空氣阻力系數,又稱風阻系數,是計算汽車空氣阻力的一個重要系數。空氣阻力是汽車行駛時所遇到最大的也是最重要的外力。它是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的一個數學參數, 用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力。風阻系數的大小取決於汽車的外形,風阻系數愈大,則空氣阻力愈大。現代汽車的風阻系數一般在0.2-0.5之間。
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,三廂車的外型阻力會比旅行車小。
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,再用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。
當然瞭,這是一個理論值的運算公式,實際測試的時候當然還會有更多的不確定因素引入。但是從這個基礎公式中我們也不難發現,在同樣的車速下,空氣密度是一定的,同級別車型的正投影面積其實也差不多,所以真正影響到風阻大小的就是風阻系數。通過實際測算,車速100km/h的時候,大概有60百分比的動力輸出都被用來抵抗風阻,這也是為什麼各大廠傢要在降低車輛風阻系數上花大功夫的原因。
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。
另一個數據則是風阻系數和油耗的關系,對於傳統能源汽車來說,目前國際上認可度較高的說法是風阻系數每降低10百分比,油耗能夠下降3百分比;而對於新能源汽車來說,風阻系數降低0.02,行駛裡程就可以增加3km;所以汽車造型近百年的發展,也就是在為瞭降低一個又一個0.01Cd而努力。這其中三個值得紀念的車型分別是以下三款:
1.1982年第三代AUDI 100:第一臺風阻系數達到0.3的量產車
2.1999年PASSAT B5:首款強調風阻系數重要性的國產轎車,風阻系數僅為0.28
3.2016年BMW NEXT 100 Conecpt:截止到目前為止全球最佳氣動性能車,風阻系數為0.18
車輛在行駛時,還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)。 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。