空气动力学汽车

汽车制造商在数千个级别上竞争燃油效率越来越朝着竞争树的顶部。任何自重的汽车规格表都将声称一个称为C的值d,这是“阻力系数”实验室速记。

我们大多数人都知道这与空气动力学阻力(或空气中的滑动性)有关,因此与燃油效率有关 - 但我们大多数人对细节有些朦胧。

这就是它的工作原理。

空气很厚。如果您曾经骑过摩托车,并以60英里 /小时的速度抬起头,您很快就会很快解决这个问题。因为我们每天都在呼吸,所以很容易忘记它甚至在那里。有关空气特性的更多信息

有两种方法可以减少在空中推动汽车的难度:您可以使其更小,也可以改善形状。一半的额叶区域意味着一半的阻力(或两倍的滑动;同一件事)。不幸的是,适合半尺寸的汽车是不切实际的和不舒服的,这就是为什么汽车制造商花费大量时间在风隧道内优化形状的原因。(另一个原因是以高速公路速度消除噪音,但这是另一个故事。)

归根结底,最终形状是:a)时尚和制造局限性的指示,b)所需的各种调节合规性(行人保护,轻度放置等)和C)空气动力学滑动。一个数字出现在规格表中,在C中d柱子。

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Cd确实是一个比较。一辆非常糟糕的汽车d例如,0.5的一半难以在空气中像具有相同表面积的矩形板一样。具有出色C的汽车d在0.25中,只需要四分之一的努力来推动与同一区域的矩形板。有关确定阻力系数的更多信息

汽车制造商使用cd作为竞争的基础:“我们的是滑水比他们的人”。但是,cd只告诉你一半的故事。实际额叶是另一半。大型汽车仍然很难推高高速公路。

当您以60或75mph的速度向州际公路供电时,空气动力学阻力约为发动机必须克服的总电阻的一半(或更多)。(其他电阻包括:轮胎的滚动阻力,发动机摩擦,发动机内部的内部摩擦,下一次燃油/空气电荷的压缩以及驱动机器人辅助辅助辅助转向,空调和汽车的电气系统。)

阻力的量取决于四件事:空气的密度(它的厚度),汽车的速度(平方),Cd和额叶区域。底线,您无法更改第一个 - 无论您身在何处,空气就是它的状态。您可以改变速度,这将对阻力产生深远的影响。但是,最后两个变量是汽车本身固有的变量。不幸的是,汽车制造商不会告诉您额叶区域。

如果您想知道以任何速度将汽车推到空中所需的力量,则只需添加基本的高中物理学即可。阻力X速度(速度)。有关实际计算阻力号的更多信息

计算它的最简单方法是计算阻力,然后再次乘以V,然后获得电源。在帝国系统中,您将获得马力;在公制系统中,您会得到瓦特。有关弄清力量的更多信息

这些数值关系中有一些有趣的观察。

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将速度加倍四倍,因为阻力与速度平方成正比。两倍的速度;四次阻力。如果您以35英里 /小时的速度将汽车以70英里 /小时的速度进行比较,则以70英里 /小时的速度将其推到空中是四倍。

然后是克服空气阻力所需的发动机电源问题。功率与速度立方体成正比,因此,如果需要20 hp才能以50英里 /小时的速度推动汽车,则需要八倍的160hp - 以100mph的速度克服阻力。

这意味着旅行速度对高速公路燃料消耗具有巨大的影响。它总是会有,而且聪明的工程无法颠覆这种关系 - 除非他们能弄清楚如何在汽车周围稀薄...

要记住的另一件事是d当涉及到您的汽车的湿滑时,不是整个故事。一些未来丰田普锐斯假设Cd与未来相比,0.3总是比未来更容易道奇公羊假设Cd0.3 - 仅仅是因为道奇的额叶面积更大。比较Cd尺寸大致相同的汽车值,否则比较毫无意义。

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