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2024-11-23 | 星期六

汽車設計與空氣阻力

發表: 2018年07月14日

設計汽車時,不僅要考慮外觀,還要考慮空氣阻力部分。空氣阻力係數越低,汽車的燃料經濟性、最高速度、操縱安全性和抓地力反而越高。(Hyundai)
設計汽車時,不僅要考慮外觀,還要考慮空氣阻力部分。空氣阻力係數越低,汽車的燃料經濟性、最高速度、操縱安全性和抓地力反而越高。(Hyundai)

設計汽車時,不僅要考慮外觀,還要考慮空氣阻力部分。空氣阻力係數越低,汽車的燃料經濟性、最高速度、操縱安全性和抓地力反而越高。

介紹新車型時,我們經常會聽到:「空氣阻力係數是Cd 0.35,阻力比起上一代車型降低了10%」。自從卡爾-奔馳世界首次開發出汽車以來,汽車生產商始終為跨越時間與速度的壁壘而奮鬥,這是因為空氣阻力係數值越低,汽車的燃料經濟性、最高速度、操縱安全性和抓地力才會越高。

車輛在行駛時,請您打開車窗將手伸到車窗外,握拳時和攤開手掌時,感覺到的空氣觸感截然不同。雖然不能用肉眼觀察到,但汽車實際承受的空氣阻力遠超我們的想像。通常空氣阻力與速度的平方成正比。假設汽車的時速是60㎞、阻力是20㎏,時速是120㎞時,阻力為80㎏。

因此汽車的外觀設計尤為重要。假設有兩輛引擎馬力都是2,000cc的汽車,有一輛車像「紙箱」一樣方方正正,一輛車像「導彈」一樣修長。前者想提速,由於迎風面積大,需要用更大的力量克服阻力;而後者可以用更小的力量輕易提速,其燃料經濟性也隨之得到提升。

前者的引擎工作量大,所以尾氣排放量也大。目前,有關尾氣排放量的各種規章制度呈現了越來越嚴格的趨勢,尾氣排放量過大,終究會成為管制目標。空氣阻力越大,風雜訊也隨之變大,影響車內安靜環境。切東西時,比起笨重的斧頭,鋒利的刀會更輕便。因此,設計汽車時,不能只考慮「外觀」。現代汽車推出的SUV車型佳樂豹(Galloper)和勝達(SantaFe)就證據。佳樂豹(Galloper)車型具有吉普車固有的輪廓,刀刃已鈍,所以高速行駛時,方方正正的車體會消耗更多的燃料。

2000年,韓國產SUV通過現代汽車獨自開發的勝達(SantaFe)迎來了轉折點。為了搶佔都市型SUV市場,現代汽車採用EF索納塔的單體式車架代替了原有框體,當時SUV方方正正的車體特徵不見蹤影,修長的車頂和線條流暢的引擎罩成了人們關注的焦點。這種車型融合了轎車的舒適性和SUV的穩定性。

勝達(SantaFe)的行駛安全性更卓越,乘坐感也像轎車一樣舒適。由於其線條流暢的設計特徵,在優秀產業設計(GD)商品展覽中獲得了總統獎。因此,只青睞轎車的消費者也開始關注SUV。儘管安裝了比競爭車型尾氣排放量都低的2.0L柴油發動機,但是速度和燃料經濟性卻更高,其魅力源自設計。

2005年,勝達(SantaFe)通過第二代(CM)的推出得到了進一步的提升。像轎車一樣與前照燈流暢連接來代替了向前凸起的保險槓,減少空氣阻力的同時進行了車輛形象的升級。被稱作「閃爍燈」的轉向燈也與側視鏡連成了一體,並且在韓國產車型中首次安裝了與保險槓形成一體的後方告警裝置,提高了外觀的製造水平。

第三代勝達(SantaFe)比起酷派(Tuscani)空氣阻力係數小。

至此7年之後,勝達(SantaFe)推出了第三代(DM)勝達,設計上再一次突破。空氣阻力係數僅為Cd 0.34,整個車體線條比起酷派(Cd 0.342)犀利很多。

這次新推出的全新勝達(SantaFe)的空氣阻力係數更低。

第4代勝達(TM)是不久前新推出的車型,空氣阻力係數下降至Cd 0.337。體積雖然比起前一代大很多,但頂風前行的實力得到了進一步增強。碩大的級聯格柵和保險槓的紋路線連接到尾燈的門線,會使空氣觸感變得更柔和。將前照燈豎向安裝在日間行車燈下方的同時,側面還設置了起到氣幕作用的小孔。

索納塔新型增強版混合電動汽車頂風行駛效果也是極佳。

為了減少空氣阻力,混合電動汽車前後保險槓設計的非常獨特。索納塔新型增強版汽車就是典型的例子。將保險槓兩個末端的角立起來,將四個車輪設計成扁平狀。結果顯示,索納塔混合電動汽車的空氣阻力係數是Cd 0.24,比起普通索納塔(Cd 0.27)快11%以上。

(文章轉自現代汽車網站)

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