風(fēng)阻系數(shù)
風(fēng)阻系數(shù),是指在特定的風(fēng)洞實驗室內(nèi),通過風(fēng)洞實驗和下滑實驗所確定的一個數(shù)學(xué)參數(shù),用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力,系數(shù)越大,則空氣阻力越大,現(xiàn)代汽車的風(fēng)阻系數(shù)一般在0.23-0.5之間,并且風(fēng)阻系數(shù)不僅應(yīng)用于空氣,也適用于其他流體內(nèi)部。
風(fēng)阻是車輛行駛時來自空氣的阻力,一般空氣阻力有三種形式,第一是氣流撞擊車輛正面所產(chǎn)生的阻力,就像拿一塊木板頂風(fēng)而行,所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產(chǎn)生的阻力。 第二是摩擦阻力,空氣與劃過車身一樣會產(chǎn)生摩擦力,然而以一般車輛能行駛的最快速度來說,摩擦阻力小到幾乎可以忽略。第三則是外型阻力,一般來說,車輛高速行駛時,外型阻力是最主要的空氣阻力來源。外型所造成的阻力來自車后方的真空區(qū),真空區(qū)越大,阻力就越大。 一般來說,三廂車的外型阻力會比旅行車小。
風(fēng)阻系數(shù)可以通過風(fēng)洞測得。當(dāng)車輛在風(fēng)洞中測試時,借由風(fēng)速來模擬汽車行駛時的車速,再用測試儀器來測知這輛車需花多少力量來抵擋這風(fēng)速,使這車不至于被風(fēng)吹得后退。在測得所需之力后,再扣除車輪與地面的摩擦力,剩下的就是風(fēng)阻了,然后再以空氣動力學(xué)的公式就可算出所謂的風(fēng)阻系數(shù)。
當(dāng)然了,這是一個理論值的運算公式,實際測試的時候當(dāng)然還會有更多的不確定因素引入。但是從這個基礎(chǔ)公式中我們也不難發(fā)現(xiàn),在同樣的車速下,空氣密度是一定的,同級別車型的正投影面積其實也差不多,所以真正影響到風(fēng)阻大小的就是風(fēng)阻系數(shù)。通過實際測算,車速100km/h的時候,大概有60%的動力輸出都被用來抵抗風(fēng)阻,這也是為什么各大廠家要在降低車輛風(fēng)阻系數(shù)上花大功夫的原因。
一般車輛在前進時,所受到風(fēng)的阻力大致來自前方,除非側(cè)面風(fēng)速特別大。不然不會對車輛產(chǎn)生太大影響,就算有,也可通過方向盤來修正。風(fēng)阻對汽車性能的影響甚大。根據(jù)測試,當(dāng)一輛轎車以80公里/時前進時,有60%的耗油是用來克服風(fēng)阻的。 風(fēng)阻系數(shù)Cd是衡量一輛汽車受空氣阻力影響大小的一個標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)阻系數(shù)越小,說明它受空氣阻力影響越小,反之亦然,因此說風(fēng)阻系數(shù)越小越好。一般來講,流線性越強的汽車,其風(fēng)阻系數(shù)越小。
另一個數(shù)據(jù)則是風(fēng)阻系數(shù)和油耗的關(guān)系,對于傳統(tǒng)能源汽車來說,目前國際上認可度較高的說法是風(fēng)阻系數(shù)每降低10%,油耗能夠下降3%;而對于新能源汽車來說,風(fēng)阻系數(shù)降低0.02,行駛里程就可以增加3km;所以汽車造型近百年的發(fā)展,也就是在為了降低一個又一個0.01Cd而努力。這其中三個值得紀念的車型分別是以下三款:
1.1982年第三代AUDI 100:第一臺風(fēng)阻系數(shù)達到0.3的量產(chǎn)車
2.1999年P(guān)ASSAT B5:首款強調(diào)風(fēng)阻系數(shù)重要性的國產(chǎn)轎車,風(fēng)阻系數(shù)僅為0.28
3.2016年BMW NEXT 100 Conecpt:截止到目前為止全球最佳氣動性能車,風(fēng)阻系數(shù)為0.18
車輛在行駛時,還要克服的阻力有機件損耗阻力、輪胎產(chǎn)生的滾動阻力(一般也稱做路阻)。 隨著車輛行駛速度的增加,空氣阻力也逐漸成為最主要的行車阻力,在時速200km/h以上時,空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%。