[汽車之家 技術(shù)] 轉(zhuǎn)眼之間已到初五,春節(jié)假期即將成為過去式,大家又要各奔東西為自己的事業(yè)忙碌,親戚朋友們往往會在這一天齊聚一堂,來場上班前“最后的狂歡”。在大家道著家長里短之際,你或許可以來點不一樣的新鮮猛料,比如,聽說一哥們兒騎自行車竟要跟奔馳車比風(fēng)阻,那么你猜猜到底誰厲害?
傳奇的風(fēng)洞
1943年建成的位于斯圖加特的大型風(fēng)洞,讓奔馳成為了第一個自己擁有風(fēng)洞的汽車制造商,而2013年9月開始運營的位于辛德芬根開發(fā)中心的氣動聲學(xué)風(fēng)洞則讓奔馳在空氣動力學(xué)方面再次走在了前端。
Göttingen的設(shè)計成為了新風(fēng)洞實驗室的一大亮點,所謂Göttingen,就是在測量段結(jié)束后空氣將被重新導(dǎo)向鼓風(fēng)機,然后重新加速到265公里/小時。在風(fēng)機加速的空氣通過一個28平方米的噴嘴系統(tǒng)到達(dá)測量段之前,必須對其進(jìn)行拉直,以消除不必要的湍流和渦流。
“自行車主”與奔馳比風(fēng)阻:“能動手絕不BB”?
挑戰(zhàn)者簡·弗羅德納為何如此自信,作為奧運會和世錦賽雙料冠軍,他充分的了解空氣動力學(xué)對于比賽的重要性。作為一名純粹追求時間的技術(shù)控,他明白想要贏得比賽不僅僅是耐力和毅力的比拼,更重要的是車手和自行車間的合二為一,通過最佳的騎行姿勢來獲得最優(yōu)的風(fēng)阻系數(shù),這對于贏得比賽相當(dāng)重要,為了達(dá)到最理想的騎行姿勢,簡·弗羅德納曾經(jīng)在風(fēng)洞一待就是幾個小時。
除此之外,車輛和配備也同樣重要,簡·弗羅德納對自己的自行車進(jìn)行了改良,對前把做了特殊的設(shè)計以盡可能減小它的正面風(fēng)阻力,定制的低滾阻輪胎可以有效減少滾動阻力。此外,為了找到空氣動力學(xué)和生物力學(xué)之間的平衡點,他還調(diào)整了座位位置、配備了新的頭盔,通過改良簡·弗羅德納的騎行風(fēng)阻指數(shù)為0.21。
奔馳的沃爾博士則表示,奔馳近些年在空氣動力學(xué)方面獲得了明顯的進(jìn)步,除了對整體造型的提升優(yōu)化外,他們對細(xì)節(jié)進(jìn)行了更多的關(guān)注,比如主動進(jìn)氣格柵、更平整的底盤、擾流器等,通過努力目前全新A級的風(fēng)阻系數(shù)已經(jīng)達(dá)到0.22,雖然前臉橫切面積為2.19 m2,達(dá)到了前者的三倍,但風(fēng)阻指數(shù)卻僅為0.49,相比之下空氣動力學(xué)效應(yīng)更加突出,對此挑戰(zhàn)者簡·弗羅德納表示大寫的不服。
那么我們是如何得出0.49的數(shù)據(jù)的呢?在汽車開發(fā)過程中,一般會使用風(fēng)阻指數(shù)(Cd*A)來表示車輛的空氣動力學(xué)性能,而風(fēng)阻指數(shù)(Cd*A)=風(fēng)阻系數(shù)(Cd)*汽車前臉橫切面積(A),從上文我們可以看出,奔馳A級(參數(shù)|詢價)的前臉橫切面積(A)為2.19 m2,是簡·弗羅德納的騎行橫切面積的3倍,而其風(fēng)阻指數(shù)0.49并未達(dá)到簡·弗羅德納騎行風(fēng)阻指數(shù)的3倍,因此奔馳全新A級的空氣動力學(xué)表現(xiàn)更好也在情理之中。
漸漸的場面逐漸白熱化,雙方各不相讓據(jù)理力爭,已經(jīng)到了“能動手絕不BB”的地步,一場真刀真槍的PK已如箭在弦上,不得不發(fā)。
當(dāng)然,奔馳致力于空氣動力學(xué)初衷并不是為了贏得這么一場對決的勝利,而是出于對降耗減排的關(guān)注,從燃油經(jīng)濟性方面考慮,空氣動力學(xué)的重要性不言而喻。
為什么空氣動力學(xué)如此重要?我們來舉一個有趣的例子,目前已知風(fēng)阻系數(shù)最小的物體是水滴,其風(fēng)阻系數(shù)僅有0.05,工程師們從中獲得了靈感,并從水滴的造型著手來設(shè)計汽車,經(jīng)過一步步的驗證,把水滴的底部抹平風(fēng)阻系數(shù)會提升到0.08,如若加上車輪,風(fēng)阻系數(shù)將更提升到0.15,但水滴的尾巴從各方面來講對汽車無益,因此被砍掉在所難免。但砍掉之后尾部會出現(xiàn)明顯的渦流,相當(dāng)于直接施加了一股向后的拖拽力,此時風(fēng)阻系數(shù)便直接上升到0.20。
