[汽車之家 技術] 轉眼之間已到初五,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阻,那么你猜猜到底誰厲害?
傳奇的風洞
1943年建成的位于斯圖加特的大型風洞,讓奔馳成為了第一個自己擁有風洞的汽車制造商,而2013年9月開始運營的位于辛德芬根開發(fā)中心的氣動聲學風洞則讓奔馳在空氣動力學方面再次走在了前端。
Göttingen的設計成為了新風洞實驗室的一大亮點,所謂Göttingen,就是在測量段結束后空氣將被重新導向鼓風機,然后重新加速到265公里/小時。在風機加速的空氣通過一個28平方米的噴嘴系統(tǒng)到達測量段之前,必須對其進行拉直,以消除不必要的湍流和渦流。
“自行車主”與奔馳比風阻:“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對于比賽的重要性。作為一名純粹追求時間的技術控,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)的風阻系數(shù),這對于贏得比賽相當重要,為了達到最理想的騎行姿勢,簡·弗羅德納曾經(jīng)在風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行了改良,對前把做了特殊的設計以盡可能減小它的正面風阻力,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和生物力學之間的平衡點,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方面獲得了明顯的進步,除了對整體造型的提升優(yōu)化外,他們對細節(jié)進行了更多的關注,比如主動進氣格柵、更平整的底盤、擾流器等,通過努力目前全新A級的風阻系數(shù)已經(jīng)達到0.22,雖然前臉橫切面積為2.19 m2,達到了前者的三倍,但風阻指數(shù)卻僅為0.49,相比之下空氣動力學效應更加突出,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,一般會使用風阻指數(shù)(Cd*A)來表示車輛的空氣動力學性能,而風阻指數(shù)(Cd*A)=風阻系數(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,而其風阻指數(shù)0.49并未達到簡·弗羅德納騎行風阻指數(shù)的3倍,因此奔馳全新A級的空氣動力學表現(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)。
當然,奔馳致力于空氣動力學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注,從燃油經(jīng)濟性方面考慮,空氣動力學的重要性不言而喻。
為什么空氣動力學如此重要?我們來舉一個有趣的例子,目前已知風阻系數(shù)最小的物體是水滴,其風阻系數(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計汽車,經(jīng)過一步步的驗證,把水滴的底部抹平風阻系數(shù)會提升到0.08,如若加上車輪,風阻系數(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,相當于直接施加了一股向后的拖拽力,此時風阻系數(shù)便直接上升到0.20。
當然,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而開發(fā)了一款IAA概念車,它的風阻系數(shù)達到驚人的0.19,而這是目前汽車風阻系數(shù)所能做到的極限。但IAA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的風阻系數(shù)到底能帶來多大的幫助?我們打個比方,當車輛以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到風阻系數(shù)降低0.01的效果至少需要減重50kg,但若時速達到140km/h時這個數(shù)字會直線上升到200kg。
話已至此,奔馳的最低風阻系數(shù)是如何做到的呢?
首先奔馳全新A級從設計之初就考慮到后期的空氣動力學匹配成為成功的第一步。究其原因,車輛在開發(fā)過程中會使用風阻指數(shù)來表示車輛的空氣動力學性能,而風阻指數(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的風阻系數(shù),兩者結合得出了0.49的優(yōu)異成績。正是奔馳設計部門與后期研發(fā)團隊的密切溝通和合作成就了車輛優(yōu)秀的空氣動力學表現(xiàn),而這相當重要。
對于車輛的細節(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,加上更細的尾部,營造出一種更流線型的造型設計。設計師開始便為它設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分車型都是同時設計,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來說都非常關鍵。
當然,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輪胎、輪圈或者主動進氣格柵,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。
可變進氣格柵如今越來越流行,在全新A級上它不僅僅是降低風阻而生。大多數(shù)情況下車頭的進氣格柵是打開的,而冷車工況下,為了讓發(fā)動機快速升溫達到正常水平,進氣格柵會處于關閉狀態(tài),就像是人把外套的扣子扣上保暖一樣;而當高速行駛為了提升空氣動力學,關閉進氣格柵讓車頭的風阻更小,也間接提升了燃油經(jīng)濟性。
總結:
當然,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方面下的功夫得到了回報,除了風阻系數(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阻系數(shù)也有明顯的提升,比如作為SUV的GLE,風阻系數(shù)卻只有0.29,全新B級的風阻系數(shù)僅有0.24,而未來借助于全新的理念和技術,奔馳在空氣動力學方面的優(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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