汽车空气动力学要素

阻力和升力是空气动力学的两大要素，无论是飞机还是汽车都是如此，但对这两点要素的利用却有很大不同。阻力和升力取得平衡时，飞机才能在空中匀速飞行，车辆的空气动力学原则，则是在尽量减小阻力的同时避免产生升力，以保证车辆的操控性。

影响空气阻力大小的因素

车辆行驶的做功几乎都用在了克服行驶阻力上，所以降低阻力就可以提高车辆的能耗经济性。车辆在高速下要克服的空气阻力则要比其他种类的阻力(如轮胎阻力、发动机和传动装置内阻等)要大得多，所以提高车辆的空气动力学性能(下文简称气动性能)是车辆节能的重要手段。

影响空气阻力的因素包括：风阻系数(Cd)、前方面积(A)、空气密度和速度(V)。其中，风阻系数和前方面积是车辆气动性能的主要指标。在这些因素中，速度是按照平方值来计算的，所以当速度翻倍时，阻力就翻了两番，因此在高速行驶条件下降低风阻系数就至关重要。

风洞测试中的车辆

关键因素：风阻系数Cd

风阻系数(下文简称Cd)描述的是一个物体通过气流的难易程度，系数本身和体积并没有直接关系，数值高低主要取决于物体的外形，比如板砖的Cd值为1，和一个方方正正的面包车或是大型房车差不多，车辆的这个数据越低越好。

当今大部分的车辆Cd值在0.3左右，丰田普锐斯的Cd值为0.26而SUV的Cd值则在0.3到0.41之间。除了外形这个因素，散热器的进气方式也会对车辆的Cd值有影响。发动机较大的车辆必然有较大的散热器，风阻系数也会提高。电动车由于没有进气口的需求，在这方面有天然优势。

从设计上提高新能源车辆气动性能

良好的车辆外形可以使其获得良好的气动性能，所以在设计阶段需要综合地考虑美观、气动性能和成本等因素之间的平衡来设计车辆。

轻量化碳纤维底盘装甲

平整的底盘：平整的底盘不仅可以降低气流通过时的阻力，还可以减少紊流产生的升力。理想的底盘由一个完整的轻量底盘装甲构成的，但是一般从成本的角度去考虑这是不合算的。电动车并没有排气系统，所以底盘设计本身就比较平整，再通过合理的零件布局，一般都可以获得比较好的气动性能。

日产GTR保险杆下方延伸的导流套件

充分利用”地面效应”：”地面效应”就是利用车身周围的挡板将原本通过车底的气流分流到车身两边，并同时减少两侧气流进入车辆底部，使得车与地面之间产生一个气压较低的区域，最终使车身和车底形成压力差，产生额外的下压力，以增强轮胎的抓地力，减少轮胎滚动摩擦，提高能耗经济性。

由于一般乘用车对路面通过性能有一定的要求，所以车身两侧的导流结构并不能太靠近地面，但适当的使用还是可以在高速是取得良好的效果的。

保时捷911的可升降尾翼

各种气流引导装置：在车体外型角度变化超过12度的地方(如车尾)，使用尾翼、扩散器等导流装置可以提高车辆的气动性能。他们总的原理都是引导气流更流畅的通过车身，防止车身周围产生紊流。

封闭式轮毂：经常看F1的朋友对这个肯定不陌生，其实这个设计已经存在已久，但在传统汽车设计上一直很少使用，原因就在于封闭式轮毂会大大影响刹车系统的散热性能。

新能源车则不同，以电动车为例，电动车正常刹车时可以回收高达90%的动能，这就大大减轻了刹车系统的负担。所以对于有动能回收能力的新能源车来说，封闭式轮毂的设计是可以引用的。

提高气动性能”小贴士”

一般的车主不能在外观设计上做根本改变，但还是有一些小窍门可以参考的。

为了省油，你还是把头伸进去吧

1、 中高速行驶时关窗开空调。很多人都以为不开空调不费电就省油了，其实这不完全正确，前提您别开车窗。现在汽车的外型设计一般都是关窗时可获得最佳气动性能，所以在中高速行驶时，车辆由于风阻损失的油耗要远大于不开空调省下来的油耗。

有这个必要么？

2、 增加车辆正面面积的装饰品尽量不要安装。有的人会喜欢改动发动机盖的形状，常常会选择把发动机盖换成线条粗犷一些的，这其实是会降低车辆的气动性能的。

再宽一点就赶上拖拉机了

3、 轮胎足够宽就好。从抓地力和加速性能的角度考虑，确实是轮胎宽一些好，但要是考虑到省油，咱还是用适中的宽度即可。

4、 行李架没有用就要收起来。其实行李架不用的时候还放家里吧，顶在车顶上会增加阻力，放在后尾箱里也增加重量。

(编辑/辛迪嘉)

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