風阻系數為0.3464的背后

風阻系數是我們經常能聽到的詞匯，如果不是資深車迷，很難說清楚這是一個什么概念。實際上，風阻系數是通過風洞試驗所確定的一個數學參數，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設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自己，并進行公開風洞試驗。這個敢于“亮劍”的自主品牌就是近年來發展很快的江淮汽車，試驗主角是江淮旗艦SUV車型——瑞風S7。2016年12月24日，上海地面交通工具風洞中心進行了瑞風S7的風洞試驗，最終測得的風阻系數僅為0.3464，超額完成了既定目標（瑞風S7在空氣動力學的正向開發目標為風阻系數小于0.36），達到國內外SUV領域的領先水平。

汽車的空氣動力學是什么？

物體運動速度越快，風的阻力越大，這是我們的感官認識。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阻的，道理就像我們迎著強風撐傘一樣，舉步艱難。空氣動力學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、側風穩定性、高速操縱穩定性、發動機艙熱管理、底盤散熱與通風等等。像平常說的風阻、風噪、高速行駛時車輛是否發飄，都是空氣動力性能的某一方面。可以說，空氣動力學性能是汽車重要的性能指標之一，對汽車的節油性能、動力性能、安全系數以及車內噪聲等諸多表現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境下，也就是風洞試驗。該試驗實際上就是用人造的風去“吹”車輛，然后利用這種模擬的氣流狀態去測試車輛的阻力、車內噪聲等，通過這些數據來指導車輛造型進行調整。整個測試過程分為起風、穩定測試和停風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域。測試過程中，車輛下方的天秤系統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阻系數。

風洞試驗斥資千萬是“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的重要性以及風洞測試的權威性，但由于風洞測試的成本較高——試驗以分鐘計費，每分鐘高達400元，一次測試往往需要數十小時以上的時間。為節省成本，大部分廠商都選擇以數字模擬的方式進行“風洞試驗”，然而模擬并不能得到最真實、最權威的數據。

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

對于消費者來說，空氣動力學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？

一是更節油。研究表明，車速在70km/h時，發動機總牽引力的50%用于克服空氣阻力；而當車速達到120km/h時，發動機總牽引力的70%用于克服空氣阻力。最終，空氣動力學性能為瑞風S7節省了約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境，江淮工程師對瑞風S7風噪進行了精心調校，對氣動噪聲源和聲學包裝進行了大量的優化。三是更高速。空氣阻力越小，意味著最高車速就越大。空氣動力學設計將瑞風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S7在170km/h高速行駛時，整車姿態非常穩定，這得益于開發團隊對S7空氣升力的良好控制。五是更耐久。底盤平整化護板的設計，不僅提高了S7整車的空氣動力學特性，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。

細節很重要

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

對于SUV車型來說，通過調節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S7空氣動力學研發團隊通過多達21輪的計算機虛擬驗證以及四種方案的實地風洞試驗，最后確認了14°的最佳尾翼下壓角度。而在車尾D柱的角度上，研發團隊既要保證車內的乘客空間，也要最大化提升空氣動力學性能，最終通過17輪的調整與驗證，將D柱的內收角度定在7°。

在車輛前段，瑞風S7通過23輪的計算機虛擬優化，找到了這么一組最佳的組合：發動機蓋角度為7°，風擋為60°。側尾翼的部分則可以說是“風吹出來的”。據悉，在美國ARC的風洞中，對這個很小的局部細節，花了5個小時進行風洞驗證，找出側尾翼的最優方案，也就是“吹”出了最佳的線條。發動機艙可能是大家經常忽略的地方，而開發團隊在發動機艙的導流方面也做了大量工作，來降低發動機艙內的阻力。發動機艙導流設計除了為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%，這是因為導流設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。空氣在這些地方的流動受到很大的干擾，會產生很多渦流。為了解決這個問題，開發團隊設計了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。正是對每一個細節的苛刻要求，最終使得瑞風S7在本次試驗中能取得了優異的成績。