车企常说的风阻系数是个啥？真的是越低越好吗？| Yi家之言

在新车解析或者一些汽车广告中，经常能看到“风阻系数”这个名词，随后对其的解释基本是风阻系数越小就越省油。那么风阻系数是如何影响汽车油耗的，风阻系数真是越小越好吗？

在解释风阻系数和油耗的关系之前，我们先来思考一个问题，把燃料中的化学能转换成机械能后，这些能量究竟做了些什么？阻止汽车前进主要有两个因素，一是摩擦力，二是空气阻力。在汽车起步或低速行驶时，大部分动力都用在了克服摩擦力上，这也解释了为什么轮胎缺气会让油耗上升，因为轮胎气压越低与地面接触面积就越大，自然摩擦力就会增加。不过随着车速的攀升，空气阻力将成为阻止汽车前进的最大敌人。为何会这样，来看下面这个公式：

F=(1/2)CρSV^2

其中：

F为空气阻力

C为空气阻力系数（也就是风阻系数）

ρ为空气密度

S为物体迎风面积

V为物体与空气的相对运动速度

通过公式可以看出，相对速度V的平方和空气阻力F成正比关系，每当“V”增大一倍，空气阻力就会翻四倍，所以车辆在高速行驶时，绝大部分的机械能都用在了克服空气阻力上面。有机构测算过，一般轿车在以80km/h行驶时，60%至70%的动力都花费在克服空气阻力上了。换句话说，若想在高速工况下节省燃料，首先要解决的问题就是减小空气阻力的影响。那么该如何做呢，我们继续来看前面的公式。空气密度ρ、物体迎风面积S和空气阻力系数C都与空气阻力F成正比例关系，只要设法减小这三个变量的数值就好了。

空气阻力系数C可以看成一个常量，我们无法改变。物体迎风面积S，这个很好理解，就是车辆正面投影的面积，也可以大致理解成宽度乘以高度。如果想降低这项参数，唯一的解决方案就是选择更小的车，不过这和人们的用车需求有矛盾，多数人还是喜爱大块头的SUV。喜欢大车无可厚非，只是要知道在同等动力水平下，轿车比SUV省油就是了。

至于说空气阻力系数C，这个就比较复杂了，它和物体形状、表面粗糙度等因素相关。想要具体测算一款车的风阻系数，必须借助风洞测试或者用数学模型模拟才行。换句话讲风阻系数是测试出来的，没有具体公式来计算，当然其中牵扯的物理知识以及数学计算就不详细去说了。不过我们可以通过对比不同形状物体的风阻系数来寻找规律。

通过上图可以发现，越接近水滴形状的物体风阻系数越低，反之那些方盒子状的物体风阻系数就很大。既然降低风阻系数对油耗有积极的影响，那为何我们看不到水滴状的汽车呢？这就要引出一个新的概念——下压力。看到这个名词，首先会联想到赛车，但我们的家用车同样需要下压力来保证高速行驶的稳定性。不然高速行驶时会产生很大的升力，并且让轮胎的抓地力降低、车身发飘，这是极为危险的。

车身部分空气动力效应

车底部分空气动力效应

上面这两张图展示了车辆在高速行驶时，车身和车底的空气动力学效应。其中车底部分，是利用伯努利定理以及由伯努利定理衍生出来的文氏管效果来实现下压力的，不过这与空气阻力的关系没有那么密切，今天就不展开说明了，有兴趣的朋友可以去查查专业资料。

车身部分，可以看到下压力主要来自于前挡区域。车辆在高速行驶时，前挡风玻璃与气流方向会形成一定的攻角，正是有这个角度，所以才会产生下压力。大家可以简单做个实验，车辆在行驶时把手伸出窗外（当然在安全的前提下），掌心朝上，逆时针旋转一定的角度，这时就能感觉到风把你的手向地面按压，这就是下压力。

另外通过上图还能看到，车尾部分会产生升力，所以很多赛车和高性能车会在尾部加装一个尾翼，目的就是增加车尾的下压力。

不过这也有一个问题，同样拿之前的实验来说，随着手掌转动的角度增加，掌面的阻力也会越来越大。也就是说增加下压力的同时，也会增加车辆的空气阻力。下压力和空气阻力相比较，显然是下压力更重要，毕竟它和车辆的安全性息息相关，所以我们才看不到水滴状的汽车。

写在最后

说到这，大家应该明白风阻系数并非越低越好，它是有前提的。准确的说，在保证下压力的前提下风阻系数越低越好。所以那些强调性能的超跑，风阻系数反而会更大，比如迈凯轮P1的风阻系数大约是0.34，保时捷918在0.35左右，甚至比很多SUV的风阻系数都要高。