媲美大飛機!榮威i6是如何做到超低風(fēng)阻系數(shù)的?
2017年5月5日,國產(chǎn)COMAC C919大型客機在上海浦東機場圓滿首飛,標(biāo)志著中國人總算有了自己的“大飛機”。而實際上,早在上世紀(jì)70年代,國家就向上海飛機制造廠下達了運-10的研制任務(wù),不過由于種種原因,該項目被耽擱了近20年。COMAC C919的出現(xiàn),讓國人能夠感嘆,中國在大型客機領(lǐng)域終于收獲了自己的一片藍天。
COMAC C919能夠自由地翱翔在藍天,靠的就是極其精妙的空氣動力學(xué)設(shè)計:除了能夠獲得上升時所需要的升力外,也要盡可能地減小飛行時所受的阻力,也就是我們常說的風(fēng)阻系數(shù)。而如今,風(fēng)阻系數(shù)這個概念不單出現(xiàn)在航空領(lǐng)域,在汽車領(lǐng)域也越來越多地被提及,更低的風(fēng)阻系數(shù)不但能夠減少高速行車時的阻力,對于車輛的燃油經(jīng)濟性提升也有一定幫助,這也是越來越多的車企在風(fēng)阻系數(shù)上大做文章的原因。此前,上汽榮威i6就憑借著0.25Cd的超低風(fēng)阻系數(shù)火了一把,甚至號稱媲美飛機,這不禁使人產(chǎn)生疑問,0.25Cd的風(fēng)阻系數(shù)含金量究竟有多高?
據(jù)了解,一般轎車的風(fēng)阻系數(shù)普遍在0.28Cd到0.4Cd之間,而榮威i6的0.25Cd的風(fēng)阻系數(shù)在量產(chǎn)車中僅次于寶馬新5系、奔馳S級以及特斯拉Model S等一系列車型,并且其對手全部來自于一線豪華品牌。當(dāng)然,風(fēng)阻系數(shù)并不是不能做到更低,榮威Vision-R概念車風(fēng)阻系數(shù)僅有0.22Cd。然而量產(chǎn)車型要兼顧的東西太多,在空間、視野、便利性以及法規(guī)等一系列要求的限制下,想要實現(xiàn)0.25Cd這一成績可不是一件容易的事。
提到風(fēng)阻系數(shù),就不得不提風(fēng)洞試驗。為了模擬行駛中氣流與車身的相互作用,以研究車輛實際空氣動力學(xué)特性,風(fēng)洞試驗被引入到現(xiàn)代汽車設(shè)計當(dāng)中。風(fēng)洞試驗通過將車輛固定在試驗場中,人工制造氣流來模擬不同環(huán)境行駛過程中的風(fēng)阻狀態(tài),這也是眾多車企最常用的分析新車風(fēng)阻的地方。然而,由于風(fēng)洞試驗所需要的實驗室空間極大,為了模擬各種環(huán)境效果所需要的各項指標(biāo)極其苛刻,再加上穩(wěn)定氣流的各種輔助設(shè)備,進行風(fēng)洞試驗的成本是非常之高的。目前國內(nèi)在風(fēng)洞試驗方面處于領(lǐng)先地位的當(dāng)屬同濟大學(xué)的風(fēng)洞實驗室,為了實現(xiàn)榮威i6極低的風(fēng)阻系數(shù),上汽工程師團隊不惜花重金在同濟大學(xué)風(fēng)洞實驗室進行了大量的試驗調(diào)整,精心打磨造型上的每一處細節(jié),最終實現(xiàn)0.25Cd的同級別最優(yōu)風(fēng)阻表現(xiàn)。
首先來說,光滑的表面更有助于氣體更快地通過,減小阻力,這也是飛機的頭部都較為圓潤的重要原因。而對于汽車來說,作為撞風(fēng)的最前端,車頭的線條肯定是要設(shè)計的圓潤和流暢一些。如何在保證家族化設(shè)計的前提下,讓車頭所受的風(fēng)阻更小,這是一個難點。榮威i6創(chuàng)新地搭載了AGS進氣柵格調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過調(diào)整隔柵開口大小與位置,主動控制進入艙內(nèi)的氣流及方向,降低風(fēng)阻的同時更好地滿足發(fā)動機內(nèi)部散熱冷卻需求。這種可調(diào)節(jié)前格柵在同級車中是首次配備,甚至在更高的級別的合資和進口車型也都不多見。
