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边界层。边界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。这层边界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,这样的话边界层就变成了一个很大的问题,边界层会加厚车的底部,静态气流被阻塞在赛车的地步,这样车子就会失去下压力。扩散器能有效的吧气流拉出来尽量减少边界层的形成。
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封值,分别在头尾处.
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。
扩散器的开发
车队意识到他们可以从扩散器开始的地方就开始做中央通道,然后做一个阴影板来满足平坦地板的要求。为了满足中央通道的设计,外部通道被分割成2到3部分,内部通道不需要再用隔离栏把它从中央通道分开。在内部通道和外部通道之间也有一个隔离栏。为了提供给中央通道一个高能量的气流,内部通道被导向赛车的中央而不再是横穿赛车,外部通道做成一个内向的角度,以迎合内部通道的角度。这样做的结果就是中央和内部通道长度被延长了一倍。这样同样在外部通道的两侧底部形成了三角形的区域,通常这里会被做平也有一些车队做一个小的斜坡来增加下压力。
阶梯形赛车底部(Stepped
underbody)
扩散器上第二个比较复杂的地方来自于赛车底部的形状,赛车底部被规定由两平板组成。阶梯状的底部引入是为了减少扩散器的作用,另外地板的引入防止车队把赛车的底部设计的很低从而加强扩散器的作用。
赛车最低的表面是参考板,参考板贯穿赛车的中间,有最小的宽度和长度的限制。参考板从前轮轴线300毫米开始到后轮的中轴线。
参考板是一个规则的底板,这个简单的合板片必须符合厚度,长度以及宽度的限制。更高更大一点的区域是阶梯板,他在参考板高5厘米。他从前轮到后轮的前部。两个板之间的过度必须是直角。
车队把阶梯板做成向尾部集中于一点。阶梯板的两侧在后轮轮轴线前汇聚成一个V字型。这种收缩可以加速阶梯板的直接边的气流。阶梯板直角边沿线的气流比较少,车队计划用这样的形状加速气流通过扩散器。V字形在中央通道开始的地方是为了适应最后的变速箱。
一些车队的开发是在中央通道留一个小的斜坡,这个额外的斜坡从车轴线开始,尽量的低,这样做的目的是把地板和赛道之间的空气尽量的排除。
白话文点理解就是这东西象个吸气机,把车底盘空气吸出,密度一小肯定压力就小,那么下压力就来了还有个概念要提出的是圈速不等于速度很大多人认为,车快等于车最高速度有多快这只能说在直道上是对的但对于比赛来说是错误的这就是为何F1要拼命获得下压力的原因
F1在直线上的速度可以说不是很快,记得HONDA的F1去邦泥湖跑过.去掉大尾巴,去掉前鼻翼最后速度也不是很夸张.
但F1快就快在弯道快弯道下压力就是关键了有机会我找下数据,以前有过下压力软件模拟数据的
排气管(Exhausts)
车队把排气管对向扩散器从而加强了气流的能量。气流通过扩散器的速度会在引擎加速排除来的快速气流被加快。90年代因为车体的限制,不能让排气管从变速箱上通过,这种增加扩散器性能做法被广泛应用。随着扩散器的性能提高,他也为赛车提供大部分的下压力,但是同样也有问题存在,就是当车手减小马力,排气管排除的气流速度减小,这种效果就会变小,这样以来车的操控对引擎的转速就非常的敏感。慢慢的车队开始慢慢减少排气管对扩散器的影响。
不过仍然有3个车队把排气管气流吹响扩散器,威廉姆斯和米纳尔迪把排气管放低于内测通道上面,事实上米纳尔迪改变排气管的尾巴的形状放置于扩散器通道上,威廉姆斯把排灌底部作平从而把排气管和扩散器上不通道出来的气体合并。迈凯轮把排气管放置于阴影板之上,扩散器的中央。他们之所以这么做是有一些原因的,主要的原因是增加通过阶梯板气流的能量,迈凯轮把排气管放在在管道和垂直边角之间成刀刃形状放的区域,这样可以加速气流,提高清洁这一区域气流的效果,同样可以增加扩散器中央通道产生的下压力。
尾部碰撞结构
近些年FIA引入了一个结构来减小重叠的区域,做一个可变性的结构这样就可以尾部碰撞做一个缓冲垫。这种结构的测试逐步的增加。到2001年很多车队都设计了笔直通往尾部变速箱的一个结构来通过碰撞测试。这种结构影响了上面的中央扩散器通道,减小了他的作用。
有些车队把尾翼翘起来,这样中央通道就不会被阻挡。2001赛季Jaguar堵住了这个通道,并开发了一个新的扩散器和尾部碰撞结构来提高空气动力。
其他设计考量
车队需要外面的发动机械设备上留一个洞。通常在中央扩散器的斜坡上挖一个出来,投影到阴影板上是一个V字形。这种效果比较小。
转载自F1中国基地,感谢GSK-Lancer、saigon