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空气的力量

风阻:易被忽视的油耗杀手

本报记者 阮希琼
2016/3/5

有试验表明,一辆车以80km/h的速度前进时,有60%的耗油是用来克服风阻的。这个数据令人震惊,没想到空气的力量竟然如此之大。带着难以置信的心情,记者采访了汽车造型设计师、NVH工程师等相关专家,从他们那里了解到,风阻对于油耗及排放的影响远超乎我们想象。

风阻对油耗影响有多大?

为了计算出汽车在行驶时的空气阻力,人们通过风洞试验和下滑试验确定了一个数学参数——风阻系数。风阻系数越小,说明该车受空气阻力影响越小。现代汽车风阻系数一般在0.28—0.4之间;性能较好的汽车或者跑车,其风阻系数可达到0.25左右。

风阻对于油耗的影响究竟有多大?试验显示,当汽车时速达到了200km以上时,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。此时,汽车的风阻系数每降低10%,油耗就能够节省大约7%。

对此,某汽车NVH工程师表示:“当汽车时速达到200km/h以上时,空气阻力确实是阻力的主要来源。当然,平时我们不会开得那么快。一般在综合工况下,风阻系数每降低10%,油耗大概能够节省2%-3%。”

此外,低风阻对于传统燃油汽车来说可以降低油耗;而对于新能源汽车来说,低风阻能够提高其续航里程。可见,除了新能源汽车、小排量汽车、内燃机优化、轻量化等举措外,通过优化汽车造型降低风阻对于节能减排意义非凡。

新技术让汽车御风而行

那么,影响汽车风阻的因素有哪些呢?空气动力学技术专家表示,汽车的外形和车身比例对空气阻力的影响占40%;车轮和车轮所在空间(车轮室)对空气阻力的影响为30%;车身底部带来的风阻占20%;空气进入车内造成的风阻占10%。

可见,车身造型对于风阻的影响最大。一般而言,将汽车设计得更流线型、更平滑,车身附件更小巧和隐蔽,让空气更顺畅地通过车身,便能有效地降低风阻。

事实上,业内的专家们为了通过降低风阻来减少哪怕只有1%的油耗也是费尽了心思。如今,就有不少新技术和设计都是巧妙地去控制空气流动,来降低风阻。

譬如,宝马X5在外形设计上采用的新型气帘(air curtain)技术,其通过在车身上设计导流槽来控制气流走向,从而降低空气阻力;又如,东风雷诺科雷嘉通过立体的腰线、局部封闭式底盘来保障空气能够毫无阻隔地划过车身,从而使风阻系数降低至0.3(一般SUV风阻系数为0.34-0.39)。

除此之外,还有一些新奇的设计也与风阻有关。在今年于拉斯维加斯举行的CES展上,宝马展出的i8 Mirrorless概念车用三个摄像头取代了内外后视镜,该技术不仅拓宽了视野,而且取消了外后视镜后,气流能够更流畅地通过汽车两侧,空气动力得到了优化,风阻系数有所降低。

优化风阻≠降低风阻

能通过降低风阻来减少油耗固然是好事,但前提是必须保证车身的稳定性。换言之,风阻系数并不是越小越好,所谓的优化风阻并不是一味地降低风阻。这其实不难想象,如果风阻系数太小,车一旦快起来,那岂不是要飞起来了?这就是为什么赛车的尾部会配备扰流板,其目的是增加空气下压力,保持车身稳定。

“低风阻对传统汽车的燃油经济性及电动车的续航里程都有积极意义,但它也受到整车空间布置、技术法规、整车成本等各种因素的限制。所以关键是找到各个因素间的平衡点。”某汽车造型设计师介绍道,“现在在风阻优化上有一个理念,叫整体优化。意思是在造型开发过程中,要从一个宏观的整车角度控制气流的流动,从而降低风阻。所以我们不会把一个低风阻的特征硬加到我们的设计中,而是将风阻的优化融合到我们整车的设计中,通过造型去控制气流,找到一个造型和低风阻的平衡点。”

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