大咖戴姆勒-奔驰首席空气动力学专家谈汽车空气动力学

在汽车节油方面人们普遍认为车身轻量化可发挥重要的作用，但气动阻力对油耗有很大的影响吗？降低空气阻力会增加成本吗？现在还需要传统的汽车风洞试验吗？针对这些问题，我们来看下奔驰汽车首席空气力学家特迪·沃尔先生是如何看待这些问题的。...

在汽车节油方面人们普遍认为车身轻量化可发挥重要的作用，但气动阻力对油耗有很大的影响吗？降低空气阻力会增加成本吗？现在计算机仿真已经非常先进，还需要传统的汽车风洞试验吗？针对这些问题，我们来看下戴姆勒集团首席空气动力学专家特迪·沃尔先生是如何看待这些问题的。

1

气动阻力对汽车节油影响大吗？

特迪·沃尔：

空气阻力对汽车油耗会带来很大影响，汽车速度越高，对油耗的影响就越大。当汽车行驶速度超过60km/h后，空气阻力在汽车总行驶阻力中占主要成分。

比如，你驾驶的是一辆smart，尽管它很轻，但风阻系数较高，在50km/h的速度下空气阻力就超过了滚动阻力。而车身较重但拥有较低风阻系数的奔驰S级在70km/h的速度下，空气阻力才超过滚动阻力。

2

风阻系数的减小有极限吗？

特迪·沃尔：

我们现在能设计出风阻系数低于0.2的汽车，其外观会不同于今天的汽车，但人们能驾驶它们。对我们而言，风阻系数0.2在很长的时间内还是我们的目标。

3

降低气动阻力会增加成本吗?

特迪·沃尔：

其实很多措施并不会增加成本，包括所有汽车采取的基本措施。但像新款奔驰上可以自动关闭的散热器格栅当然会增加成本，但它却可使风阻系数降低0.01之多。

4

降低车身会为空气阻力带来什么?

特迪·沃尔：

车身每降低10毫米会使风阻系数降低0.003到0.004, 这已经非常值得重视了。采用空气悬挂的奔驰车在高速行驶时能自动降低车身，速度高于140km/h时车身可降低20毫米，以进一步减小空气阻力。

5

为什么说空气阻力对电动汽车更重要?

特迪·沃尔：

电动汽车在减速过程中是可以将汽车制动能量回收到电池中的，但滚动阻力和空气阻力造成的能量损失是无法回收的。那么在总的能量消耗中空气阻力的能量消耗所占的比重就相当大了，此时，空气阻力的影响凸显。

6

汽车迎风面积还有减小的可能吗?

特迪·沃尔：

当然有，但这同车内空间存在矛盾。如今你很难说服顾客接受空间比上代车型还狭小的新车。

7

现在CFD计算的准确性能达到什么程度?

特迪·沃尔：

我们的CFD计算值同风洞试验值的误差低于1％。我们计算一个车型的气动改进方案，用大型服务器需要一个晚上的时间，10年前进行这样的计算需要半年时间。

8

今后风洞试验是不是没有作用了？

特迪·沃尔：

绝对不会！风洞的好处是让你一天可以进行40-50次的试验，计算机仿真做不到这点。而且风洞还可以用来研究汽车行驶过程中的气动噪声，用计算机仿真模拟气动噪声至少还需要很多年才能达到很高的精度。

计算机仿真可以帮助我们进行量化分析，从而快速找到优化方案。风洞特别适于迅速对不同的车型做比较。计算机仿真和风洞试验都是有效的工具，他们是很好的搭档。

CAERI 视点

在特迪·沃尔看来，减小气动阻力在提高汽车燃油经济性上发挥了关键作用，风洞试验和CFD仿真在奔驰汽车开发过程中互相补充，发挥了重要作用。这也是为什么戴姆勒集团在2009年投资7500万欧元建设了一座世界先进水平的气动-声学风洞的原因所在。

在中国，CFD技术先于汽车风洞试验被各大汽车厂商使用，但在车型开发中仅仅通过CFD仿真是远远不能达到具备良好空气动力学性能这一要求的，目前，中国正在建造国际一流水准的汽车风洞，这座位于重庆中国汽车工程研究院的气动-声学风洞在2018年建成后无疑将极大地助力中国自主品牌汽车在汽车空气动力学领域的进步。