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何为风阻?解析风阻与宝马的外形设计的关系!

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发表于 2019-2-9 22:26:34 | 显示全部楼层 |阅读模式



宝马(BMW)作为一个享誉世界的豪华汽车品牌,因其超凡的驾驶乐趣、优异操控性能以及个性十足的外观广受大家喜爱。自1916年成立后,在百余年的发展史上也早已在消费者心中留下了浓墨重彩的一笔。



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有小伙伴想买车,可能听别人说起有关于风阻的问题,这车风阻多低多厉害。从而就有疑问了,风阻很重要吗?买车需不需要看这个东西?在此也整理了一些关于风阻的科普,希望这些内容能给有同样疑惑的朋友答案。



风阻的定义


风阻,顾名思义,就是来自空气的阻力。汽车高速行驶,是撞击前面的空气在前进,虽然空气非常轻,但车速快,这样气流撞击车辆正面形成的阻力也不容忽视;还有车身与空气流的摩擦也会形成阻力;另外,最重要的也是最大的阻力来自车辆外形,车辆高速行驶,会在车后方形成真空区,真空区越大,阻力也就越大。

物体的风阻大小,我们用风阻系数表示,风阻系数越小,阻力越小,风阻系数的单位是Cd。


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风阻系数的计算公式


风阻系数可以通过风洞测得。当车辆在风洞中测试时,借由风速来模拟汽车行驶时的车速,再以测试仪器来测知这辆车需花多少力量来抵挡这风速,使这车不至于被风吹得后退。在测得所需之力后,再扣除车轮与地面的摩擦力,剩下的就是风阻了,然后再以空气动力学的公式就可算出所谓的风阻系数。

风阻系数=正面风阻力× 2÷(空气密度x车头正面投影面积x车速平方)。


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常见物体与宝马新车的风阻一览


现今车辆的风阻几乎在0.2-0.5之间,一般的小轿车风阻在0.28-0.4之间,SUV车型一般在0.34-0.4之间。所以风阻低于0.28的小轿车与低于0.34的SUV,大多数都是既漂亮又昂贵的豪车。汽车的发展史,可以说也是克服风阻的历史,每下降0.01都是难能可贵的,下面列举了一些常见物体以及一些宝马新车的风阻,大家可以感受下,宝马还是跑在前列的。

垂直平面体风阻系数大约 1.0
球体风阻系数大约 0.5
飞禽的风阻系数在 0.1-0.2
飞机的风阻系数在 0.08-0.1
目前风阻系数最小的是雨滴,在 0.05 左右

F90 M5的风阻系数是 0.33
F15 X5的风阻系数是 0.31
G01 X3的风阻系数为 0.29
G39 X2的风阻系数为 0.28
BMW i8风阻系数是 0.26
G20 3系的风阻系数为 0.23,从从第一代3系E21开始到现在,3系的风阻已经降低了50%
G30 5系的风阻系数为 0.22
BMW NEXT 100 Conecpt:风阻系数为0.18,是目前全球最佳气动性能车


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风阻与汽车性能、油耗的关系


有几个数据,大家记住就可以了:
①一辆车以80km/h的速度行驶时,60%的动力将用来克服风阻;
②当车速200km/h时,85%的动力将用来克服风阻;
③传统汽/柴油车,风阻系数每降低10%,油耗能够下降3%;
④新能源车,风阻系数每降低0.02,行驶里程就可以增加3km。

风阻的优化


这里的优化并不局限于降低风阻,有时候增加风阻也可以说是优化,比如赛车,速度太快,如果风阻太小,容易飘起来翻车,所以需要通过尾翼等方式增加风阻。

风阻的优化非常复杂累人,而且超贵。风阻的优化是一个count一个count进行的,一个count你可以理解为一个细节,一个count可以优化0.001Cd的风阻,比如在车尾加个“小翼”,这是一个count,你可以想象要降低0.01是多么复杂。

通过上面风阻的测量,我们知道,车辆的风阻是通过风洞测得,一辆整车要优化风阻,需要经过1000-2000小时的风洞测试,而欧洲每小时风洞的费用是将近2万人民币,推出一辆新车光风阻优化的风洞测试就要花4000万,由此可见一斑,难怪一些国内车企倒在新车上。


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风阻对车主买车的影响


上面说了那么多,你看,风阻确实挺重要的,不过更多的是对车企。对车主来说,如果你很在意动力和油耗,确实可以关注一下风阻,差不多功率、扭矩的车当然选风阻低的。不过一般我们买车看功率、扭矩、油耗基本也可以了,特别是你经常在城市开车,风阻系数没啥用武之地,因为速度低于70km/h的时候,油耗更多取决于轮胎、车重、发动机技术、变速箱技术等。


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总结一下,前面也说了,风阻受车辆外形影响很大,甚至宝马都提出要把外后视镜去掉,主要就是为了减小风阻。汽车的发展史,单从外形来说,完全可以说是克服风阻的努力史,当下宝马能把轿车做到0.22,把SUV做到0.28,甚至做出0.18的NEXT 100 Conecpt,足以说明宝马在外形设计上的努力与优秀。


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