常德申湘:凌渡 你所不知道的細節(jié),破開風阻有多難
有空氣的地方就有風的存在,只要在地球上高速運動,就無法避免與風正面對抗。為了能夠減少這種來自風的阻力,飛鳥進化成流線型,人類通過仿生學和空氣動力學原理創(chuàng)造出了飛機,讓更多的人有機會一覽天下。
對于風阻,我們無從選擇,但我們可以運用人類的智慧來和風大戰(zhàn)一場,盡可能減少這種阻力。
那么,風阻到底對人類有什么影響呢?
以汽車為例,其在高速運行過程當中必然需要克服阻力做功,簡單的說,就是需要用更多的油耗推動汽車前進。毫無疑問,這是大多數(shù)人的理解。而對于知曉空氣動力學和汽車制造的人來,降低風阻不僅可以減少油耗,還可以在一定程度地上提高汽車的運行速度和操控。而評定汽車風阻的名稱就叫做風阻系數(shù)。
通俗點來說,風阻系數(shù)就是用一個系數(shù)值來描述物體在運動時所受到的空氣阻力,如果是一個平面物體來迎接氣流,那它的風阻系數(shù)就是1。同樣,汽車在運行過程當中,也會受到極大的風阻,在克服阻力做功方面,數(shù)十年來,無數(shù)汽車研發(fā)人員投入了大量心血。尤其是對一輛私人消費者的轎車而言,既要考慮外觀造型、內(nèi)部空間,還要考慮車身風阻、穩(wěn)定性等,這對那些汽車設計師和工程師而言,這可是不小的工程。
事實上,從對產(chǎn)品開始定義起,上海大眾與德國大眾雙方就對凌渡的空氣動力學設計有很高的要求,凌渡不僅要降低高速運動時的迎風阻力,還要保證高速操作下車身的穩(wěn)定性。要做到這一點,就需要在風動實驗室當中反復模擬仿真和風動油泥實驗。
(在對來自前面的氣流測試時,凌渡需要兼顧風阻和后升力兩項重要的空氣動力學特性。)
在前期開發(fā)過程中,工程人員對以凌渡外觀設計和底盤兩部分為中心,對后視鏡、后尾燈凸起、后尾翼、車頭下部擋風板、四輪擋風板、底盤平整度等風阻優(yōu)化。
當然這只是呈現(xiàn)在消費者面前的內(nèi)容,在背后,工程師們進行了4500小時CFD仿真模擬,在中國和德國兩地進行了多次實驗,共進行了400小時的風洞實驗,從而打造出這樣一款集舒適與操控兼顧的低風阻車型。
凌渡產(chǎn)品工廠前期開發(fā)部門經(jīng)理吳海波表示:“要面對風阻和后升力兩項重要的空氣動力學特性,在減少能量損失的過程中,還要盡力提高凌渡的操作穩(wěn)定性。”尾燈側(cè)方小小的凸起,是為了梳理尾部空氣流動,降低不平整區(qū)域的壓差和摩擦阻力;前輪罩設計,是為了重新組織車輪區(qū)域空氣流動,降低車輪轉(zhuǎn)入時吸入空氣能量,控制能量損失,從而達到降低風阻的目的。
(在設計研發(fā)過程中,設計人員和工程師們通過反復模擬仿真和風洞油泥試驗優(yōu)化打造出的后蓋鴨尾式造型。)
除此之外,凌渡的俯沖下壓式車頭設計降低了車身重心,有效提高行駛穩(wěn)定性。流線型的車頂線條、雕刻感極強的力量腰線和下沉式裙線,不僅讓整車顯得更有張力,也進一步降低了高速行駛過程中的空氣阻力。
從上海大眾公布數(shù)據(jù)來看,凌渡1:1.3的高寬比例,使凌渡以較低的車身重心實現(xiàn)優(yōu)異的風阻表現(xiàn),以及出色的高速行駛穩(wěn)定性。
此外,汽車在運行過程必然會受到空氣阻力,在汽車工程師的計算過程當中,如果一輛轎車以80公里/時的速度向前直線運動,那么它有60%左右的油耗是用來克服風阻,尤其是在高速運行狀態(tài)下,風阻對油耗的影響更大。理論上,以相同速度運行的車輛,那輛車的風阻系數(shù)能夠降低10%,其油耗相對降低7%左右。凌渡0.281的風阻系數(shù)使其在燃油經(jīng)濟性上更具優(yōu)勢,代表著汽車設計未來的發(fā)展方向。
(尾部小小凸起,使其重新梳理尾部氣流,改善尾部氣壓,降低風阻。)
最后,轎車在高速運行過程當中,空氣與車身摩擦會產(chǎn)生極高的噪音。車身表面,雨刮、后視鏡等凸起物在與空氣高速摩擦當中都會在車內(nèi)產(chǎn)生極高的噪音,而當速度越快的時候,這種噪音就會越大,這對駕駛者和乘客的感受極為不好。凌渡低風阻系數(shù)不僅使其外觀更加優(yōu)雅,更給予了駕乘人員一個更加安靜的體驗環(huán)境。
(最終最佳風阻系數(shù)成功的達到了0.281)
在各方的努力下,凌渡的風阻系數(shù)最低達到了0.281。
這意味著凌渡在最大程度上提升了操控性能,對比市面上其他同級別的車型,有著更低風阻系數(shù)的凌渡操控性能更加優(yōu)良,更容易使駕駛者和汽車達成某種默契。其次,凌渡扁平化的車身使其在高速運行時獲得更大的壓力,使其更加緊密地貼近地面,使車輛具有更好的穩(wěn)定性。尤其是在轉(zhuǎn)彎的時候,低重心的車身使其操控更加輕松,速度更加快捷。
放眼國內(nèi),市場上轎車的風阻系數(shù)普遍在0.3-0.5之間,如凱美瑞,新君越,蒙迪歐,雅閣等等,這些都是B級車市場上最暢銷的車型,而凌渡0.281的風阻系數(shù)能讓其睥睨這個市場領域內(nèi)的任何對手。并且,這些車型并不具備運動基因,只需要家用、代步即可,這并不能滿足新一代的年輕消費者需求。此外,在這些車型上,車企如果為了降低風阻而進一步設計則會大大提高這些的車型的成本。
(通過對前輪罩重新設計,讓其重新組織區(qū)域空氣流動,降低風阻,提升高速運動時車身穩(wěn)定性。)
縱觀汽車行業(yè),為做到適合自身風阻系數(shù)而不惜重金進行風洞的試驗的,多為豪華車品牌,如奧迪、寶馬、保時捷、雷克薩斯等品牌。這些品牌需要降低風阻來提高旗下車型在高速運行時的速度和操控感,并且這些品牌在風阻控制方面已經(jīng)達到了一個很高的水平,從這個角度來講,凌渡具有和他們一樣的開發(fā)理念。此外,這些車型所涉及的市場更加高端,并非一般消費者所能承受,而凌渡將轎車的實用性與跑車的特性相結(jié)合,給予了消費者極佳的選擇。
從借助風力前進到克服風阻加速,人類的速度越來越快,但人類的腳步并沒有就此停住,開發(fā)凌渡只是下一個階段的開始。
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