其实轿车最大的敌人就是风,由于他要御风奔驰,借力打力才能让策划跑的更快。你会觉得其实轿车跟风有什么联系呢?那么你就错了,其实他们是仇视联系咯!
空气阻力究竟是怎么算出的
虽然不是技能文,但笔者仍是得先啰嗦两句空气阻力的相关概念。简略说来,轿车行进中所受的空气阻力可以概括为这个公式:
轿车行进中所受的空气阻力公式
其间,长得很像p的字母ρ(rou一声)指的是空气密度(初中物理的常识您不会忘了吧?),S指物体顶风面积,V是车辆与空气的相对运动速度,而C,指的就是风阻系数。显着,顶风面积和风阻系数是直接决议车辆所受风阻的要素。
影响车辆风阻系数的要素有许多,乃至包含雨刷器、后视镜、车顶行李架、播送天线等等的小细节,都会在极大程度上影响车辆的风阻。特别当速度不断提高,风阻对车辆的影响将越来越大,下降风阻系数更是成为了重中之重。
对立风阻 抹不掉的流线型
咱们一谈到轿车外形,常常会说到“流线型”这个术语。确实,流线型车身可以最大程度削减车辆行进中所受的空气阻力。咱们现在见到的轿车中,流线型规划也占到了大多数。但在轿车诞生之初,流线型却并没有进入人们的视界。
绝大大多数前期的轿车,无论是马车型、仍是箱型,都是方方正正的。虽然风行一时,这样的规划却在事实上带来了较大的空气阻力。到了20世纪20至30年代,跟着轿车技能的不断老练,车速也不断提高。人们除了不断在发动机等中心部件上下大功夫之外,也认识到了车身革新的迫切性。空气动力学,这个在数百年前诞生的学科也走进了量产车的规划范畴中。挡风玻璃向侧后方曲折、车顶高度尽量下降,一起划出一道曲线,与车尾部分和婉地过渡、车辆大灯集成到车头线条内部——总归,全部与气流相触摸的当地,规划师都要精雕细镂。无论是添加组件仍是削减线条,全部新式规划其实都不只是是为了漂亮这么简略。
不过,概念车其实在每个年代都有,对车身形状的探究也早已开端。1899年,比利时人Camille Jenatzy驾驭着一辆名为"La Jamais Contente"(中文意为“永不满足”)的轿车,达到了105.882公里的时速。这也是人类历史上初次完成轿车时速超越100公里。值得一提的是,“永不满足”仍是一辆电动车。假如调查一下车身,咱们不难发现,车辆线条类似一枚炮弹,现已走上了流线型的路途。只不过,这辆车的规划仍然有很大的缺点,底盘极高、驾驭员方位高高凸起,四个车轮与车身概括不相融,这些都在很大程度上让轿车的空气动力学功能受损。
轿车最大的敌人居然是风
到了1914年,意大利的阿尔法-罗密欧又在流线型的探究路途中更进了一步。在Marco Ricotti定制的Aerodinamica原型车上运用了水滴状的车身(趁便说一句,这辆车的姓名Aerodinamica,意思就是空气动力学)。在其时规划者的眼中,水滴状是最为抱负的车身形状(水滴的风阻系数十分小,仅为0.05)。联想一下,这辆车车身的形状与飞机机翼十分类似。一般以为,飞机机翼也是流线型运用的最高境地。当然,轿车规划成肯定的流线型是不现实的。Aerodinamica只带有一个70马力发动机,最高时速达到了138公里,这在其时现已十分惊人了。
到了1919年,奥地利规划师Edmund Rumpler又开端打造雨滴车(Tropfenwagen)。在1921年的柏林车展上,这辆车旋一露脸便招引了世人的目光。1979年,群众对这辆车进行了测验,成果显现,雨滴车的风阻系数仅为0.28,这个数字放到现在仍然值得称赞。而同期出产的轿车,风阻系数大多在0.6左右。
想要轿车跑得快,那么就要知道轿车是怎么运用风,咱们一来看看轿车风阻系数的极限在哪里?
