原創(chuàng)  除了美觀還有科學(xué) 轎車造型與空氣動力學(xué)

    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(yán)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(shè)計師是非常重視空氣動力學(xué)。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(xué)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(fēng)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(guān)系。當(dāng)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(guān)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(jìn)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(shè)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(fēng)玻璃采用大曲面玻璃，且與車頂園滑過渡，前風(fēng)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(dāng)時商業(yè)代轎車外形設(shè)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(jìn)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(jì)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(shè)計的產(chǎn)物，而是伴隨著現(xiàn)代空氣動力學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展的。空氣阻力系數(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(guān)注的一種參數(shù)了。