为什么有些丰田车有“鱼鳍”

一旦你开始注意到这些空气动力学稳定部件,你就无法停止。
这些部件在技术上称为空气动力学稳定鳍 (aero stabilizing fins),简称 ASF,也被俗称为鱼鳍。Kristin Shaw

仔细看看丰田 Tundra 皮卡车,你会在尾灯和前大灯的灯罩上看到嵌入的脊线,以及其他地方。这些 2 到 3 英寸的凸起形状会让你隐约想起《战舰》棋盘游戏中的 潜艇游戏棋子,如果你不留意,它们可能会被忽视。

但一旦被发现,你就无法忽视它们,你会发现在从丰田 Tacoma 到品牌 Sienna 小型货车的各种车型上都能找到它们。技术上,它们被称为 空气动力学稳定鳍,或 ASF,但丰田空气动力学和操控专家 Cory Tafoya 和 Jesse Rydell 表示,它们被亲切地称为鱼鳍。

下面解释它们是如何工作的,以及为什么工程师们会在车辆上使用它们。 

小巧而强大的工程设计 

你很可能注意到,普通 高尔夫球 周围布满了微小的对称凹痕。这些凹陷是有目的的:与只能飞出很短距离的乒乓球不同,高尔夫球被设计成能够飞出数百码。这些凹痕可以减少空气阻力,将扰乱空气引导到后方,从而减少阻力并产生更平稳的飞行。 

“毫无疑问,多层外壳和技术先进的球芯会帮助你的游戏,” Jonathan Wall 在 Golf.com 上写道。“但如果没有外壳上的这些凹痕,你基本上就像开着一辆兰博基尼,但引擎却是福特 Pinto。” 

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一个鱼鳍。Kristin Shaw

在汽车领域,现代赛车在车脊线上采用了纵向的 “鲨鱼鳍”,这并非为了增加凶猛的外观,而是通过正确引导气流和压力来保持稳定性。在赛道之外,美国高速公路和城市街道上的普通驾驶者不需要那种性能,但他们绝对欣赏稳定、平稳的驾驶动态,这需要一种略有不同的工具来引导气流。这些部件,有时也称为涡流发生器,会产生一种有点违反直觉的效果:通过产生空气涡流,它们有助于空气更好地贴合车身侧面。 

总的来说,鱼鳍或 ASF 会促使气流更紧密地沿着车辆侧面流动,从而积极影响驾驶体验。Rydell 告诉《PopSci》,通过在风洞和赛道上的广泛测试,他们发现即使这些鳍非常小,它们也能对驾驶和操控产生显著的改善。

“如果我们能避免气流的随机扰动,这会对车辆的动态产生影响,”Tafoya 说。“高层面的想法是控制空气,使其每次驾驶时都保持一致,或者尽量使其尽可能一致。如果我们能让气流靠近车辆,我们就能更好地控制驾驶动态的感觉。”

“我开了两个半小时就为了这块塑料?”

丰田 Tundra、Sequoia、Tacoma 和 4Runner 车型项目总工程师 Mike Sweers 第一次看到这些空气动力学稳定器时,简直不敢相信自己的眼睛。他被召到日本开会,他的一个团队邀请他去远离办公室的试验场。当 Sweers 到达时,团队提出了一个新的解决方案,他们说可以减少 Tundra 在经过 18 轮卡车等大型车辆时产生的侧倾,并提高其稳定性。

“他们告诉我,‘如果我们在这辆车上装上这些鳍,车辆会更稳定’,”Sweers 回忆道。“我当时想,‘哦,这听起来不错,’我看着图表和数据,心想他们要给我装上什么大型飞机翼挂在卡车侧面,对吧?然后那个人从口袋里掏出 [ASF] 说,‘这是我们的提议。’” 

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Kristin Shaw

Sweers 心想,“我开了两个半小时就为了这块塑料,你们在开玩笑吗?” 但当他把鱼鳍装上卡车,在赛道上测试,然后取下来再次测试时,他被说服了。那天他在赛道上花了四个小时,注意到在超车或遇到侧风时的稳定性。

平衡路噪、风阻和驾驶动态

Tafoya 说,他看到了鱼鳍对直线稳定性的影响,因为它们会扰乱气流,从而在车辆周围形成更紧密的流束。一个制造气流扰动的凸起物竟然能引导气流,这似乎有些矛盾,但这正是它的作用。通过这种更紧密的风流,驾驶者能感受到更精准的转向感。

“有时候,人们会提到有些车辆的转向中心不是很明确,或者感觉有点模糊,”他说。“而 [ASF] 实际上也有助于改善这些特性。”

丰田工程师使用风洞进行测试,并利用烟雾可视化(展示气流的烟雾轨迹)来观察气流最快的地方。这有助于工程师决定在哪里放置鱼鳍以最大化效率。

事实证明,设计师和工程师之间会经常进行沟通,讨论这些小塑料件。他们需要平衡,以确保路噪和车辆风阻等因素不受影响。

“我们已经掌握了如何确定我们可以应用 [ASF] 的区域,并避免对其他功能产生干扰,”Tafoya 说。“令人惊讶的是,对于这样一个微小的特征,它需要大量的谈判时间。” 

 

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Kristin Shaw

特约撰稿人

Kristin Shaw自2022年起为Popular Science撰写汽车相关文章。在成为一名专注于汽车的记者之前,她在电信、科技和航空领域积累了丰富的经验。


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