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Photo by Cory Rogers on Unsplash,本文来自微信公众号:搞车社(ID:gaocheshe),作者:社团新司机猫宁
今天跟大家聊聊空气动力学设计的一些事。
车辆在行驶的时候会遇到很多的阻力,比如来自地面的滚动阻力,来自空气的空气阻力,克服加速的加速阻力,以及上坡时的坡度阻力。
这些阻力就像是一个金钱收割器,因为它们严重影响了性能、燃油经济性,也就是间接增加了油耗,掏空了我们的钱包。使得有些工程师的很大一部分工作其实都是在思考如何解决这些阻力,替消费者省钱。
噢!感谢伟大的工程师!
工程师VS设计师
而其中空气阻力算是占比较大的一项,我们常用空气阻力系数来表示空气阻力的大小,也就是我们常见到cd。
要知道如果一辆轿车的空气阻力从0.42cd降到0.3cd,在混合循环时,燃油经济性可以改善9%左右。
简单来讲就是100块的油钱,可以节省9块。那如果你一个月的油钱500块,那就是省了45块,一年就是540块。
噢!感谢伟大的工程师。
那么根据公式(见下图),可以发现空气阻力与车身的正面投影面积(A)有关,即车身的造型,而这也是主机厂唯一可以在前期改变的东西。
但是在有限的成本里,造型和性能无法兼得。因为如果完全按照工程师的理念设计,那最好车辆表明就是光秃秃的流行型,那么销量也势必会给工程师上一课。
反之,如果完全按照设计师的理念设计,工程师们也会分分钟的给他们来一套组合拳。这也就是为什么大家有时候看到的设计手稿上的车型线条都很犀利,但等量产之后就变得圆润无比。
但又考虑到外观对消费者的吸引程度,所以在造型和性能的竞争上,一般设计师会占到上风。
而工程师最怕听到的一句就是——“X工,设计部那边说造型改动太多了,设计理念全没了,能不能再修改一套方案?”
工程师听完,卒……
工程师的小技巧
那么为了尽量避免和设计师大咖的撕逼,老实的工程师只能穷尽10根头发的智慧在其他部位优化空气动力学设计。
比如增加发动机下护板,堪称优化空气动力设计的神器,上能挡机舱,下能降风阻,最关键成本还不高。它的功能就是让正向吹来的气流平滑的通过车底,避免气流撞击到底部不平整的部件,从而减小空气阻力。
再比如后扰流板,也就是我们俗称的尾翼。
大家都知道飞机的机翼的作用是产生一个向上的升力,帮助飞机起飞。而因为汽车是一个上凸下平的造型,所以汽车在行驶过程中就始终会受到向上的气动升力,而当升力增大到一定的程度,就会影响车辆的行驶稳定性。
而尾翼的出现就是切断了流经它的气流,一分为二,也就一个气流向上的升力和一个气流向下的压力。但是由于尾翼与车身之间的缝隙小于尾翼上方的空间,因此流经尾翼上方的向下的压力,会大于流经尾翼下方向上的升力,这样也就等于给车施加了一个下压力,从而提高车辆的稳定性。
简单来说就是尽可能的抵消一部分上升力。
不过民用车用不到那么大的尾翼,只需简单的设计一个稍微突起的鸭尾就可以起到抵消上升力的作用。
尾翼是不能乱安的
另外,还要知道尾翼不是胡乱设计,随便就可以安装的。
举个例子,小王买了辆思域,去隔壁老李的改装厂串门,吹自己的车多快多酷。老李瞅着吐沫星子满天飞的小王,来了一句:“我寻思你这车得加个尾翼,大尾翼一加,多拉风,路上哪个跑车不是加了尾翼的。”
小王一听觉得很有道理,于是忍痛从马爸爸那借了大几千找老李装了一套,然后幻想着在马路上让法拉利吃灰的场景。
几天后大尾翼装好了,小王上车就是点火、挂挡、拉手刹、一脚地板油。但一顿操作猛如虎,一看加速15秒5。速度不升反降,而且后面发现油耗、噪音也蹭蹭往上涨。于是小王看着旁边飞驰而过的法拉利,以及花呗的催款短信,陷入了沉思。
写这个故事,除了想多弄点字数蹭点KPI,就是想告诉各位尾翼不是你想装,想装就能装。每个尾翼的安装角度、造型,都是主机厂花了大把的money通过大量的CFD仿真,以及风洞实验来确定。
一些改装厂仅凭几个三瓜俩枣的人员和设备,怎么可能设计得好。而如果安装不得当,不但会增加空气阻力,导致速度衰减和油耗增加,还会带来飞一般的噪音体验。
所以一定远离黑作坊,珍爱钱包。
本文来自微信公众号:搞车社(ID:gaocheshe),作者:社团新司机猫宁