此外,下壓的車頭以及兩側(cè)弧形的角度都可以讓氣流在此處有更快的分流,也有效減少了車頭部分的迎風(fēng)面積。
A柱與擋風(fēng)玻璃的傾斜角度是影響風(fēng)阻的重要因素,過于切斜的的A柱雖然能夠有效降低風(fēng)阻,但駕駛視野也會受到極大程度的影響。上汽工程師團隊通過大量的反復(fù)試驗,最終在低風(fēng)阻與良好視野之間取得了完美的均衡。傾斜的A柱更加貼合車窗玻璃,有效減少視覺盲區(qū),氣動性更佳。
在一些設(shè)計超前的概念車上,我們經(jīng)常會見到無后視鏡的設(shè)計,傳統(tǒng)的后視鏡被一顆攝像頭所取代。這樣的設(shè)計雖然能夠極大程度地改善整車的風(fēng)阻表現(xiàn),但現(xiàn)行法規(guī)并不允許車企這樣做,我們也只能在概念車上“飽飽眼福”。榮威i6的后視鏡采用了截面設(shè)計,在高速行駛時可以對氣流進行切分,起到更好的降低風(fēng)噪、穩(wěn)定和導(dǎo)流的作用。
輪圈的選擇也不容忽視,榮威i6采用了較為平整的輪輻,提升美觀的同時也減少了開孔率,在保持散熱功能的同時降低風(fēng)阻系數(shù)。
“腰線”是現(xiàn)代汽車設(shè)計重要的一環(huán),能夠有效突出整車的車身側(cè)面形態(tài),不過,過于繁雜的腰線設(shè)計可能會擾亂車身側(cè)面氣流,降低行車穩(wěn)定性。榮威i6前輪包與后輪包的部分充分考慮了車輪區(qū)域的空氣流動,采用相對舒緩的曲面,提升了車身側(cè)面平整度,降低車身風(fēng)阻系數(shù)的同時也提升了高速行車穩(wěn)定性。
如果你對物理知識比較熟悉的話,那你一定知道,表面流速越大,壓力就越小。就像飛機的機翼,上面是曲面而下面是直面,因此上方的流速大于下方,壓力要小于下方,在快速滑行的過程中上方相對于下方會形成一個負壓,從而產(chǎn)生一個向上的推力,推動飛機起飛。而轎車的車身形狀與飛機機翼類似,在快速行駛過程中尾部會產(chǎn)生一個向上的升力,對于不想“起飛”的轎車來說,這并不是什么好事。
榮威i6的C柱與行李箱蓋的夾角經(jīng)過了不斷優(yōu)化,加上鴨尾的凸起和下方擾流板,控制氣流下壓,抵消了尾部升力,使氣流可以更穩(wěn)定地向后延伸,減少車后方的亂流。同時,尾部后翼子板和尾燈設(shè)計成了與側(cè)面角度較大的分離面,讓氣流可以迅速分離車體,提升空氣動力學(xué)表現(xiàn)。
而在一些細節(jié)部分,設(shè)計師團隊也同樣沒有忽視,榮威i6的霧燈部分被設(shè)計成了較為圓潤、平緩的造型,尾排也針對空氣動力學(xué)而特別設(shè)計了擾流凸起特征,這一切都為降低整車的風(fēng)阻系數(shù)做出了重要貢獻。
用“牽一發(fā)而動全身”來形容車輛的空氣動力學(xué)設(shè)計毫不為過,一些細微的改變都將對整車的風(fēng)阻系數(shù)帶來巨大的影響。從開始的模型到后來的實車,榮威i6的風(fēng)洞測試時長超過了250小時,上汽工程師團隊針對整車細節(jié)進行不斷地優(yōu)化和調(diào)整,才將風(fēng)阻系數(shù)突破性地降低到了0.25Cd,這對于自主品牌的意義是深遠而重大的。
在節(jié)能減排的大環(huán)境下,風(fēng)阻和風(fēng)洞試驗肯定會在未來發(fā)揮更重要的作用,相信也會有越來越多的自主品牌在這方面投入更多研發(fā)精力,而榮威i6的出現(xiàn),無疑使上汽榮威走在了眾多自主品牌的前沿。
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