風(fēng)阻系數(shù)為0.3464的背后

風(fēng)阻系數(shù)是我們經(jīng)常能聽到的詞匯，如果不是資深車迷，很難說清楚這是一個什么概念。實際上，風(fēng)阻系數(shù)是通過風(fēng)洞試驗所確定的一個數(shù)學(xué)參數(shù)，用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力。印象中，很多德系汽車廠商在宣傳新車時，會用到這一概念，而自主品牌幾乎沒有涉及到這一概念，因為很多自主品牌在汽車空氣動力學(xué)設(shè)計方面還處于摸索階段。但是最近，有一個自主品牌敢于挑戰(zhàn)自己，并進行公開風(fēng)洞試驗。這個敢于“亮劍”的自主品牌就是近年來發(fā)展很快的江淮汽車，試驗主角是江淮旗艦SUV車型——瑞風(fēng)S7。2016年12月24日，上海地面交通工具風(fēng)洞中心進行了瑞風(fēng)S7的風(fēng)洞試驗，最終測得的風(fēng)阻系數(shù)僅為0.3464，超額完成了既定目標(biāo)（瑞風(fēng)S7在空氣動力學(xué)的正向開發(fā)目標(biāo)為風(fēng)阻系數(shù)小于0.36），達(dá)到國內(nèi)外SUV領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。

汽車的空氣動力學(xué)是什么？

物體運動速度越快，風(fēng)的阻力越大，這是我們的感官認(rèn)識。研究表明，汽車在80km/h高速前進時，約有60%的動力是用來克服風(fēng)阻的，道理就像我們迎著強風(fēng)撐傘一樣，舉步艱難?？諝鈩恿W(xué)主要就是研究汽車運行時車身周圍的空氣流動，比如氣動阻力、氣動升力、側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性、高速操縱穩(wěn)定性、發(fā)動機艙熱管理、底盤散熱與通風(fēng)等等。像平常說的風(fēng)阻、風(fēng)噪、高速行駛時車輛是否發(fā)飄，都是空氣動力性能的某一方面?？梢哉f，空氣動力學(xué)性能是汽車重要的性能指標(biāo)之一，對汽車的節(jié)油性能、動力性能、安全系數(shù)以及車內(nèi)噪聲等諸多表現(xiàn)都起到了決定性的作用。

為了能夠更好地研究空氣阻力對車子的影響，就需要把試驗安排到了特定的環(huán)境下，也就是風(fēng)洞試驗。該試驗實際上就是用人造的風(fēng)去“吹”車輛，然后利用這種模擬的氣流狀態(tài)去測試車輛的阻力、車內(nèi)噪聲等，通過這些數(shù)據(jù)來指導(dǎo)車輛造型進行調(diào)整。整個測試過程分為起風(fēng)、穩(wěn)定測試和停風(fēng)3個階段，全程約5分鐘，基于安全考慮和測試要求，測試過程中不允許人員進入測試區(qū)域。測試過程中，車輛下方的天秤系統(tǒng)會實時讀取車輛受到氣流作用的各種力，通過測算就可以知道風(fēng)阻系數(shù)。

風(fēng)洞試驗斥資千萬是“燒錢”？

但江淮說這錢花得值！

雖然幾乎所有汽車廠家都意識到空氣動力學(xué)的重要性以及風(fēng)洞測試的權(quán)威性，但由于風(fēng)洞測試的成本較高——試驗以分鐘計費，每分鐘高達(dá)400元，一次測試往往需要數(shù)十小時以上的時間。為節(jié)省成本，大部分廠商都選擇以數(shù)字模擬的方式進行“風(fēng)洞試驗”，然而模擬并不能得到最真實、最權(quán)威的數(shù)據(jù)。

在本次風(fēng)洞試驗之前，江淮對瑞風(fēng)S7的多個設(shè)計方案都進行了風(fēng)洞試驗的驗證和改進，從最初的方案到最后的驗收，瑞風(fēng)S7接受的一系列風(fēng)洞測試耗資超過1000萬元。雖然成本高昂，江淮仍一次次地把瑞風(fēng)S7的試制車駛進試驗場地，以獲取最真實的數(shù)據(jù)，并進行針對性調(diào)整。最終瑞風(fēng)S7在本次風(fēng)洞試驗中取得超越國內(nèi)大部分車型的優(yōu)秀成績，研發(fā)投入初見成效。

