[汽車之家 技術(shù)體驗(yàn)] 這是一篇純粹的技術(shù)體驗(yàn)文章,,所以我就直接開門見山了。最近在中國品牌里有一件大事,,主角就是剛發(fā)布不久的榮威i6,。上汽號稱這款新車的風(fēng)阻系數(shù)已經(jīng)做到了0.25,這個數(shù)據(jù)在中國傳統(tǒng)能源汽車領(lǐng)域里目前排名第一,,全球排名第五,。不過看多了PPT造車,聽多了不靠譜的吹牛,,這一回上汽拿出的是真實(shí)數(shù)據(jù)嗎,?于是我們決定玩?zhèn)大的,,不僅要讓上汽的工程師給我們好好講講i6的空氣動力學(xué)是怎么設(shè)計(jì)的,還得拿量產(chǎn)車在風(fēng)洞里現(xiàn)場吹給我們看,,當(dāng)場拿成績說話,。
■ 為什么突然開始聊風(fēng)阻系數(shù)了?
這是我們開門見山的問題,,中國品牌聊配置,、聊空間、聊設(shè)計(jì),、聊做工用料,,現(xiàn)在為什么突然開始聊風(fēng)阻系數(shù)了?上汽設(shè)計(jì)總監(jiān),,我們的老熟人邵景峰一語道破天機(jī):“空氣動力學(xué)在國內(nèi)的發(fā)展緩慢的原因,,主要是國內(nèi)開設(shè)專門空氣動力學(xué)課程的學(xué)院太少,可能就只有吉林大學(xué),,很多車企對這塊的投入也并不大,。而且我們這些設(shè)計(jì)師都不是工程專業(yè)出身的,空氣動力學(xué)是個非常復(fù)雜和枯燥的東西,,所以一聽到這個內(nèi)容,上課就要睡覺了……(笑)”
但實(shí)際上,,國外對于空氣動力學(xué)的研究一直以來都放在一個很高的優(yōu)先級上,,基本上全球排名前幾位的車企也基本都擁有自己的風(fēng)洞。盡管這玩意兒造價是天價,,但大家仍然爭先恐后的去建,,原因就是空氣動力學(xué)對于任何工業(yè)設(shè)計(jì)來說都真的太重要了。怎么個重要法呢,?摩天大樓能否再大風(fēng)中屹立不倒,,你的愛車跑的穩(wěn)不穩(wěn),油耗高不高,,都和空氣動力學(xué)有著密切的關(guān)系,。
歷史上有個最著名的案例講述了不重視空氣動力學(xué)的慘痛教訓(xùn),那就是美國“塔科馬大橋的困惑”,。這座著名的海峽吊橋在設(shè)計(jì)之初就因?yàn)楸?a class="ShuKeyWordLink" href="http://zphnet8.com/802/" target="_blank">發(fā)現(xiàn)橋面波浪狀運(yùn)動已使一些建筑工人暈海,,人們對它的安全問題很擔(dān)心。但塔科馬大橋還是通車使用了,,并被稱這種運(yùn)動對橋的結(jié)構(gòu)有益,。通車使用后,司機(jī)駕車在橋上會見到車的前端上下起伏,,有的司機(jī)不敢走這個橋,,繞道而行,,也有公眾會集到橋旁,把看這座橋當(dāng)成娛樂,。
1940年11月7日,,在風(fēng)中振顫了幾個月的塔科馬大橋,在風(fēng)力作用下,,由于沒有足夠的孔洞讓風(fēng)從中穿過,,最終導(dǎo)致橋面扭曲變形過大,轟然倒塌,。值得一提的是,,后來設(shè)計(jì)師的母校買下了塌橋的鋼鐵,并打成了一枚枚戒指,,發(fā)給每個在校學(xué)生以示忠告,。
所以接下來也就很好理解了,空氣動力學(xué)做的越好的車,,風(fēng)阻當(dāng)然也就越小,。那么風(fēng)阻是怎么算出來的呢?其實(shí)我也不知道,,就和你問我為何1+1=2一樣,,無法求證。但是,,風(fēng)阻的計(jì)算則是有現(xiàn)成公式可以套用的,,我們在高中物理中都接觸過,建立這個公式的大神名叫伯努利,,而這個公式也很好記,,就叫“伯努利公式”(為了方便記憶,你可以叫他“白努力公式”):
當(dāng)然了,,這是一個理論值的運(yùn)算公式,,實(shí)際測試的時候當(dāng)然還會有更多的不確定因素引入。但是從這個基礎(chǔ)公式中我們也不難發(fā)現(xiàn),,在同樣的車速下,,空氣密度是一定的,同級別車型的正投影面積其實(shí)也差不多,,所以真正影響到風(fēng)阻大小的就是風(fēng)阻系數(shù),。通過實(shí)際測算,車速100km/h的時候,,大概有60%的動力輸出都被用來抵抗風(fēng)阻,,這也是為什么各大廠家要在降低車輛風(fēng)阻系數(shù)上花大功夫的原因。
另一個數(shù)據(jù)則是風(fēng)阻系數(shù)和油耗的關(guān)系,對于傳統(tǒng)能源汽車來說,,目前國際上認(rèn)可度較高的說法是風(fēng)阻系數(shù)每降低10%,,油耗能夠下降3%;而對于新能源汽車來說,,風(fēng)阻系數(shù)降低0.02,,行駛里程就可以增加3km;所以汽車造型近百年的發(fā)展,,也就是在為了降低一個又一個0.01Cd而努力,。這其中三個值得紀(jì)念的車型分別是以下三款:
1.1982年第三代AUDI 100:第一臺風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到0.3的量產(chǎn)車
2.1999年P(guān)ASSAT B5:首款強(qiáng)調(diào)風(fēng)阻系數(shù)重要性的國產(chǎn)轎車,風(fēng)阻系數(shù)僅為0.28
3.2016年BMW NEXT 100 Conecpt:截止到目前為止全球最佳氣動性能車,,風(fēng)阻系數(shù)為0.18
■ 榮威i6的0.25Cd處于什么水準(zhǔn),?如何證明?結(jié)論如何,?