流线型车终量产 风阻探究不停歇
在先驱者们的感化之下,一场连续至今的车身外形的大革新打响了。史料记载,从20世纪20年代起,宝马、梅赛德斯等车企都开端了流线型原型车的制作。而在其时,最热心制作流线型轿车的,莫过于来自捷克的Tatra。这个品牌现在在我国被人戏称为“太迁延”,并且更为咱们熟知的其实是它的货车。不过在20世纪二、三十年代,Tatra但是引领流线型造型的一代名家。这其间的关键人物是Paul Jaray,一位匈牙利裔的规划师。在与Tatra联手之前,他曾是一位优异的飞艇规划师,而他研讨的中心正是流线造型的运用。1927年,他建立了一家名为“流线型车身”的公司,专门进行流线型轿车车身的规划。尔后不久,Tatra与他达成了协作。从1931年到1939年二战打响,Tatra共祭出了V570、T77、T87、T97这四款流线造型轿车。而T77也成为了国际上首款按照空气动力学原理规划的量产车。人们运用1:5份额的T77模型进行了风洞试验,发现T77的风阻系数只要0.2455。今日咱们所开的轿车,大多数也达不到这个水平。除了流线型之外,T77还运用了独立悬挂、镁合金风冷V8发动机、干式油底壳等等一系列在其时十分先进的技能,可谓夺目反常。
轿车最大的敌人居然是风
值得一提的是,Tatra还影响到了群众的第一款车——甲壳虫。群众轿车的推动者希特勒从前乘坐过Tatra轿车。在一次晚餐后,希特勒还曾通知费迪南德·波尔舍,称要造出的就是Tatra这样的轿车。从1933年起,Tatra的负责人与规划师Ledwinka与波尔舍常常评论他们的轿车规划理念。直到1938年,甲壳虫(其时还叫群众轿车1型)才正式下线。假如看看它的外形,谁也不能否定甲壳虫与Tatra一些车型的类似性。不过,私人交情和生意底子是两码事。看到甲壳虫与Tatra的车型如此类似,乃至就是抄袭,Tatra公司在将群众告上了法庭。不料,官司还没打完,二战就爆发了。希特勒闪电侵略捷克斯洛伐克,Tatra也被逼暂停了出产。直到二战后的1961年,Tatra和群众的官司才算结案——群众拿出了300万马克作为对Tatra的补偿。
除了Tatra之外,奥迪、宝马等车企也拿出了流线型的车身。例如奥迪的Auto Union Typ C,在法兰克福到海德堡的高速公路上从前跑出过400公里的时速,而这样的成果也得益于其0.237的风阻系数。
轿车最大的敌人居然是风
在大洋彼岸的美国,人们对流线型的寻求几乎成为了一种癫狂。抛开交通工具不说,就连家用电器、乃至是转笔刀这样的物件都像是风洞试验之后的产品。1934年,克莱斯勒打造了“气流车”Airflow。这款车向传统轿车外形离别,有着显着的流线型特征。只不过,其时的客户并不配合。上市第一年,Airflow只卖出了10839辆,而克莱斯勒其他传统车型的销量是它的2.5倍。
二战期间,人们对轿车尖端技能的探究进入了一个低谷。到了战后,轿车的开展又迎来了一个新的高潮。战后初期,国际形势较为安静,一起石油供给也变得反常宽松,这也让轿车制作商们有了一个大显神通的时机。这一年代的轿车要有奢华的外观,微弱的动力,至于油耗一类的问题,并不是人们需求要点考虑的。但好景不长,六七十年代的中东石油危机让油价陡增,乃至不少当地底子无油可加。在这种情况下,人们从头将视野投向了下降油耗上,而车身改造,也又被放在了车辆规划师的日程表上。而这一范畴的探究也连续至今。
轿车最大的敌人居然是风
在战后时期,车尾的规划呈现了许多亮点。特别是现在十分常见的溜背、掀背造型,也都是在这一时期开端被很多运用的。在顾及漂亮、实用性的一起,这些规划也让轿车有了较好的空气动力学功能。例如1955年的雪铁龙DS,风阻系数现已达到了0.36。到了80年代,风阻系数0.3的奥迪100又成为了一款经典车型。现在,风阻系数仍然是新车规划时有必要考虑的要素,下降风阻系数的战争仍然是制作商们抢夺的要点。不过,这场战争真的会有完结的一天吗?
面向未来 风阻系数的极限在哪里?
概念车往往是量产车的先行者,关于风阻系数的研讨也不破例。
现在,国际优势阻系数最低的轿车是名为Nuna的系列概念车。Nuna不仅在动力上运用了太阳能,还在风阻系数上令人大感意外——只是为0.07。Nuna的规划者是一群荷兰的大学生。凭仗他们的规划,Nuna总共五次夺得了国际太阳能轿车挑战赛的冠军。与Nuna有着相同风阻系数的,还有TERA Fennek电动车。这款车在2014年发明了用1度电行进1091.6公里的记载。除了车身轻量化等方面之外,极低的风阻系数也是功不可没。
虽然这些概念车还和咱们有着很远的间隔,但跟着国际动力结构调整、环境保护重要性的不断添加,轿车在下降耗能方面的探究也将不断向前。技能的开展,让人们在一百多年来不断见证着轿车的革新。咱们有理由信任,在不久的将来,轿车的风阻系数也会获得更大的打破。