現(xiàn)在風(fēng)阻系數(shù)成了汽車(chē)的主要賣(mài)點(diǎn)之一,超低的風(fēng)阻系數(shù)已經(jīng)成了各大汽車(chē)公司炫技的手段之一了,那么什么是風(fēng)阻系數(shù)呢?它存在的意義是什么?是否越低越好呢?
風(fēng)阻系數(shù),用來(lái)衡量汽車(chē)行駛時(shí)遇到風(fēng)的阻力的一個(gè)系數(shù)。汽車(chē)在行駛過(guò)程中驅(qū)動(dòng)力需要克服各種阻力,其中包括滾動(dòng)阻力、加速阻力(勻速行駛時(shí)無(wú)加速阻力)、上坡阻力(平地行駛時(shí)無(wú)坡道阻力)和空氣阻力,而風(fēng)阻系數(shù)則和空氣阻力息息相關(guān)。此外汽車(chē)的最高行駛時(shí)速也不僅只和發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率有關(guān),風(fēng)阻系數(shù)同樣能起到?jīng)Q定性的作用。 空氣阻力的三種形式 一、氣流撞擊車(chē)輛正面所產(chǎn)生的阻力; 二、空氣摩擦力,當(dāng)車(chē)輛以最快速度行駛時(shí),摩擦阻力小到幾乎可以忽略; 三、后部真空區(qū)形成的外型阻力。在汽車(chē)高速行駛時(shí),外型阻力是最主要的空氣阻力來(lái)源,外型所造成的阻力來(lái)自車(chē)后方的真空區(qū),真空區(qū)越大,阻力就越大。所以一般三廂車(chē)的外型阻力要比兩廂車(chē)小。 那么風(fēng)阻系數(shù)究竟是如何計(jì)算的呢?主要通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn),用測(cè)試儀器測(cè)得數(shù)據(jù),再運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)的公式計(jì)算出風(fēng)阻系數(shù)。 風(fēng)阻系數(shù)對(duì)車(chē)輛的影響?
風(fēng)阻對(duì)汽車(chē)性能的影響不可小覷,特別當(dāng)車(chē)輛高速行駛時(shí),有研究表明,當(dāng)車(chē)速超過(guò)70km/h時(shí),空氣阻力就會(huì)對(duì)車(chē)的行駛產(chǎn)生較大的影響,在時(shí)速200km/h以上時(shí),空氣阻力幾乎占所有行車(chē)阻力的85%。 如何減小風(fēng)阻呢?
通過(guò)風(fēng)阻系數(shù)的計(jì)算公式我們可以看出,可以改變車(chē)頭迎風(fēng)面積,所以不少車(chē)的車(chē)頭都略微下沉,前擋風(fēng)玻璃盡量向后傾,與車(chē)頭形成較大的夾角。
連牧馬人這種方方正正的車(chē),為了降低風(fēng)阻系數(shù),也開(kāi)始用具有一定角度的前格柵和傾斜度更大的前擋玻璃了,但是這樣設(shè)計(jì)會(huì)使車(chē)內(nèi)空間受到束縛。如何平衡好迎風(fēng)面積最小化與車(chē)內(nèi)空間最大化,是不少車(chē)企正努力探索的。
當(dāng)車(chē)輛高速行駛時(shí),可以通過(guò)控制擾流來(lái)改善風(fēng)阻。奔馳CLA通過(guò)主動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣格柵使風(fēng)繞過(guò)進(jìn)氣格柵從車(chē)輛四周流過(guò),輪包內(nèi)的導(dǎo)流處理可以克服輪胎附近產(chǎn)生的亂流。底盤(pán)的空隙會(huì)使車(chē)底氣流雜亂,用護(hù)板完全罩住底盤(pán)則可以使氣流快速流過(guò),車(chē)尾邊緣的一些處理也可以極大程度的控制擾流。 如今普遍零點(diǎn)二幾、零點(diǎn)三幾的風(fēng)阻系數(shù)看起來(lái)差別并不大,而風(fēng)阻系數(shù)細(xì)微的降低卻都是靠還不到0.001的改進(jìn)積少成多才得到的。比如雨刮器,外后視鏡,鯊魚(yú)鰭天線(xiàn),車(chē)頂行李架,車(chē)頭的Logo,門(mén)把手等都影響著風(fēng)阻系數(shù)。 奔馳新S級(jí)在設(shè)計(jì)時(shí)前霧燈窩在尺寸上2毫米的變化卻帶來(lái)了整車(chē)氣流的巨大改變;豐田不少車(chē)型的后視鏡旁,尾燈側(cè)面,車(chē)頂?shù)炔课欢加行┬⌒〉臄_流裝置,這些并不起眼的小突起卻成為了改善空氣阻力,減小風(fēng)噪的重要途徑;韓國(guó)現(xiàn)代的流體雕塑設(shè)計(jì),靠車(chē)身凸凹有致的性感線(xiàn)條來(lái)引導(dǎo)氣流;“天生愛(ài)跑”的威朗,靠前保底部的前保擋風(fēng)板來(lái)降低風(fēng)阻,并提升底盤(pán)的安全性。 風(fēng)阻系數(shù)真的越低越好嗎? 雖然較低的風(fēng)阻系數(shù)有利于風(fēng)噪的抑制以及燃油經(jīng)濟(jì)性的提升,但會(huì)車(chē)內(nèi)空間、行車(chē)視野、降低下壓力。如果風(fēng)阻系數(shù)過(guò)低,升力就會(huì)很明顯,在高速行駛時(shí)會(huì)感覺(jué)車(chē)子發(fā)飄,我們以為是車(chē)身太輕了,實(shí)際上很大一部分原因是下壓力不夠。
而高速狂奔的F1賽車(chē),在車(chē)身輕量化的同時(shí)還要考慮行駛穩(wěn)定性,更短制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離等,就更得靠強(qiáng)大的下壓力了,除了前后擾流板,寬大的尾翼則是提供足夠下壓力的重要保證。
家用車(chē)通過(guò)使尾部稍微上揚(yáng)以增加下壓力,部分注重性能的車(chē)會(huì)使用隱藏式尾翼,平時(shí)隱藏起來(lái),在車(chē)速過(guò)快時(shí)自動(dòng)升起,比如奧迪A7,而保時(shí)捷全新Panamera Turbo 的尾翼在升起后還可以向兩端延伸,以獲得更大的尾翼面積提供更強(qiáng)的下壓力。 由此看出,風(fēng)阻系數(shù)對(duì)汽車(chē)的影響是巨大的,加大對(duì)風(fēng)阻的研究是具有重要意義的! |
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