說到榮威i6的風(fēng)阻系數(shù)0.25大概在什么水準(zhǔn),,如果刨去未上市的概念車和新能源汽車(后者對進(jìn)氣的要求有限,設(shè)計(jì)上自由度更高),,那么榮威i6目前在傳統(tǒng)能源汽車中排名是全球第五,,排在它前面的分別是奔馳CLA(0.22Cd)、寶馬5系(0.22Cd),、奔馳E級(0.23Cd),、奧迪A4(0.23Cd)。這其中也不難看出德系老牌豪華車企,,尤其是奔馳,,在空氣動力學(xué)方面的造詣之高。
那怎么證明這個數(shù)據(jù)是靠譜的呢,?這是開頭我們就提到過的,也很簡單,,拉去風(fēng)洞做測試,!就在上汽集團(tuán)所在地嘉定,正是我國第一個也是最大整車級風(fēng)洞試驗(yàn)場的所在地,。2009年,,同濟(jì)大學(xué)耗資接近5個億建造了擁有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的“上海地面交通工具風(fēng)洞中心”,它包括了2座汽車整車風(fēng)洞(氣動聲學(xué)和熱環(huán)境)和1個汽車造型/加工/設(shè)備維護(hù)中心,。
參數(shù)方面,,氣動聲學(xué)風(fēng)洞噴口面積27㎡,試驗(yàn)風(fēng)速可達(dá)250km/h,,設(shè)有五帶移動地面系統(tǒng)和六分量測試天平,,測試段背景噪聲在風(fēng)速140公里/小時時為65分貝,是國際上同等大小汽車風(fēng)洞中最安靜的風(fēng)洞。熱環(huán)境風(fēng)洞則設(shè)有7/14㎡可變大小噴口,,對應(yīng)試驗(yàn)最大風(fēng)速200/100km/h,,模擬溫度及相對濕度范圍分別為-20~+55℃和5~95%,并設(shè)有可變強(qiáng)度和角度的全光譜陽光模擬裝置以及雙軸驅(qū)動轉(zhuǎn)轂系統(tǒng),,能模擬各種氣候條件和車輛行駛工況,。
所以,在這里實(shí)測i6的風(fēng)阻系數(shù)到底是否像宣傳的那么牛X,,自然是再合適不過了,。當(dāng)然了,在這里測試的價格也是不菲,,1分鐘大概就要400人民幣左右,,既是如此,同濟(jì)風(fēng)洞中心還是常年被各大廠家早早預(yù)定掉,,這也導(dǎo)致了我們只能在夜間來進(jìn)行很短時間的測試,。
測試環(huán)境當(dāng)然也不是隨隨便便定的,現(xiàn)階段風(fēng)阻系數(shù)的測試都使用穩(wěn)定的/固定的風(fēng)速(140km/h),、對應(yīng)風(fēng)速的邊界層抽吸,、地面移動帶和車輪轉(zhuǎn)速,來模擬車輛在實(shí)際工況中對應(yīng)的平直路線行駛狀態(tài),。車輛的負(fù)重狀態(tài)則模擬為前排兩名75kg乘客和后排一名75kg乘客狀態(tài),,所以我們會看到車輛的懸架會呈現(xiàn)出被壓縮的狀態(tài)。這一點(diǎn)不同的廠家可能會有不同的設(shè)定,,也有模擬三名70kg乘客的,,但據(jù)工程師介紹,誤差也就在幾個count左右,,基本上是可以被忽視的,。(1count=0.001Cd)
很快的,最終的測試結(jié)果出爐,,風(fēng)洞控制室的顯示屏上跳出的三組數(shù)據(jù)清楚的表明:我們測試的這臺榮威i6 18T(1.0T)車型的風(fēng)阻系數(shù)在0.2497-0.2517之間,,最大誤差在1個count左右,完全符合廠家所宣傳的0.25Cd的數(shù)值,。那么接下來的問題也就拋出來了,,如此漂亮的數(shù)據(jù)背后,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和工程團(tuán)隊(duì)到底是如何做到的呢,?
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