當(dāng)然,如何將尾部的渦流減小就成為了各家廠商需要解決的問題,奔馳此前專為空氣動力學(xué)而開發(fā)了一款I(lǐng)AA概念車,它的風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到驚人的0.19,而這是目前汽車風(fēng)阻系數(shù)所能做到的極限。但I(xiàn)AA作為概念車尚可,量產(chǎn)來說難度大、實用性差,并不切實際,而去年上市的全新A級將風(fēng)阻系數(shù)降低到0.22,打破了之前CLA保持的0.23的記錄,已經(jīng)走在了量產(chǎn)車型的最前端。
那么降低0.01的風(fēng)阻系數(shù)到底能帶來多大的幫助?我們打個比方,當(dāng)車輛以140km/h的速度行駛時,那降低的0.01可以直接帶來0.1L/100km的油耗下降,非?陀^且有效。那當(dāng)下流行的輕量化能否解決這個問題?能,通常情況下以輕量化達(dá)到風(fēng)阻系數(shù)降低0.01的效果至少需要減重50kg,但若時速達(dá)到140km/h時這個數(shù)字會直線上升到200kg。
話已至此,奔馳的最低風(fēng)阻系數(shù)是如何做到的呢?
首先奔馳全新A級從設(shè)計之初就考慮到后期的空氣動力學(xué)匹配成為成功的第一步。究其原因,車輛在開發(fā)過程中會使用風(fēng)阻指數(shù)來表示車輛的空氣動力學(xué)性能,而風(fēng)阻指數(shù)與車輛的前臉橫截面積(也就是正投影面積)等密不可分。以奔馳全新A級為例,其正投影面積為2.19 m2,加之0.22的風(fēng)阻系數(shù),兩者結(jié)合得出了0.49的優(yōu)異成績。正是奔馳設(shè)計部門與后期研發(fā)團隊的密切溝通和合作成就了車輛優(yōu)秀的空氣動力學(xué)表現(xiàn),而這相當(dāng)重要。
對于車輛的細(xì)節(jié)把控上,為了讓車子盡可能平滑,奔馳提出了新的密封概念,與前燈周圍的封閉區(qū)域一樣,在底盤方面其也采用了近乎光面的設(shè)計,讓氣流更流暢的從底盤流過,從而降低阻力,提升NVH性能。
車身外形方面,全新A級相比上一代長寬軸距方面都有顯著增加,但在高度方面變化不大,加上更細(xì)的尾部,營造出一種更流線型的造型設(shè)計。設(shè)計師開始便為它設(shè)計了較大的輪轂和低而短的前懸,對于整體比例有著很好的平衡,而對于兩廂三廂各個細(xì)分車型都是同時設(shè)計,并無先后之分,盡可能杜絕不協(xié)調(diào)和生拉硬拽的情況發(fā)生,而這種種對于一款車的氣動效應(yīng)來說都非常關(guān)鍵。
當(dāng)然,我們不能奢求廠家太過良心地把全系車型都配備最佳空氣動力學(xué)輪胎、輪圈或者主動進(jìn)氣格柵,為了拉開配置層次或追求效益,車企往往會推出不同配置的車型。因此,想要追求極致又不差錢的朋友看看高配吧。
可變進(jìn)氣格柵如今越來越流行,在全新A級上它不僅僅是降低風(fēng)阻而生。大多數(shù)情況下車頭的進(jìn)氣格柵是打開的,而冷車工況下,為了讓發(fā)動機快速升溫達(dá)到正常水平,進(jìn)氣格柵會處于關(guān)閉狀態(tài),就像是人把外套的扣子扣上保暖一樣;而當(dāng)高速行駛為了提升空氣動力學(xué),關(guān)閉進(jìn)氣格柵讓車頭的風(fēng)阻更小,也間接提升了燃油經(jīng)濟性。
總結(jié):
當(dāng)然,冰凍三尺非一日之寒,羅馬建成非一日之功。奔馳常年在空氣動力學(xué)方面下的功夫得到了回報,除了風(fēng)阻系數(shù)0.19的IAA概念車、0.22的全新A級轎車外,奔馳在其他車型的風(fēng)阻系數(shù)也有明顯的提升,比如作為SUV的GLE,風(fēng)阻系數(shù)卻只有0.29,全新B級的風(fēng)阻系數(shù)僅有0.24,而未來借助于全新的理念和技術(shù),奔馳在空氣動力學(xué)方面的優(yōu)勢也正在變得更加明顯,在這個節(jié)能減排成為主旋律的社會之下,奔馳未來的發(fā)展之路也將更加寬廣。(文/圖 汽車之家 王憶斐)
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