空氣阻力系數

空氣阻力系數

簡介：

阻力系數（drag coefficient）_按某一特征面積計算的單位面_是空氣對前進中的汽車形成的一種反向作用力.空氣阻力跟速度成平方正比關系_也就是說：速度增加1倍_汽車受到的阻力就會增加4倍.因此高速行駛汽車對空氣阻力的影響非常明顯_車速高_發動機就要將相當一部分的動力_或者說燃油能量用於克服空氣阻力.換句話講_空氣阻力小不僅可以節約燃油_在發動機功率相同的條件下_還能達到更高的車速.

通過改善汽車的空氣動力學性能_比如變化尾翼、底盤罩、前部進風口和輪毂帽_都能降低風阻系數.而降低車身高度_等於減小了截面積_或使車身更多的覆蓋住輪子_也有利於降低空氣阻力.

風阻系數Cd是衡量一輛汽車受空氣阻力影響大小的一個標准.風阻系數越小_說明它受空氣阻力影響越小_反之亦然.風阻系數與油耗是成正比的關系_風阻系數越低的車子_油耗就越低.而且有一個公式：W=Cd×V的二次方_W代表車輛所消耗的油耗、Cd為車輛風阻系數、V為車速.從公式中可見_任何細微的風阻系數變化_都被速度加以放大_而這損耗的功率對於油耗就不利.另外也有測試標明_當轎車以80km/h行駛時_其中60%的功率是克服風阻的.

汽車在行駛中由於空氣阻力的作用_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_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80%以上.空氣阻力系數值是由風洞測試得出來的.由於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20世紀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年代能源危機後_各國為了進一步節約能源_降低油耗_都致力於降低空氣阻力系數.現在轎車的空氣阻力系數一般在0.28至0.4之間.

試驗表明_空氣阻力系數每降低10%_燃油節省7%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88kin的時速行駛了100km_燃油消耗後者比前者節約了1.7L.

車輛的風阻：

風阻是車輛行駛時來自空氣的阻力_一般空氣阻力有三種形式_第一是氣流撞擊車輛正面所產生的阻力_就像拿一塊木板頂風而行_所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產生的阻力.第二是摩擦阻力_空氣與劃過車身一樣會產生摩擦力_然而以一般車輛能行駛的最快速度來說_摩擦阻力小到幾乎可以忽略.第三則是外型阻力_一般來說_車輛高速行駛時_外型阻力是最主要的空氣阻力來源.外型所造成的阻力來自車後方的真空區_真空區越大_阻力就越大.

一般來說_三廂式的房車之外型阻力會比掀背式休旅車小.車輛在行駛時_所要克服的阻力有機件損耗阻力、輪胎產生的滾動阻力(一般也稱做路阻)及空氣阻力.隨著車輛行駛速度的增加_空氣阻力也逐漸成為最主要的行車阻力_在時速200km/h以上時_空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%.一般車輛在前進時_所受到風的阻力大致來自前方_除非側面風速特別大.不然不會對車輛產生太大影響_就算有_也可通過方向盤來修正.風阻對汽車性能的影響甚大.根據測試_當一輛轎車以80公裡/時前進時_有60%的耗油是用來克服風阻的.風阻系數Cd是衡量一輛汽車受空氣阻力影響大小的一個標准.風阻系數越小_說明它受空氣阻力影響越小_反之亦然_因此說風阻系數越小越好.一般來講_流線性越強的汽車_其風阻系數越小.風阻系數可以通過風洞測得.當車輛在風洞中測試時_借由風速來模擬汽車行駛時的車速_再以測試儀器來測知這輛車需花多少力量來抵擋這風速_使這車不至於被風吹得後退.在測得所需之力後_再扣除車輪與地面的摩擦力_剩下的就是風阻了_然後再以空氣動力學的公式就可算出所謂的風阻系數.風阻系數=正面風阻力× 2÷(空氣密度x車頭正面投影面積x車速平方). 一輛車的風阻系數是固定的_根據風阻系數即可算出車輛在各種速度下所受的阻力.

關鍵詞:空氣阻力 油耗