原創  除了美觀還有科學 轎車造型與空氣動力學

    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。據測試，一輛以每小時100公里速度行駛的汽車，發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常出現的“空氣阻力系數”就是空氣動力學的專用名詞之一，也是衡量現代轎車性能的參數之一。

　　空氣阻力系數

　　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生縱向，側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，其空氣阻力系數也會不同。由于空氣阻力與空氣阻力系數成正比關系，現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。從50年代到70年代初，轎車的空氣阻力系數維持在0.4至0.6之間。70年代能源危機后，各國為了進一步節約能源，降低油耗，都致力于降低空氣阻力系數，現在的轎車空氣阻力系數一般在0.28至0.4之間。

　　轎車外形設計

　　為了減少空氣阻力系數，現代轎車的外形一般用園滑流暢的曲線去消隱車身上的轉折線。前圍與側圍、前圍、側圍與發動機罩，后圍與側圍等地方均采用園滑過渡，發動機罩向前下傾，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，側窗與車身相平，前后燈具、門手把嵌入車體內，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。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，其空氣阻力系數只有0.3，成為當時商業代轎車外形設計的最佳典范。

　　據試驗表明，空氣阻力系數每降低百分之十，燃油節省百分之七左右。曾有人對兩種相同質量，相同尺寸，但具有不同空氣阻力系數(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約了1.7公升。

　　考察轎車車形的發展史，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，都不是某一時期單純的工業設計的產物，而是伴隨著現代空氣動力學技術的進步而發展的。空氣阻力系數在過去的轎車手冊中從未出現過，今天則是介紹轎車的常用術語之一，成為人們十分關注的一種參數了。