跨界比拼 奔驰空气动力学妙在哪儿?

2019-02-10 16:38:52 盖世汽车网 评论 打印 复制链接 繁体中文 字号

转眼之间已到初五,春节假期即将成为过去式,大家又要各奔东西为自己的事业忙碌,亲戚朋友们往往会在这一天齐聚一堂,来场上班前“最后的狂欢”。在大家道着家长里短之际,你或许可以来点不一样的新鲜猛料,比如,听说一哥们儿骑自行车竟要跟奔驰车比风阻,那么你猜猜到底谁厉害?

传奇的风洞

1943年建成的位于斯图加特的大型风洞,让奔驰成为了第一个自己拥有风洞的汽车制造商,而2013年9月开始运营的位于辛德芬根开发中心的气动声学风洞则让奔驰在空气动力学方面再次走在了前端。

G?ttingen的设计成为了新风洞实验室的一大亮点,所谓G?ttingen,就是在测量段结束后空气将被重新导向鼓风机,然后重新加速到265公里/小时。在风机加速的空气通过一个28平方米的喷嘴系统到达测量段之前,必须对其进行拉直,以消除不必要的湍流和涡流。

“自行车主”与奔驰比风阻:“能动手绝不BB”?

挑战者简·弗罗德纳为何如此自信,作为奥运会和世锦赛双料冠军,他充分的了解空气动力学对于比赛的重要性。作为一名纯粹追求时间的技术控,他明白想要赢得比赛不仅仅是耐力和毅力的比拼,更重要的是车手和自行车间的合二为一,通过最佳的骑行姿势来获得最优的风阻系数,这对于赢得比赛相当重要,为了达到最理想的骑行姿势,简·弗罗德纳曾经在风洞一待就是几个小时。

除此之外,车辆和配备也同样重要,简·弗罗德纳对自己的自行车进行了改良,对前把做了特殊的设计以尽可能减小它的正面风阻力,定制的低滚阻轮胎可以有效减少滚动阻力。此外,为了找到空气动力学和生物力学之间的平衡点,他还调整了座位位置、配备了新的头盔,通过改良简·弗罗德纳的骑行风阻指数为0.21。

奔驰的沃尔博士则表示,奔驰近些年在空气动力学方面获得了明显的进步,除了对整体造型的提升优化外,他们对细节进行了更多的关注,比如主动进气格栅、更平整的底盘、扰流器等,通过努力目前全新A级的风阻系数已经达到0.22,虽然前脸横切面积为2.19 m2,达到了前者的三倍,但风阻指数却仅为0.49,相比之下空气动力学效应更加突出,对此挑战者简·弗罗德纳表示大写的不服。

那么我们是如何得出0.49的数据的呢?在汽车开发过程中,一般会使用风阻指数(Cd*A)来表示车辆的空气动力学性能,而风阻指数(Cd*A)=风阻系数(Cd)*汽车前脸横切面积(A),从上文我们可以看出,奔驰A级(参数|询价)的前脸横切面积(A)为2.19 m2,是简·弗罗德纳的骑行横切面积的3倍,而其风阻指数0.49并未达到简·弗罗德纳骑行风阻指数的3倍,因此奔驰全新A级的空气动力学表现更好也在情理之中。

渐渐的场面逐渐白热化,双方各不相让据理力争,已经到了“能动手绝不BB”的地步,一场真刀真枪的PK已如箭在弦上,不得不发。

当然,奔驰致力于空气动力学初衷并不是为了赢得这么一场对决的胜利,而是出于对降耗减排的关注,从燃油经济性方面考虑,空气动力学的重要性不言而喻。

为什么空气动力学如此重要?我们来举一个有趣的例子,目前已知风阻系数最小的物体是水滴,其风阻系数仅有0.05,工程师们从中获得了灵感,并从水滴的造型着手来设计汽车,经过一步步的验证,把水滴的底部抹平风阻系数会提升到0.08,如若加上车轮,风阻系数将更提升到0.15,但水滴的尾巴从各方面来讲对汽车无益,因此被砍掉在所难免。但砍掉之后尾部会出现明显的涡流,相当于直接施加了一股向后的拖拽力,此时风阻系数便直接上升到0.20。

当然,如何将尾部的涡流减小就成为了各家厂商需要解决的问题,奔驰此前专为空气动力学而开发了一款IAA概念车,它的风阻系数达到惊人的0.19,而这是目前汽车风阻系数所能做到的极限。但IAA作为概念车尚可,量产来说难度大、实用性差,并不切实际,而去年上市的全新A级将风阻系数降低到0.22,打破了之前CLA保持的0.23的记录,已经走在了量产车型的最前端。

那么降低0.01的风阻系数到底能带来多大的帮助?我们打个比方,当车辆以140km/h的速度行驶时,那降低的0.01可以直接带来0.1L/100km的油耗下降,非常客观且有效。那当下流行的轻量化能否解决这个问题?能,通常情况下以轻量化达到风阻系数降低0.01的效果至少需要减重50kg,但若时速达到140km/h时这个数字会直线上升到200kg。

话已至此,奔驰的最低风阻系数是如何做到的呢?

首先奔驰全新A级从设计之初就考虑到后期的空气动力学匹配成为成功的第一步。究其原因,车辆在开发过程中会使用风阻指数来表示车辆的空气动力学性能,而风阻指数与车辆的前脸横截面积(也就是正投影面积)等密不可分。以奔驰全新A级为例,其正投影面积为2.19 m2,加之0.22的风阻系数,两者结合得出了0.49的优异成绩。正是奔驰设计部门与后期研发团队的密切沟通和合作成就了车辆优秀的空气动力学表现,而这相当重要。

对于车辆的细节把控上,为了让车子尽可能平滑,奔驰提出了新的密封概念,与前灯周围的封闭区域一样,在底盘方面其也采用了近乎光面的设计,让气流更流畅的从底盘流过,从而降低阻力,提升NVH性能。

车身外形方面,全新A级相比上一代长宽轴距方面都有显著增加,但在高度方面变化不大,加上更细的尾部,营造出一种更流线型的造型设计。设计师开始便为它设计了较大的轮毂和低而短的前悬,对于整体比例有着很好的平衡,而对于两厢三厢各个细分车型都是同时设计,并无先后之分,尽可能杜绝不协调和生拉硬拽的情况发生,而这种种对于一款车的气动效应来说都非常关键。

总结:

当然,冰冻三尺非一日之寒,罗马建成非一日之功。奔驰常年在空气动力学方面下的功夫得到了回报,除了风阻系数0.19的IAA概念车、0.22的全新A级轿车外,奔驰在其他车型的风阻系数也有明显的提升,比如作为SUV的GLE,风阻系数却只有0.29,全新B级的风阻系数仅有0.24,而未来借助于全新的理念和技术,奔驰在空气动力学方面的优势也正在变得更加明显,在这个节能减排成为主旋律的社会之下,奔驰未来的发展之路也将更加宽广。(文/图 汽车之家 王忆斐)

  (来源:盖世汽车网)

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  • 编辑:张夏

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