 80，正在其前代TYPE 78的根基前进一步优化了车底的通道制型，值得注意的是，TYPE 80正在鼻锥最前端安排了一套两部件的翼片以开采之前被渺视的前翼中央个人。

图7BRABHAM BT46（1978），此时仍旧有了看待禁用“可挪动氛围动力学装备（MoveableAerodynamic Devices）”的规则，但GORDONMURRAY给出的说明是该电扇是用于散热模块冷却的，后续FIA宣布了更为苛峻的禁令来控制动力地面效应筑筑的应用。

进入80年代后，用于附着车底制作负升力的裙边安排被FIA禁止，同时也引入了秤谌底板的条例，扩散器的安排空间随之被进一步压缩至车尾。 90年代后，F1赛会请求各支车队需正在赛车底部应用10mm厚的木板（现为合金层）以控制车辆的最小离地间隙。 很众精妙的扩散器安排正在条例不绝更迭的狭缝中发现出来，比方2009年由 BRAWN GP ， WILLIAMS F1 以及 TOYOTA RACING 行使条例的灰色区域率先研发的双层扩散器等。 时至今日，扩散器仍旧成为赛车最为首要的安排个人之一，其杂乱水准也跟着制作工艺的上升而进一步进化，图 7所示为2018赛季REDBULL RACING RB4赛车，扩散器尾部的众层机合通过增众环量的体例进一步深化后部的了“泵效应（PUMPING EFFECT）”，进步了其内部滚动取胜静压力梯度的才具。

图82018赛季 RB14赛车扩散器，正在其尾部的众片机合行使了众组件翼片正在地面效应下的上风进一步巩固了其内部滚动取胜逆静压梯度的才具。

除了方程式赛车外，扩散器正在拉力赛与其他场所赛中也有广博地运用。比方，WRC 2017赛季加泰罗尼亚站的HYUNDAI I20 COUPÉ WRC赛车（图 8）与WRC 2018赛季加泰罗尼亚站的FORD FIESTA WRC赛车所装置的庞杂扩散器。不难呈现，正在扩散器内还安置有笔直地面的隔板（实为涡流产生器），该机合看待时常处于转向工况下的扩散用具有辅助效用。

图92017年WRC加泰罗尼亚站D.SORDO与M.MARTÍ所驾驶的HYUNDAI I20 COUPÉ WRC赛车装置有一套与车尾集成度较高的扩散器。

图102018年WRC 加泰罗尼亚站RASSIA所驾驶的FORD FIESTA WRC赛车，比拟于图 8赛车所应用的扩散器，该扩散器的容积更大，而正在此之前，FORDFIESTA也采用了与HYUNDAI I20 COUPÉ WRC雷同的小扩散器安排。

图 10所示为刚梗直在9月14日WTCR宁波站夺冠的CYAN RACING车队领克03 TCR赛车尾部扩散器。须要指出的是，纵然外观与量产版本比拟靠近，但依旧要配合房车赛赛车极其平整的底盘安顿，才力使扩散器表现其效用。

图112019 WTCR宁波站 LYNK&CO 03 TCR赛车的尾部扩散器，比拟于方程式赛车，房车赛赛车的安排看待民用车来说更具模仿道理。

正在勒芒(LE MANS)赛事中，扩散器获得了更为广博的运用和深化的暴露。 因为与方程式赛车分歧的前部构造，除了正在赛车尾部应用扩散器外，正在赛车前部也涌现了雷同的机合，比方TOYOTA GT-ONE(1998-1999)赛车所装置的前部扩散器（图 11）。 务必指出的是，因为该扩散器处于车辆最前部，与后部扩散器比拟，其上逛没有任何气流可能被加快，于是其负升力的起原仅为下外表与气流的动量调换。 该类型扩散器的安排务必非常严慎——前扩散器限定着下逛的气流分派，当安排不妥时很也许导致后方的氛围动力学部件过于敏锐以至失效。

图12正在1998-1999年24 HOURS OF LE MANS赛事中的原型赛车TOYOTA GT-ONE装置有前部扩散器，其效用与前翼雷同，但因为其管事外表仅为下外表，于是更众地被划分为扩散器而非翼。COPYRIGHTMARTIN SPETZ，TONY MATHEWS AND RACE TECH MAGAZINE

比拟于正在赛场内的广博运用，扩散器正在民用车上仅睹于个人运动型车与高功能跑车上。 因为看待上逛气流的依赖性较强，于是往往须要较为平整的前、中部底板配合尾部扩散器管事，这也是控制其广博运用的紧要原由之一。 此外，纤薄的制型，越发是扩散器中涡流产生器的耐用性也吵嘴赛道车须要考量的重心。 目前，个人雷同扩散器的制型元素仍旧涌现正在我国民用车商场，纵然该类安排难以像赛车相通发作庞杂的负升力，但其看待减阻的孝敬仍旧出手被国内安排团队广博地回收。 正在减阻开采仍旧渐渐抵达瓶颈的本日，为更好操控性任事的氛围动力学开采势必成为另日商场的必争之地。

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