风阻系数真的越小越好?
图说汽车

   众所周知,车辆的行驶阻力与车速的平方成正比,也就是说每当行驶速度增加2倍时,车辆的阻力增加4倍,耗能(功率)会增加8倍,显然从耗能角度来讲风阻越大油耗越大。那么这是否意味着风阻系数越小对于车辆行驶就越好呢?

          

    我们知道,车辆的风阻主要有两个方面组成,一个是车头部位的迎面阻力,另一个是尾部的压差阻力。迎面阻力比较容易理解,就不再做解读。我们解释下这个尾部的空气隔离区,也叫真空区,真空区一定就是负压,车头部位肯定是正压,这就形成了车头车尾的压力差,正压肯定要向负压流动,这就形成了相反的力。

      

    为了降低车头的迎面阻力,越来越多的车企在车头的设计上下足了功夫。现在整体弧面的车头越来越多,这就是为了追求降低风阻而设计的。

   

    此外不乏为了进一步降低风阻系数,采取仿生设计的,优化底盘平整度的,加扩散器的,加一些类似飞机翼梢小翼(譬如跑车的侧裙)的方式等等。

    譬如迈凯伦给自己的570GT加上了一万根羽毛,标志EX1采用了水滴式车身设计。

   

    迈凯伦此举博眼球的意味要大于实际意义,这羽毛要是染上了什么怎么清洗?这要是被撞了一下怎么维修?

   

    这是标致2010年发布的未来电动概念车EX1,采用了车头宽,车尾收紧的设计,典型的水滴式设计,可以有效降低风阻。

         

    从上图可见,所有形状中雨滴状的风阻系数最低达到了0.04

          

    可以说车尾越尖风阻会越小,但是在民用车上不可能为了追求风低阻系数怎么做,不然后备箱还能装什么?车身长度也要加长很多,实用性太差。实际上说到这里,风阻系数越小的确还是一件好事,那么坏事呢?

   

    我们知道,车辆的外观设计上凸下平,明显的升力设计。车辆高速行驶状态下稳定性能否控制,与车辆空气动力结构息息相关,但是两者之间也有矛盾,刻意追求降低风阻系数,会让行驶稳定性受到很大的影响。通俗一点讲,根据伯努利定理,我们可以得出这样的结论:汽车上部因为凸起,行驶中气流速度快,导致低压的形成,而底盘因为是平整的,气流速度慢导致高压的形成,这样就产生了升力。行驶速度越大,升力就越大,就产生了我们说的“飘”。所以这个时候,我们就要适当增加风阻系数,制造下压力。

   

    下压力的原理很简单,就是制造“倒置车体”设计。扩散器就是典型的代表,扩散器具有平稳尾部气流的作用,同样因为相对底盘形成了一个向上的缓坡,而达到了增加底盘气流运动速度减小压强的目的,这样就形成了下压力,稳定了车身稳定。除此之外一些改装车上的尾翼、侧翼的设计都是倒置车体式设计,可见风阻系数的低也是有限度的。

2017-04-15 13:01