空氣阻力
眾所周知,車速越快阻力越大,空氣阻力與汽車速度的平方成正比。如果空氣阻力占汽車行駛阻力的比率很大,會增加汽車燃油消耗量或嚴重影響汽車的動力性能。據(jù)測試,一輛以每小時100公里速度行駛的汽車,發(fā)動機輸出功率的百分之八十將被用來克服空氣阻力,減少空氣阻力,就能有效地改善汽車的行駛經(jīng)濟性,因此轎車的設計師是非常重視空氣動力學。在介紹轎車性能的文章上經(jīng)常出現(xiàn)的“空氣阻力系數(shù)”就是空氣動力學的專用名詞之一,也是衡量現(xiàn)代轎車性能的參數(shù)之一。
空氣阻力系數(shù)
汽車在行駛中由于空氣阻力的作用,圍繞著汽車重心同時產(chǎn)生縱向,側(cè)向和垂直等三個方向的空氣動力量,對高速行駛的汽車都會產(chǎn)生不同的影響,其中縱向空氣力量是最大的空氣阻力,大約占整體空氣阻力的百分之八十以上。它的系數(shù)值是由風洞測試得出來的,與汽車上的合成氣流速度形成的動壓力有密切關系。當車身投影尺寸相同,車身外形的不同或車身表面處理的不同而造成空氣動壓值不同,其空氣阻力系數(shù)也會不同。由于空氣阻力與空氣阻力系數(shù)成正比關系,現(xiàn)代轎車為了減少空氣阻力就必須要考慮降低空氣阻力系數(shù)。從50年代到70年代初,轎車的空氣阻力系數(shù)維持在0.4至0.6之間。70年代能源危機后,各國為了進一步節(jié)約能源,降低油耗,都致力于降低空氣阻力系數(shù),現(xiàn)在的轎車空氣阻力系數(shù)一般在0.28至0.4之間。
轎車外形設計
為了減少空氣阻力系數(shù),現(xiàn)代轎車的外形一般用園滑流暢的曲線去消隱車身上的轉(zhuǎn)折線。前圍與側(cè)圍、前圍、側(cè)圍與發(fā)動機罩,后圍與側(cè)圍等地方均采用園滑過渡,發(fā)動機罩向前下傾,車尾后箱蓋短而高翹,后冀子板向后收縮,擋風玻璃采用大曲面玻璃,且與車頂園滑過渡,前風窗與水平面的夾角一般在25度-33度之間,側(cè)窗與車身相平,前后燈具、門手把嵌入車體內(nèi),車身表面盡量光潔平滑,車底用平整的蓋板蓋住,降低整車高度等等,這些措施有助于減少空氣阻力系數(shù)。在80年代初問世的德國奧迪100C型轎車就是最突出的例子,它采用了上述種種措施,其空氣阻力系數(shù)只有0.3,成為當時商業(yè)代轎車外形設計的最佳典范。
據(jù)試驗表明,空氣阻力系數(shù)每降低百分之十,燃油節(jié)省百分之七左右。曾有人對兩種相同質(zhì)量,相同尺寸,但具有不同空氣阻力系數(shù)(分別是0.44和0.25)的轎車進行比較,以每小時88公里的時速行駛了100公里,燃油消耗后者比前者節(jié)約了1.7公升。
考察轎車車形的發(fā)展史,從本世紀初的福特T型箱式車身到30年代中型的甲蟲型車身,從甲蟲型車身到50年代的船型車身,從船型車身到80年代的楔型車身,直到今天的轎車車身模式,每一種車身外形的出現(xiàn),都不是某一時期單純的工業(yè)設計的產(chǎn)物,而是伴隨著現(xiàn)代空氣動力學技術(shù)的進步而發(fā)展的?諝庾枇ο禂(shù)在過去的轎車手冊中從未出現(xiàn)過,今天則是介紹轎車的常用術(shù)語之一,成為人們十分關注的一種參數(shù)了。