空气阻力系数空气阻力系数与哪些因素有关

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发布于2023-02-14

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简介：

阻力系数（drag coefficient），按某一特征面积计算的单位面，是空气对前进中的汽车形成的一种反向作用力。空气阻力跟速度成平方正比关系，也就是说：速度增加1倍，汽车受到的阻力就会增加4倍。因此高速行驶汽车对空气阻力的影响非常明显，车速高，发动机就要将相当一部分的动力，或者说燃油能量用于克服空气阻力。换句话讲，空气阻力小不仅可以节约燃油，在发动机功率相同的条件下，还能达到更高的车速。

通过改善汽车的空气动力学性能，比如变化尾翼、底盘罩、前部进风口和轮毂帽，都能降低风阻系数。而降低车身高度，等于减小了截面积，或使车身更多的覆盖住轮子，也有利于降低空气阻力。

风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小，说明它受空气阻力影响越小，反之亦然。风阻系数与油耗是成正比的关系，风阻系数越低的车子，油耗就越低。而且有一个公式：W=Cd×V的二次方，W代表车辆所消耗的油耗、Cd为车辆风阻系数、V为车速。从公式中可见，任何细微的风阻系数变化，都被速度加以放大，而这损耗的功率对于油耗就不利。另外也有测试标明，当轿车以80km/h行驶时，其中60%的功率是克服风阻的。

汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向、侧向和垂直等三个方向的空气动力量，其中纵向空气力量是最大的空气阻力，大约占整体空气阻力的80%以上。空气阻力系数值是由风洞测试得出来的。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系，现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数。从20世纪50年代到70年代初，轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。70年代能源危机后，各国为了进一步节约能源，降低油耗，都致力于降低空气阻力系数。现在轿车的空气阻力系数一般在0.28至0.4之间。

试验表明，空气阻力系数每降低10%，燃油节省7%左右。曾有人对两种相同质量、相同尺寸，但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较，以每小时88kin的时速行驶了100km，燃油消耗后者比前者节约了1.7L。

车辆的风阻：

风阻是车辆行驶时来自空气的阻力，一般空气阻力有三种形式，第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力，一般来说，车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区，真空区越大，阻力就越大。

一般来说，三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。车辆在行驶时，所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。随著车辆行驶速度的增加，空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力，在时速200km/h以上时，空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。一般车辆在前进时，所受到风的阻力大致来自前方，除非侧面风速特别大。不然不会对车辆产生太大影响，就算有，也可通过方向盘来修正。风阻对汽车性能的影响甚大。根据测试，当一辆轿车以80公里/时前进时，有60%的耗油是用来克服风阻的。风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小，说明它受空气阻力影响越小，反之亦然，因此说风阻系数越小越好。一般来讲，流线性越强的汽车，其风阻系数越小。风阻系数可以通过风洞测得。当车辆在风洞中测试时，借由风速来模拟汽车行驶时的车速，再以测试仪器来测知这辆车需花多少力量来抵挡这风速，使这车不至于被风吹得后退。在测得所需之力后，再扣除车轮与地面的摩擦力，剩下的就是风阻了，然后再以空气动力学的公式就可算出所谓的风阻系数。风阻系数=正面风阻力× 2÷(空气密度x车头正面投影面积x车速平方)。一辆车的风阻系数是固定的，根据风阻系数即可算出车辆在各种速度下所受的阻力。

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