降低车辆风阻的几种办法

导语

降低车辆风阻可降低车辆的能耗,新能源汽车需在设计的时候就充分考虑车辆的气动性能。

  汽车空气动力学要素

  阻力和升力是空气动力学的两大要素,无论是飞机还是汽车都是如此,但对这两点要素的利用却有很大不同。阻力和升力取得平衡时,飞机才能在空中匀速飞行,车辆的空气动力学原则,则是在尽量减小阻力的同时避免产生升力,以保证车辆的操控性。

  影响空气阻力大小的因素

  车辆行驶的做功几乎都用在了克服行驶阻力上,所以降低阻力就可以提高车辆的能耗经济性。车辆在高速下要克服的空气阻力则要比其他种类的阻力(如轮胎阻力、发动机和传动装置内阻等)要大得多,所以提高车辆的空气动力学性能(下文简称气动性能)是车辆节能的重要手段。

  影响空气阻力的因素包括:风阻系数(Cd)、前方面积(A)、空气密度和速度(V)。其中,风阻系数和前方面积是车辆气动性能的主要指标。在这些因素中,速度是按照平方值来计算的,所以当速度翻倍时,阻力就翻了两番,因此在高速行驶条件下降低风阻系数就至关重要。

风洞测试中的车辆

  关键因素:风阻系数Cd

  风阻系数(下文简称Cd)描述的是一个物体通过气流的难易程度,系数本身和体积并没有直接关系,数值高低主要取决于物体的外形,比如板砖的Cd值为1,和一个方方正正的面包车或是大型房车差不多,车辆的这个数据越低越好。

  当今大部分的车辆Cd值在0.3左右,丰田普锐斯的Cd值为0.26而SUV的Cd值则在0.3到0.41之间。除了外形这个因素,散热器的进气方式也会对车辆的Cd值有影响。发动机较大的车辆必然有较大的散热器,风阻系数也会提高。电动车由于没有进气口的需求,在这方面有天然优势。

  从设计上提高新能源车辆气动性能

  良好的车辆外形可以使其获得良好的气动性能,所以在设计阶段需要综合地考虑美观、气动性能和成本等因素之间的平衡来设计车辆。

轻量化碳纤维底盘装甲

  平整的底盘:平整的底盘不仅可以降低气流通过时的阻力,还可以减少紊流产生的升力。理想的底盘由一个完整的轻量底盘装甲构成的,但是一般从成本的角度去考虑这是不合算的。电动车并没有排气系统,所以底盘设计本身就比较平整,再通过合理的零件布局,一般都可以获得比较好的气动性能。

日产GTR保险杆下方延伸的导流套件

  充分利用”地面效应”:”地面效应”就是利用车身周围的挡板将原本通过车底的气流分流到车身两边,并同时减少两侧气流进入车辆底部,使得车与地面之间产生一个气压较低的区域,最终使车身和车底形成压力差,产生额外的下压力,以增强轮胎的抓地力,减少轮胎滚动摩擦,提高能耗经济性。

  由于一般乘用车对路面通过性能有一定的要求,所以车身两侧的导流结构并不能太靠近地面,但适当的使用还是可以在高速是取得良好的效果的。

保时捷911的可升降尾翼

  各种气流引导装置:在车体外型角度变化超过12度的地方(如车尾),使用尾翼、扩散器等导流装置可以提高车辆的气动性能。他们总的原理都是引导气流更流畅的通过车身,防止车身周围产生紊流。

  封闭式轮毂:经常看F1的朋友对这个肯定不陌生,其实这个设计已经存在已久,但在传统汽车设计上一直很少使用,原因就在于封闭式轮毂会大大影响刹车系统的散热性能。

  新能源车则不同,以电动车为例,电动车正常刹车时可以回收高达90%的动能,这就大大减轻了刹车系统的负担。所以对于有动能回收能力的新能源车来说,封闭式轮毂的设计是可以引用的。

  提高气动性能”小贴士”

  一般的车主不能在外观设计上做根本改变,但还是有一些小窍门可以参考的。

为了省油,你还是把头伸进去吧

  1、 中高速行驶时关窗开空调。很多人都以为不开空调不费电就省油了,其实这不完全正确,前提您别开车窗。现在汽车的外型设计一般都是关窗时可获得最佳气动性能,所以在中高速行驶时,车辆由于风阻损失的油耗要远大于不开空调省下来的油耗。

有这个必要么?

  2、 增加车辆正面面积的装饰品尽量不要安装。有的人会喜欢改动发动机盖的形状,常常会选择把发动机盖换成线条粗犷一些的,这其实是会降低车辆的气动性能的。

再宽一点就赶上拖拉机了

  3、 轮胎足够宽就好。从抓地力和加速性能的角度考虑,确实是轮胎宽一些好,但要是考虑到省油,咱还是用适中的宽度即可。

  4、 行李架没有用就要收起来。其实行李架不用的时候还放家里吧,顶在车顶上会增加阻力,放在后尾箱里也增加重量。

  (编辑/辛迪嘉)

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