對于消費者來說，空氣動力學(xué)性能可能很難直接感受到，那么江淮投入如此多的資源，能給用戶帶來什么切實的好處呢？

一是更節(jié)油。研究表明，車速在70km/h時，發(fā)動機總牽引力的50%用于克服空氣阻力；而當(dāng)車速達(dá)到120km/h時，發(fā)動機總牽引力的70%用于克服空氣阻力。最終，空氣動力學(xué)性能為瑞風(fēng)S7節(jié)省了約3%的油耗。二是更靜謐。為了打造高速下更加靜謐的駕乘體驗環(huán)境，江淮工程師對瑞風(fēng)S7風(fēng)噪進行了精心調(diào)校，對氣動噪聲源和聲學(xué)包裝進行了大量的優(yōu)化。三是更高速?？諝庾枇υ叫?，意味著最高車速就越大?？諝鈩恿W(xué)設(shè)計將瑞風(fēng)S7的最高車速從185km/h提高到了192km/h。四是更安全。試驗證明，瑞風(fēng)S7在170km/h高速行駛時，整車姿態(tài)非常穩(wěn)定，這得益于開發(fā)團隊對S7空氣升力的良好控制。五是更耐久。底盤平整化護板的設(shè)計，不僅提高了S7整車的空氣動力學(xué)特性，同時也起到了對底盤的防護作用。比如車體、油箱、排氣、備胎等，都得到了很好的保護。

細(xì)節(jié)很重要

瑞風(fēng)S7的開發(fā)過程大致分為3個階段：設(shè)計中虛擬優(yōu)化開發(fā)，物理模型驗證，整車實物驗證。瑞風(fēng)S7造型由意大利都靈的造型中心操刀完成，由江淮技術(shù)中心和中國汽車技術(shù)研究中心汽車工程研究院組成空氣動力學(xué)聯(lián)合研發(fā)團隊，并深度整合中國、美國等國內(nèi)外空氣動力學(xué)性能開發(fā)資源，組成了一支高水平、全球化的開發(fā)團隊，為S7優(yōu)異的性能提供保障。

對于SUV車型來說，通過調(diào)節(jié)尾翼的角度可以控制尾渦的大小。但如果尾翼下壓的角度過大，反而會增大尾渦。因此，對于特定的車型，都存在一個最佳的尾翼角度。為了較少尾部渦流，瑞風(fēng)S7空氣動力學(xué)研發(fā)團隊通過多達(dá)21輪的計算機虛擬驗證以及四種方案的實地風(fēng)洞試驗，最后確認(rèn)了14°的最佳尾翼下壓角度。而在車尾D柱的角度上，研發(fā)團隊既要保證車內(nèi)的乘客空間，也要最大化提升空氣動力學(xué)性能，最終通過17輪的調(diào)整與驗證，將D柱的內(nèi)收角度定在7°。

在車輛前段，瑞風(fēng)S7通過23輪的計算機虛擬優(yōu)化，找到了這么一組最佳的組合：發(fā)動機蓋角度為7°，風(fēng)擋為60°。側(cè)尾翼的部分則可以說是“風(fēng)吹出來的”。據(jù)悉，在美國ARC的風(fēng)洞中，對這個很小的局部細(xì)節(jié)，花了5個小時進行風(fēng)洞驗證，找出側(cè)尾翼的最優(yōu)方案，也就是“吹”出了最佳的線條。發(fā)動機艙可能是大家經(jīng)常忽略的地方，而開發(fā)團隊在發(fā)動機艙的導(dǎo)流方面也做了大量工作，來降低發(fā)動機艙內(nèi)的阻力。發(fā)動機艙導(dǎo)流設(shè)計除了為S7降低了2.5%的空氣阻力外，其冷卻模塊的換熱性能提升了15%，這是因為導(dǎo)流設(shè)計使通過散熱器的空氣顯著增多原故。

同時，大家都知道，汽車裙底布置了很多零部件，比如排氣管、油箱、懸架等?？諝庠谶@些地方的流動受到很大的干擾，會產(chǎn)生很多渦流。為了解決這個問題，開發(fā)團隊設(shè)計了11處的底盤平整化護板，來平整氣流，使氣流快速通過車底。底盤平整化使瑞風(fēng)S7的空氣阻力降低了6%，空氣升力降低了50%，效果顯著。正是對每一個細(xì)節(jié)的苛刻要求，最終使得瑞風(fēng)S7在本次試驗中能取得了優(yōu)異的成績。