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风阻系数小,风阻就小?

2025-10-23 16:06:16中国质量新闻网

“最低风阻系数0.19Cd”,当车企开始把卷的赛道转向风阻系数后,市面上汽车的风阻系数那是一个比一个低。那么风阻系数小,风阻就一定小吗?

什么是风阻?

当把手伸出高速行驶的车窗,感受到流动的空气就是空气阻力。具体来说,风阻是物体与空气发生相对运动时受到的阻力,由气流撞击阻力、摩擦阻力和外型阻力三部分组成。

气流撞击汽车正面所产生的阻力,就像拿一块木板顶风而行,所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。

其次是摩擦阻力,当空气从车身边上流动时,一样会产生摩擦力。如神舟飞船在返回大气层时,船体与大气层剧烈摩擦所产生极高的温度,都是来自空气的摩擦阻力。而车辆的行驶远不足以产生有影响的摩擦阻力,因此摩擦阻力几乎可以忽略。

最后就是外型阻力,如方方正正的奔驰G级的外形阻力就非常之大,而小巧的smart的外形阻力就小得多。不同外形的物体风阻系数差异显著,例如一种正方体的垂直平面约为1.0,而雨滴凭借流线造型仅0.05。外型阻力主要源于物体后方形成的低压真空区,高速运动时,这里产生的阻力占比超过8成。

风阻系数是什么?

为了量化风阻的无形力量,空气动力学引入了“风阻系数(Cd)”这一无量纲数。它通过描述物体形状对气流阻碍程度的数值,反映流体绕流物体时的能量损耗效率。

反映风阻系数有个复杂的公式:风阻(Fd)=½ρV²·A·Cd

Fd是空气阻力、ρ为空气密度、v为空气流速、A为迎风面积、Cd为风阻系数。

迎风面积(A)(Frontal Area或 Windward Area)指垂直于风向的投影面积,即当风从某一方向吹来时,物体在该方向上所占据的面积大小。

迎风面积直接与车内空间相关,在公式中属于完全人为可控的参数,但A小了,意味着车内空间小,大空间的同时也意味着迎风面积增大。

一些新能源汽车配备空悬悬架,在高速行驶下会自动降低高度,削减能耗,原理就是缩小一部分迎风面积。

空气流速(v)风阻与车速的平方成正比,这意味着速度翻倍时,风阻将增至原来的数倍。这种非线性增长让Cd值的影响力随速度升级而放大。这也解释了为什么速度越快,能耗会大幅提升的原理。

空气密度(ρ)随海拔、温度、湿度变化,间接改变风阻的实际效果。例如在海拔4000米的高原,空气密度仅为海平面的60%,此时即便Cd值和车速不变,风阻也会相应降低。

要测试一辆车的风阻系数(Cd),需要先测量出空气阻力,再反推出风阻系数。同时,为了得出风阻系数,就需要固定速度及空气密度。于是,不同的速度下,风阻系数也必然不同。

风阻系数小,风阻就一定小吗?

风阻=½ρV²·A·Cd,Cd只是乘数之一,涉及的变量ρ、V、A同样握有否决权,这些变量提醒:风阻系数的参考价值,始终受环境条件的制约,把Cd做小,只是拿到入场券,不等于赢。

举个例子,波音787客机的风阻系数是0.024,比奔驰AMG GT XX 0.198的风阻系数小得多,但由于正面投影面积大,因此总的风阻依然更大,同时两者速度级别更是完全不一样。因此,风阻系数小,风阻也不一定小。

那为什么大家还在卷风阻系数呢?新能源汽车的“续航焦虑”催生了对低Cd值的极致追求,也是发布会的宣传话术之一。

作为消费者,Cd的同时看迎风面积(A),对比100—140km/h电耗/油耗曲线,别只盯着60km/h的等速工况成绩。下次再看到“全球最低xxxxCd”的时候,先问三个问题:在哪测的(平原、高海拔);迎风面积多大;测量速度是多少。如果答不上来,也没明确标示,就把它当成广告。风阻系数小,风阻未必小,把车速、正投影、空气密度都摆上桌面,才能测出真实的“风”。(朋月)

(责任编辑:陆明)
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