摘要
新款CX-9是基于CX-5平台开发的3排中型跨界SUV。空气动力学性能旨在达到同类产品的最高水平。平台方面，新CX-9除了和CX-5之后的新一代产品一样进行地板下整改外，重点整顿尤其是前轮胎周围和后悬架周围。在上半身方面，我们在实现“粗犷而端庄的优质”的表达的同时，专注于抑制后部周围的气流夹带，这是新CX-9的设计理念。此外，为了实现出色的安静性，让客户在高速行驶时感受到“安全/舒适”，还专注于减少由风流产生的涡流引起的空气动力噪音。在本文中，将介绍一个与设计部门和每个设计部门共同创造的例子，以实现比之前模型降低11%的空气阻力和空气动力噪声。
1.首先
近年来，降低空气阻力以提高燃油效率已成为产品开发的重要项目。由于空气阻力取决于车身的形状，因此与设计和其他功能的兼容性是一个重要问题。此次开发的新款CX-9定位为美国市场的高端机型，空气动力性能较之前机型有了显着提升，以在高水平平衡适合SKYACTIVTECHNOLOGY的燃油效率性能，同时实现精神运动设计。它是。此外，在这项空气动力学开发中，我们专注于降低由风流产生的涡流引起的空气动力学噪音，以实现出色的安静性，让客户在高速行驶时感受到“安全/舒适”。在本文中，第2章到第6章描述了实现空气阻力比之前模型降低11%的技术，第7章描述了空气动力降噪技术。
2.空气阻力降低概念及空气动力性能发展过程
2.1空气阻力降低概念
在空气动力学开发上，沿用了CX-5之后的新一代产品中降低空气阻力的共同理念。这是为了通过抑制(I)地板下区域、(II)车身侧区域和(III)上部区域中的每一个区域的涡流来减少空气阻力，并创建一个汇聚上、下、左和右风的风流流向车身后方的一点（图1）。对于（I），在地板下定义了一条地板线，并根据地板下的基本结构沿线布置各部分，以实现汇聚到一点的风流（2）（图2）。由于(II)和(III)有许多设计开发元素，我们以独特的方式进行了新CX-9的开发。
图1车辆周围的流动结构
图2通过修改底部几何形状进行空气动力学优化
2.2新型CX-9的气动性能开发过程
在全新CX-9的空气动力学开发中，旨在最大限度地发挥空气动力学性能，以实现卓越的燃油效率，打破中型SUV细分市场的传统智慧。为了作为家用车具有足够的实用性，我们的目标是在确保所需的前投影面积的同时降低空气阻力系数（以下简称Cd值）。
除了传统的集体规划和开发概念(3)，在新的CX-9中，使用空气动力学模拟（以下简称CFD：计算流体动力学）确定对提高空气动力学性能特别重要的部件，以及固定元件和变量元素被识别出来，不管怎样，把焦点缩小，把功能分配到每个区域（图3）。除了根据上一节的想法在地板下、车身侧面和上部三个区域中的流动之外，在总共四个区域中添加和检查了发动机舱中的流动。通过为每个领域设定个人目标并推进空气动力学开发，的目标是实现一流的空气动力学性能。在迄今为止的车型开发中，最难同时实现冷却性能和降低空气动力阻力，因此从开发初期就专注于发动机室的流动。第3章到第6章描述了每个区域的检查细节。
图3目标级联
3.地板下区域的空气动力学开发
3.1地下区域开发理念与挑战
为了实现汇聚到一点的风流，地板下区域的开发理念是“顺风顺风倒流”。另一方面，虽然CX-5之后的新一代产品组通过集体规划和开发实现了几乎平坦的地板下区域，但如第4章所述，发动机舱和作为可移动部件的后悬架区域的排气有必要给予更详细的考虑。
此外，新款CX-9采用全新设计，将地板底布由传统树脂材料改为无纺布材料以提高静音性，因此进行了优化，使风能够顺畅流动.但由于车罩成型末端的曲率扩大，风无法顺利分离，风向后悬架的流动比以前更多，产生阻力（图4）。这在与盖子的刚度取得平衡的同时得到了减少。
3.2地板下区域空气阻力降低技术
除了设置地板下罩的形状以分隔后端的风流外，为了避免路缘石与离地间隙低的部分发生碰撞等损坏，我们还实现了作为可变形橡胶部分的兼容性.（图5）。此外，为了进一步降低地板下区域的空气阻力，不仅检查了传统的地板底盖，还检查了作为可移动部件的后悬架周围的整流。因此，我们在后悬架前部的横向连杆上新安装了一个新设计的盖板，这在马自达汽车中是首创的，并找到了一种结构，可以让风顺畅地流动而不会与后悬架发生碰撞（图）.6).此外，这些在FWD基础上推广的措施，在隧道下方和差速器周围采用不同结构的AWD，并根据AWD的布局开发和优化了地板罩作为独特的元素。结果，空气动力性能可以保持不变，与旧的CX-9相比，FWD和AWD的Cd值都可以降低约4%。
图4优化罩盖前后地板周围的流线
图5最佳后悬架周围
图6优化罩盖后后地板周围的流线
4.车身侧面区域的空气动力学开发
4.1车身侧区域的发展理念及问题
