风阻系数是什么意思,对一台车都有什么影响?

如题所述

“风阻系数”是厂商做产品宣传时经常能听到的一个名词,尤其是在电动汽车领域,风阻系数似乎成为军备竞赛中的一个重要战场,但其实这项指标并没有宣传的那么玄乎,而且多数人对它还存在着诸多误解。

第一个误解是风阻系数越小油耗/电耗越低,当然严格的说二者之间是有关系的,只不过它对于油耗/电耗的影响很小,几乎可以忽略不计。如何来理解这个问题,想想看汽车前进时会遇到哪些阻力,一个是地面的摩擦力,另一个是就是空气阻力。注意空气阻力和风阻系数可不是一件事,空气阻力是一个变量会随着速度的变化而变化,风阻系数对于一台车来说基本上是一个恒量,它只与车辆的外观形状有关。

空气阻力和风阻系数的具体关系如公式:F=(1/2)CρSV^2。

F为空气阻力,C为空气阻力系数(也就是风阻系数),ρ为空气密度,S物体迎风面积,V为物体与空气的相对运动速度。

从公式可以看到与空气阻力“F”关系最大的是速度“V”,他们是成平方正比关系,也就是速度每增加一倍空气阻力会增加四倍。而风阻系数“C”虽然和空气阻力也是正比例关系,但是风阻系数本身相差都不大,比如保时捷Taycan的风阻系数是0.22算是优秀水平,而普通水准也能达到0.25左右。

而另外一个参数,物体迎风面积“S”它的差距就很大了,SUV和轿车可能会差到一倍。所以SUV的油耗普遍高于轿车,并不是二者的风阻系数差了很多,而是迎风面积的差异所导致的。

这里又引出另一个误解,风阻系数不是意淫出来的,而是通过实验模型计算出来的。具体的计算过程就比较复杂了,比如需要wind tunnel,water tunnel等实验以及类似与表面粗糙相关无量纲数的方程来计算。简单的说和风阻系数相关的是,物体的形状以及表面的粗糙程度。

所以想当然越大的物体风阻系数越大是完全错误的,相关的研究数据表明,越接近水滴形状的物体风阻系数越低。

不过这张图所示数据都是在低速状态下,假如达到音速或者超过音速那么就是另外一套计算法则了,所以你看亚音速飞机都是圆头的,而超音速飞机都是尖头的,这种造型的差异与风阻系数是有很大关系的。

有点跑题,说回汽车也是那个道理,SUV的风阻系数不一定高,超级跑车的风阻系数也不一定低,即便是目前风阻系数最小的车也比不上波音777。

在知道风阻系数的定义和影响它的相关因素之后,我们再来讨论之前说的一个问题。前面我说:风阻系数对于一台车来说基本上是一个恒量,之所以说“基本上”是因为一台车的形状基本不会变,但如果较真的话它的表面光滑程度是会改变的。比如一个月没洗的、满身泥土的车,和刚刚洗好打完蜡的车风阻系数一定是不同的;还有打开车窗和关闭车窗,也会影响风阻系数,但是这种影响转换到油耗上就可以忽略不计了。

总之风阻系数是一个极其抽象的概念,不是凭借思辨就可以想明白的事情。很多营销话术,比如运用的什么设计,隐藏式门把手之类的,它确实可以降低迎风面积,但是否降低了风阻系数还真不一定。

另外关于风阻系数也不是越小越好,之前也说了水滴形是风阻系数最小的造型,但是路上却没有这种造型的车,这是因为下压力是必须要有的。

也许“下压力”会让你联想到赛车,但是家用车同样需要下压力,不然高速行驶时的产生的升力会让轮胎失去抓地力,从而导致失控。至于如何了制造下压力,可以通过下面两张来理解:

车身空气动力示意图

车底空气动力示意图

先看车底部分,是利用伯努利定理和文氏管效果来实现下压力的,也就是流过车底的空气快所以压力低,这片低压区可以的让车的底盘吸在地上,这就是“地面效应”,跑车那些夸张的尾部扩散器就是为了强化这一效应。但是这个越复杂,相应的风阻系数也会增大。

再说车身的部分,下压力主要来自于前挡风区域,这也很好理解,它的尾翼的道理一样,与空气形成一个攻角。当空气撞上来时,可以利用平行四边形法则来分析,这个力可以分解成两部分,一个是向后的阻力,另一个就是向下的下压力。如果还不理解,可以简单做个试验,手掌朝上伸出窗外,然后逆时针旋转一定的角度,如此就能感觉到风把手掌向后、向下压。

为了制造下压力,汽车必须设计出合适的空气动力外形,如此势必会增加风阻系数。而那些强调运动性能的超级跑,风阻系数会更高,比如三大神车迈凯轮P1、保时捷918、法拉利La Ferrari他们的风阻系数都在0.35左右,比很多SUV还高,如果是F1赛车那么风阻系数就更高了。

所以风阻系数不仅和油耗/电耗关系不大,与性能也没有什么关系。虽然超跑和赛车的风阻系数大,但是它们的迎风面积小,总的来说风阻还是比SUV要低的,而且车身轻啊,自然跑的飞快。

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第1个回答  2021-05-09

汽车参数上的风阻系数是什么?对车子有何影响?一看就明白

第2个回答  2021-02-20
最简单易懂的,最直观的影响就是油耗,风阻系数大,汽车前进的阻力大,汽车需要更大的动力,所以更费油,就好比人顶风奔跑一样!

再就是增加风噪,风刮到车体上,会有噪音。

还有就是是车辆稳定性下降,因为风的大小,方向都会影响车辆的平衡
第3个回答  2021-02-19
风阻系数是指汽车在行驶时风阻对于汽车行驶的影响,风阻系数的大小,对于一台车的影响很大,风阻系数越小,表明这辆车它的油耗可能越低。
第4个回答  2021-02-20
空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重要的外力。空气阻力系数,又称风阻系数,是计算汽车空气阻力的一个重要系数,通过风洞实验和下滑实验来确定。风阻系数的大小取决于汽车的外形,风阻系数愈大,空气阻力越大。目前汽车的风阻系数一般在0.2-0.5之间。
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