什麼是空氣阻力系數?

1.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、前部進風口和輪轂帽,都能降低風阻系數。而降低車身高度,等於減小瞭截面積,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準。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=Cdtimes;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60百分比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80百分比以上。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,現代轎車為瞭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,各國為瞭進一步節約能源,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10百分比,燃油節省7百分比左右。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的時速行駛瞭100km,燃油消耗後者比前者節約瞭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85百分比。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60百分比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準。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,剩下的就是風阻瞭,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times; 2divide;(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。

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