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科普贴,空气阻力对油耗影响究竟有多大

买车时,油耗是大家不得不考虑的一个因素,很多人习惯从车重、发动机技术、变速箱齿比来分析车辆油耗,空气阻力作为一个重要的相关因素却常常被忽略。出人意料的是,当车速高于每小时80KM的时候,就有将近一半的油耗是用来克服空气阻力的?今天我们就来分析一下,如何通过克服空气阻力达到降低油耗的目的。

为什么空气阻力对油耗影响这么大?

在汽车研究领域,工程师们对空气阻力的研究始于很多年前。实验证明,一辆重型牵引半挂车,以88.5公里/小时的速度行驶时,每行驶1.6公里需要推开大约18吨的空气。在汽车工业技术发展与如今差距较大的当年,大多数卡车需要用近一半的马力用来克服空气阻力。

为什么空气阻力的影响这么大?空气阻力的计算方式可以简化为:空气阻力=½×空气阻力系数×空气密度×迎风面积×车速平方。车的行驶阻力与车速的平方成正比,消耗功率则与车速的三次方成正比(其实车、船、飞机等都是如此)。随着速度增大,车的风阻就会按平方规律增加,即每当速度增加为2倍时,阻力增加为4倍,而消耗功率则增大为8倍。这正是在高车速下,车辆油耗升高的原因。

实验证明,车速60公里/小时以下时,空气阻力的影响不大,但是随着速度的增加,空气阻力就迅猛上升,车速120公里/小时时就消耗了总功率的60%,如果超过了120公里/小时,还要增大,空气阻力最高可以消耗掉总功率的80%。

如何降低卡车空气阻力与油耗?

对卡车司机来讲,有效降低油耗意味着更高的利润率,为卡车降低空气阻力的意义重大。通常情况下,轿车的风阻系数为0.4-0.6,卡车的风阻系数为0.6-0.8左右,大客车的风阻系数为0.6-0.7。在实际使用中,只要对车辆稍加改进风阻系数就会大幅度降低,卡车司机最常用的方法是加装导流组件,如“车顶导流罩、侧导流板、侧裙板等”。

除了加装组件,一些企业也在积极研究车辆造型整体改造的方案,有的工程师选择改变挂车顶部的形状,有的工程师在车头造型上下功夫。特斯拉前段时间发布的电动卡车Semi风阻系数已经达到惊人的0.36,比超跑布加迪chiron还低,相信随着卡车技术的不断发展,会有越来越多无惧空气阻力的车型诞生。

汽车的外观形状和车身比例对空气阻力的影响只占40%,那么还有什会对油耗造成影响呢?

车重对油耗影响好像不是很大

有实测结果表明,负重增加约200kg,百公里综合油耗只增加约0.4L。这个测试,分别在一辆2.5L中型车和一辆1.4L小型车上进行,得出的结果大同小异。我知道大家会提出一个疑问,汽车跑起来之后油耗当然不高,油耗高的是起步的时候,那么车重对频繁停车起步应该产生更多影响才对。

这个疑问是没有错的。因为车在起步的时候,车要有一个加速度,根据牛顿第二定律,F=ma(F是合力,m是质量,a是加速度),m质量越大,那么要获得相同的a加速度,就要付出更多的F合力。换而言之,也就需要发动机提供更多的动力。而当车辆保持匀速行驶的时候,则质量m的影响就没有那么大了。所以其实不是说起步的时候比较耗油,是每一次你的加速都会比较耗油,尤其是急加速的时候。

因此,确实频繁的起步(加速),在车重更高的情况下,对油耗的影响也更加明显。这是一种比较典型的情况,我们如果要讨论车重对油耗的影响,那么肯定得把它放在综合的情况下来研究。

上面所说的测试就是综合路况,有拥堵也有顺畅,有低速也有高速,有匀速行驶也有频繁起步,如果是这样,0.4L这个数字并不大,假设按照6元/L的油价来计算,行驶100公里只增加2.4元,每公里增加0.024元。换个角度说,我们现在经常会听到车在轻量化,轻量化能带来油耗的改善,不过这种改善并不会特别明显。

胎压变化让油耗出现大幅度浮动

车辆行驶的时候要克服滚动阻力,胎压降低,轮胎和地面的接触面更大,滚动阻力也就越大。测试表明,在60km/h行驶的时候,1.6bar胎压的百公里油耗比2.1bar增加0.9L/100km,而2.1bar又比2.6bar多0.23L/100km。

所以,我们平时开车的时候,尽量不要让轮胎“亏气”太严重,那样不仅会增加油耗,还会加剧轮胎的磨损,除非是有特殊情况需要轮胎提供更大的阻力。当然了,也不是说胎压越高越好,胎压过高有可能会导致爆胎,胎压保持在2.3bar、2.4bar左右就可以了。如果有条件,可以给车装一个胎压监测,实时了解轮胎压力的变化,以免“亏气”增加油耗,或有其它安全风险。

此外,还有一些不良的驾驶习惯会带来高油耗,包括急加速、长时间怠速、频繁制动等。这些相信大家都很清楚了,我就不再一一叙述。



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