细说汽车风阻系数及改善方案 !

漫谈君 汽车大漫谈 2017-03-23



现在风阻系数成了汽车的主要卖点之一,超低的风阻系数已经成了各大汽车公司炫技的手段之一了,那么什么是风阻系数呢?它存在的意义是什么?是否越低越好呢?

 


风阻系数,用来衡量汽车行驶时遇到风的阻力的一个系数。汽车在行驶过程中驱动力需要克服各种阻力,其中包括滚动阻力、加速阻力(匀速行驶时无加速阻力)、上坡阻力(平地行驶时无坡道阻力)和空气阻力,而风阻系数则和空气阻力息息相关。此外汽车的最高行驶时速也不仅只和发动机的最大功率有关,风阻系数同样能起到决定性的作用。



   空气阻力的三种形式  


一、气流撞击车辆正面所产生的阻力

二、空气摩擦力,当车辆以最快速度行驶时,摩擦阻力小到几乎可以忽略;

三、后部真空区形成的外型阻力。在汽车高速行驶时,外型阻力是最主要的空气阻力来源,外型所造成的阻力来自车后方的真空区,真空区越大,阻力就越大。所以一般三厢车的外型阻力要比两厢车小。



那么风阻系数究竟是如何计算的呢?主要通过风洞试验,用测试仪器测得数据,再运用空气动力学的公式计算出风阻系数。



风阻系数对车辆的影响?

 

风阻对汽车性能的影响不可小觑,特别当车辆高速行驶时,有研究表明,当车速超过70km/h时,空气阻力就会对车的行驶产生较大的影响,在时速200km/h以上时,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。


   如何减小风阻呢?  


1、改变迎风面积

通过风阻系数的计算公式我们可以看出,可以改变车头迎风面积,所以不少车的车头都略微下沉前挡风玻璃尽量向后倾与车头形成较大的夹角

 


连牧马人这种方方正正的车,为了降低风阻系数,也开始用具有一定角度的前格栅和倾斜度更大的前挡玻璃了,但是这样设计会使车内空间受到束缚。如何平衡好迎风面积最小化与车内空间最大化,是不少车企正努力探索的。



2、控制扰流

当车辆高速行驶时,可以通过控制扰流来改善风阻。奔驰CLA通过主动关闭进气格栅使风绕过进气格栅从车辆四周流过,轮包内的导流处理可以克服轮胎附近产生的乱流。底盘的空隙会使车底气流杂乱,用护板完全罩住底盘则可以使气流快速流过,车尾边缘的一些处理也可以极大程度的控制扰流。



如今普遍零点二几、零点三几的风阻系数看起来差别并不大,而风阻系数细微的降低却都是靠还不到0.001的改进积少成多才得到的。比如雨刮器,外后视镜,鲨鱼鳍天线,车顶行李架,车头的Logo,门把手等都影响着风阻系数。



奔驰新S级在设计时前雾灯窝在尺寸上2毫米的变化却带来了整车气流的巨大改变;丰田不少车型的后视镜旁,尾灯侧面,车顶等部位都有些小小的扰流装置,这些并不起眼的小突起却成为了改善空气阻力,减小风噪的重要途径;韩国现代的流体雕塑设计,靠车身凸凹有致的性感线条来引导气流;“天生爱跑”的威朗,靠前保底部的前保挡风板来降低风阻,并提升底盘的安全性。

 

风阻系数真的越低越好吗?

虽然较低的风阻系数有利于风噪的抑制以及燃油经济性的提升,但会车内空间、行车视野、降低下压力。如果风阻系数过低,升力就会很明显,在高速行驶时会感觉车子发飘,我们以为是车身太轻了,实际上很大一部分原因是下压力不够。

 


而高速狂奔的F1赛车,在车身轻量化的同时还要考虑行驶稳定性,更短制动时间和制动距离等,就更得靠强大的下压力了,除了前后扰流板,宽大的尾翼则是提供足够下压力的重要保证。

 


家用车通过使尾部稍微上扬以增加下压力,部分注重性能的车会使用隐藏式尾翼,平时隐藏起来,在车速过快时自动升起,比如奥迪A7,而保时捷全新Panamera Turbo 的尾翼在升起后还可以向两端延伸,以获得更大的尾翼面积提供更强的下压力。



由此看出,风阻系数对汽车的影响是巨大的,加大对风阻的研究是具有重要意义的!


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