车身侧部区域的开发理念是“在不干扰车身侧风流的情况下，抑制从前保险杠角到轮罩产生的涡流”。作为新CX-9的一个问题，必须抑制剥离涡流，因为前保险杠角设计的不规则比以前更深，车身侧面受到宽大直径轮胎的极大干扰。
4.2车身侧区域空气阻力降低技术
为了抑制上述剥离涡流，验证了风可以顺畅地流动到前轮胎周围的每个部分。首先，关于前轮胎导流板，为了使气流跟随前轮胎，除了传统的襟翼式导流板外，在导流板的前部增加了一个斜坡形状（图7-（a））。结果，风与导流板本身碰撞产生的涡流被抑制，风可以更顺畅地跟随轮胎。关于导流板表面，车辆外侧的表面成分由设计师和设计师共同优化，以确保将风引导到轮胎外侧，同时保持表面与前保险杠的连接，如图所示在图7的(1)中。它变成了。关于车内的圆形形状，如图7的（2）所示，优化了长度和形状，使得风不会卷入轮罩，同时抑制导流板表面本身的阻力，和风的流动。在襟翼部分被剥离，以便它会直线流动。接下来，对防溅罩形状进行了优化，以抑制从发动机室到轮罩的废气，这是3.1节中描述的问题之一。如图7（3）所示，从轮罩排出的风并未向车身侧排出，挡泥板后端与中央地板罩前端的连接处进行了平滑处理，以引导车辆行驶。风直吹地板。结果，Cd值比老款CX-9的结构降低了2%左右，可以抑制宽大直径轮胎引起的车身侧扰（图8）。
(a)前轮胎导流板
(b)前轮胎前轮胎导流板周围的流线
图7前轮胎周围的流线
(a)前轮胎优化前
(b)优化的前轮胎
图8前轮胎周围的车身侧流
5.机舱空气动力学开发
5.1机舱发展理念与挑战
至于进入机舱的风流，则是从前格栅吸入所需的最低风量，然后直接流向中冷散热器，以最大限度地减少泄漏到其他区域的风流。
在新型CX-9开发的早期阶段，格栅和散热器之间的损失增加了，并且吸入了不必要的风，这是一个问题。
5.2机舱空气阻力降低技术
全新CX-9，基于与CX-5之后的新一代产品相同的概念，与设计师共同打造风道结构，满足其他性能、布局和可组装性，同时使用内部设置板保险杠，中冷器风道结构进行了优化（图9）。结果，与开发初期相比，能够将冷却所需的泄漏量减少约20%。另一方面，为了进一步减少格栅和散热器之间的损耗，我们考虑使用用于加速器的主动风闸。
然而，由于中间冷却器布置在加速器上的位置，因此很难按原样设置。因此，考虑在上格栅后面布置新的CX-9。在这方面，需要保证喇叭和毫米波雷达的性能，布局，满足碰撞性能。因此，对执行器和百叶窗外框的形状进行了优化，并在不损害空气动力学性能和其他性能的情况下建立了布局。结果，我们实现了第一个安装在马自达汽车上格栅后面的主动式空气百叶窗（图9），并且我们能够将旧CX-9的结构的Cd值降低约3%（图10).
图9密封板和主动式气闸
(a)前格栅优化前(b)优化的前格栅
图10前格栅周围的流线
6.上部区域空气动力开发
6.1上区发展理念及问题
基于2.1节，上区的开发理念是在不涉及垂直和水平方向的流动的情况下，实现在后方一点会聚的流动。新款CX-9的初始设计采用稳定的梯形（宽度从轮胎到车灯和座舱变窄），以表达良好的姿态。为了实现这种形式，机舱呈圆形，后窗的角度较之前车型倾斜，使风更多地卷入车辆后部，导致空气动力学性能恶化。在不影响设计表达的情况下进行这种风参与是一个重要的问题（图11-（a））。
6.2降低上部空气阻力技术
在新的CX-9中，我们与设计师共同创造了车辆的每个部分。图12显示了风流得到改善的具体区域。在这里，我们报告了一个案例，其中后扰流板和后侧扰流板通过集中抑制从车身上部向下流动的风产生的涡流来实现尾流涡流的减少。找到了一种形状，与设计师和设计师一起确定了后扰流板的结构、性能和设计，并抑制了顶部的排污。同样，对于后侧扰流板，优化了剥离位置和气流会聚角，将气流会聚在车辆后方的一点，空气动力学性能和设计可以在高水平上得到平衡。由于平衡车辆后方上下左右的气流很重要，因此优化了后保险杠下侧的形状，即使空气从地板下方吹来，也能控制气流。结果，在不损害作为设计表现点的良好姿态的情况下，可以将车辆后部的垂直和水平方向的风流集中一点（图11-（b））。结果，与旧的CX-9相比，Cd值降低了2%。
(a)上层设计优化前(b)优化鞋面设计
图11围绕鞋面设计的流动流线
图12新款马自达CX-9上半身气动优化
7、气动噪声的发展
7.1旨在降低气动噪声
在这里，将介绍第1章中描述的气动降噪。在新CX-9中，为了在乘客舱内实现高水平的安静，我们设定了一个目标，定义了“穿透安静”，目的是开发安静，重点是人们的感受（图13）。关于车厢的安静性，降低风噪声非常重要，因为在高速行驶时，轮胎噪声和风噪声作为干扰谈话的噪声占主导地位。因此，新型CX-9的开发重点是降低空气动力噪声，这是风噪声的声源。下一节将介绍降低气动噪声的示例。
7.2气动降噪技术
影响车厢安静的气动噪声声源有多种，其贡献程度因距离衰减和传输损耗而异（图14）。因此，理清之后，我们决定重点
