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2018-10-17 | 星期三

汽车设计与空气阻力

发表: 2018年07月14日

設計汽車時,不僅要考慮外觀,還要考慮空氣阻力部分。空氣阻力係數越低,汽車的燃料經濟性、最高速度、操縱安全性和抓地力反而越高。(Hyundai)
設計汽車時,不僅要考慮外觀,還要考慮空氣阻力部分。空氣阻力係數越低,汽車的燃料經濟性、最高速度、操縱安全性和抓地力反而越高。(Hyundai)

设计汽车时,不仅要考虑外观,还要考虑空气阻力部分。空气阻力系数越低,汽车的燃料经济性、最高速度、操纵安全性和抓地力反而越高。

介绍新车型时,我们经常会听到:「空气阻力系数是Cd 0.35,阻力比起上一代车型降低了10%」。自从卡尔-奔驰世界首次开发出汽车以来,汽车生产商始终为跨越时间与速度的壁垒而奋斗,这是因为空气阻力系数值越低,汽车的燃料经济性、最高速度、操纵安全性和抓地力才会越高。

车辆在行驶时,请您打开车窗将手伸到车窗外,握拳时和摊开手掌时,感觉到的空气触感截然不同。虽然不能用肉眼观察到,但汽车实际承受的空气阻力远超我们的想像。通常空气阻力与速度的平方成正比。假设汽车的时速是60㎞、阻力是20㎏,时速是120㎞时,阻力为80㎏。

因此汽车的外观设计尤为重要。假设有两辆引擎马力都是2,000cc的汽车,有一辆车像「纸箱」一样方方正正,一辆车像「导弹」一样修长。前者想提速,由于迎风面积大,需要用更大的力量克服阻力;而后者可以用更小的力量轻易提速,其燃料经济性也随之得到提升。

前者的引擎工作量大,所以尾气排放量也大。目前,有关尾气排放量的各种规章制度呈现了越来越严格的趋势,尾气排放量过大,终究会成为管制目标。空气阻力越大,风杂讯也随之变大,影响车内安静环境。切东西时,比起笨重的斧头,锋利的刀会更轻便。因此,设计汽车时,不能只考虑「外观」。现代汽车推出的SUV车型佳乐豹(Galloper)和胜达(SantaFe)就证据。佳乐豹(Galloper)车型具有吉普车固有的轮廓,刀刃已钝,所以高速行驶时,方方正正的车体会消耗更多的燃料。

2000年,韩国产SUV通过现代汽车独自开发的胜达(SantaFe)迎来了转折点。为了抢佔都市型SUV市场,现代汽车採用EF索纳塔的单体式车架代替了原有框体,当时SUV方方正正的车体特徵不见踪影,修长的车顶和线条流畅的引擎罩成了人们关注的焦点。这种车型融合了轿车的舒适性和SUV的稳定性。

胜达(SantaFe)的行驶安全性更卓越,乘坐感也像轿车一样舒适。由于其线条流畅的设计特徵,在优秀产业设计(GD)商品展览中获得了总统奖。因此,只青睐轿车的消费者也开始关注SUV。尽管安装了比竞争车型尾气排放量都低的2.0L柴油发动机,但是速度和燃料经济性却更高,其魅力源自设计。

2005年,胜达(SantaFe)通过第二代(CM)的推出得到了进一步的提升。像轿车一样与前照灯流畅连接来代替了向前凸起的保险槓,减少空气阻力的同时进行了车辆形象的升级。被称作「闪烁灯」的转向灯也与侧视镜连成了一体,并且在韩国产车型中首次安装了与保险槓形成一体的后方告警装置,提高了外观的制造水平。

第三代胜达(SantaFe)比起酷派(Tuscani)空气阻力系数小。

至此7年之后,胜达(SantaFe)推出了第三代(DM)胜达,设计上再一次突破。空气阻力系数仅为Cd 0.34,整个车体线条比起酷派(Cd 0.342)犀利很多。

这次新推出的全新胜达(SantaFe)的空气阻力系数更低。

第4代胜达(TM)是不久前新推出的车型,空气阻力系数下降至Cd 0.337。体积虽然比起前一代大很多,但顶风前行的实力得到了进一步增强。硕大的级联格栅和保险槓的纹路线连接到尾灯的门线,会使空气触感变得更柔和。将前照灯竖向安装在日间行车灯下方的同时,侧面还设置了起到气幕作用的小孔。

索纳塔新型增强版混合电动汽车顶风行驶效果也是极佳。

为了减少空气阻力,混合电动汽车前后保险槓设计的非常独特。索纳塔新型增强版汽车就是典型的例子。将保险槓两个末端的角立起来,将四个车轮设计成扁平状。结果显示,索纳塔混合电动汽车的空气阻力系数是Cd 0.24,比起普通索纳塔(Cd 0.27)快11%以上。

(文章转自现代汽车网站)

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