不知道风阻系数还敢说你懂车?老司机来告诉你风阻系数的重要性

来源:未知作者:热销汽车 日期:2019/11/14 14:23 浏览:

相信很多车友们在买车的时侯都会考虑车辆的燃油经济性。其实,汽车油耗除了车身自重、发动机技术以及排量等指标外,还有一个重要的考量指标,就是汽车的风阻系数。

“风阻系数”、“风洞”,听起来是两个专业而且高大上的词,与汽车空气动力学相关。而让我接触到风洞试验的并不是什么赛车或者超跑,而是江淮即将推出的一款中型SUV——瑞风S7。对自主品牌汽车的研发来说,做实车风洞试验并不是惯例,可是做这件投入很大的试验又会得到什么样的回报呢?

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看到这里,相信很多朋友会问了,汽车风阻系数究竟是个什么鬼?

虽说风阻系数在造型设计阶段就已经是一个考虑在内的因素,但由于实体车辆进行风洞试验的成本较高,国内很多厂家通常会选择通过计算机仿真来模拟风洞试验,计算出风阻系数。但从数据的可靠性来讲,计算机仿真的结果并不客观真实。而江淮汽车将瑞风S7这款车型拿出来做实车风洞试验,也可以看出江淮对这款产品倾注的心血,同时也有利于获得更丰富、准确、真实的信息。

其实汽车风阻系数这一概念,说白了就是汽车在行驶过程中所受到阻力的大小,风阻系数越大,汽车所受到的行驶阻力就越大。这时,汽车为了前进便需要克服阻力做功,便需要更大的牵引力,即发动机需要输出更多的功率。

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而在研究风阻系数之前,我们先看一下车辆在行驶过程中,哪些阻力会消耗汽车动力输出,从而增加汽车油耗。

当汽车时速达到110公里以上时,风的阻力占到总行驶阻力的70%,也就是说大部分燃油消耗在了克服风阻上。同时,风噪也会明显增加,超越发动机噪声、路面噪声成为主要的噪声源,影响乘员舒适性。

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根据数据显示,车辆的风阻系数每降低8%,高速下就能够降低约0.25-0.3L/km的油耗,每公里减少二氧化碳的排放量5-8g。简单来说,通过优化汽车外形设计,减少风阻、提高行车安全性、降低噪音,就是风洞试验存在的意义。更直观一点,优化风阻就可以达到省油、静音、提高行驶稳定性,甚至是提高车辆最高车速等目的。

车辆在行驶时,除了需要克服有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力外,还要克服空气阻力,但由于空气是看不见,摸不着的,所以产生的阻力也过于抽象。游泳的朋友肯定对水的阻力深有感受,其实空气阻力和水的阻力类似,只是空气的密度远远小于水的密度,所以常人难以感受到罢了。

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风阻系数=空气阻力×2÷(空气密度x车头正面投影面积x车速的平方)

一般来说,汽车所遭遇的空气阻力有三种形式:第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力。第二是摩擦阻力,空气划过车身会产生摩擦力,然而以一般车辆能行驶的最快速度来说,摩擦阻力小到几乎可以忽略。。第三则是外型阻力。一般来说,车辆高速行驶时,外型阻力是空气阻力的主要来源。而这种阻力主要来自车后方的真空区,真空区越大,阻力就越大。一般情况下,两厢车和SUV尾部形成的真空区比三厢车大,其空气阻力也越大,所以这也就好好理解为什么相同条件下,SUV车型会比三厢轿车更耗油。

由以上公式可以得知,空气阻力主要和车头正面投影面积、车速的平方以及风阻系数成正比。也就是说,想要减少空气阻力,就需要尽可能减小车辆投影面积和风阻系数。

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车辆投影面积很大程度上取决于车型种类和级别,所以减小风阻系数是减少空气阻力的重要手段。汽车的风阻系数大约在0.28-0.4之间。

那么空气阻力对汽车动力的输出影响有多大呢?研究发现:当车辆在80km/h的速度行驶时,就要有60%的动力输出用来克服空气阻力,而且随着车速的增加,这个比例还会直线上升,当车辆速度超过200km/h,就要有超过85%的动力输出是用于克服空气阻力。显然,当汽车在高速行驶时,相比与其它因素,空气阻力对汽车动力输出的影响是最大的。

由上表可以看出,轿车的风阻系数普遍小于SUV车型。这是由于外型所造成的阻力很大程度上来自车后方的真空区,真空区越大,阻力就越大。一般来说,三厢车的风阻系数会比两厢车(包括旅行车、SUV及MPV)小,因为后者的尾部通常会有较大的真空区。而SUV车型由于普遍拥有更高的离地间隙,通过车辆底盘产生的升力也会更大,从而使得SUV拥有在普通民用车中较高的风阻系数。

而在车速一定的条件下,影响空气阻力大小的主要因素就是风阻系数,风阻系数是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数,用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。

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对于空气阻力和风阻系数的关系,有一个这样的公式:正面空气阻力=(风阻系数x空气密度x车头正面投影面积x车速平方) ÷2

细心的你一定会发现,跑车的风阻系数并没有比轿车更低,更极端的是F1赛车,甚至会出现风阻系数大于1的情况。这主要是因为跑车和赛车车身轻量化十分优秀,这就导致这类车辆需要更加复杂的空气动力学设计,从而将正面的空气阻力转化为下压力,用于提高车辆的抓地力。

通过公式,我们可以看出,当车速、空气密度和车头正面投影面积一定时,风阻系数越大,空气阻力就越大。

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概念车则可以极端化追求低风阻的流线造型而忽略实际上路情况。对于一般家用车而言,追求更低的风阻系数依然是实现减小空气阻力的主要途径。

风阻系数对油耗的影响有多大?

接下来请随我一起见证江淮瑞风S7的风洞试验,我将对整个测试过程、风阻系数测试结果以及瑞风S7关于优化风阻进行的改进进行介绍。