3/整體優(yōu)化
在做氣動性設計的時候,不可能只單獨考慮一個方面。有了流線型的車頭,有了切分的車尾,風阻就可以變小了嗎?其實也未必,更多的還是需要工程團隊在細節(jié)上進行優(yōu)化。整個榮威i6項目的風洞實驗是按照階段開發(fā)要求來做的,前期主要優(yōu)化車身外造型設計,后期重點優(yōu)化系統間的氣動干涉問題。
在250多個小時的試驗中,車身外造型的重點區(qū)域優(yōu)化了如前保險杠、發(fā)動機艙蓋、后視鏡、A柱、頂蓋、C柱、后保險杠等等,干涉問題的優(yōu)化主要包括輪胎擾流板、發(fā)動機艙流動、下車體護板等。優(yōu)化的主旨都是通過減少分離產生的能量耗散來降低風阻系數,同時也降低了氣動噪聲源。我挑一些重點的優(yōu)化項目給大家細講。
首先是上汽自主研發(fā)的AGS主動進氣格柵,這是上汽首次在量產車型上使用這項技術,而同級別的車型中,以往我們只是在一些合資車型上才會見到這項配置。AGS在低溫狀態(tài)下是關閉的,可以快速的提高發(fā)動機水溫,而在高速工況下AGS也會關閉,這樣可以降低大概6%的整車風阻。實測的結果顯示,AGS關閉后90km/h的等速工況下,可以降低0.016Cd的整車風阻,百公里大概節(jié)約0.3L汽油。
此外,AGS最大的設計難點并不是硬件,而在于其開閉策略的制定,這與車輛的速度、外界環(huán)境溫度、濕度、水溫以及發(fā)動機轉速等等都有關聯。榮威i6的AGS系統共分為了11個擋位,標定這些擋位的開閉邏輯也耗費了不少時間。同時,我們可以看到前進氣格柵的開口并不是做的越大越好,而是在保證進氣量的前提下,和AGS的寬度做了匹配,而AGS格柵的兩側還做了密封處理,防止空氣正面沖擊發(fā)動機艙,產生影響風阻的紊流。
A柱集水條的風阻優(yōu)化也是中國品牌車型里比較少見的,之前類似的設計多見于大眾的一些車型。通過集水條與前風擋之間的凹槽設計,可以有效的約束A柱氣流,減少無序的氣流分離,大概可以降低約1.2%的風阻,90km/h等速油耗可以降低1%左右。同時,這樣的設計還可以防止雨水飛濺影響側窗的視野,一定程度上又提高了行車安全性。
后視鏡風阻系數早先公布的是0.01,量產之后被優(yōu)化到了0.009,這一數值已經和奔馳CLA的后視鏡處于同一水準上了。有人說為什么后視鏡不放在門上,而要放在三角窗的位置?左輝輝給我們解釋到,由于每款車型的設計不同,所以后視鏡放在什么位置上,其實是有講究的。他們也嘗試過把后視鏡放在門上,但是氣動效果并沒有放在三角窗來的好。
整個后視鏡的零件設計周期超過了一年,期間團隊不斷的對其進行優(yōu)化。我們可以看到現有的后視鏡不僅數據優(yōu)秀,而且造型也非常漂亮,氣流在經過后視鏡的時候會往里收,而不是往外擴,這樣的設計有利于減小流向尾部的渦流。后視鏡的基座被做的很薄,并且迎風面呈現錐形的造型,上下沿的傾斜角度也是經過測算之后的結果。
在后視鏡的設計過程中有一個小插曲,現在我們在量產車的后視鏡上可以見到一條細小的棱線,而當時設計的時候其實是沒有的。在做風洞測試的時候,當車速達到約80km/h,之前的后視鏡就會產生很大的風噪。這個問題一度讓工程師們束手無措,即使是后來請來了保時捷的氣動設計團隊尋求幫助,對方也僅僅是能將問題的范圍縮小至后視鏡罩的上沿。最后,還是經過了無數次的造型微調之后,才找到了這個看似微不足道卻十分有效的解決方案——將后視鏡棱線上沿抬升1mm。
輪拱的造型上也有講究,一個良好的氣動設計,需要在氣流通過輪拱前端的時候,能夠被成功的引導并繞過車輪。“我們經常見到有些車輛,尤其是改裝車,會出于美觀,或者是為了操控而犧牲一些氣動性的讓車輪凸出車身之外,其實這樣是會增加風阻的。對于家用車來說,車輪還是需要盡量的藏在車身內部一些,或者與邊緣齊平也是可以的。”左輝輝說。
最后則是車底的優(yōu)化,榮威i6在早期建立1:1等比例模型的階段就已經開始對底盤進行全方位覆蓋測試了。而在最終量產之后,i6也是不惜成本的標配了全覆蓋底盤護板。這里有兩個關鍵詞,分別是NACA DUCT技術和高爾夫球形曲面技術。前者是一種由前美國國家航空咨詢委員會(NACA,NASA的前身)開發(fā)的進氣口造型,具體原理就不解釋了,目的就是可以幫助進氣順暢,減小風阻。而在i6的車頭護板上,可以見到多出使用NACA DUCT技術的地方。
而在靠后方的車身護板上,參考的又是高爾夫球表面凹坑的這樣一個設計。其實最早的高爾夫球都是光面設計的,但是打起來的時候會發(fā)飄,后來人們發(fā)現有一些用過的高爾夫球,表面有很多小凹坑之后,打出去反而會好控制很多。結果根據測算,光滑的表面雖然可以加速氣流的通過速度,但是穩(wěn)定性上卻不是特別好。放到車輛的底盤上來,它和車身就有所不同了。車輛的底盤不僅需要氣流通過速度快,更需要有很強的高速穩(wěn)定性。
于是我們看到榮威i6的車身護板也采用了類似高爾夫球的曲面技術,并且在兩側還有一些小的導流槽設計,這樣的話就可以讓車輛在高速行駛的時候更加的穩(wěn)定。同時呢,雖然根據配置的不用,以及未來新能源車的布局考量,i6會有兩套不同的后懸架結構,但是因為車身護板的末端又采用了反斜面優(yōu)化,剛好避免了氣流直接撞擊后懸架增加阻力。有了這樣完整的底盤護板之后,可以在90km/h等速環(huán)境下降低9.2%的風阻和7.3%的油耗。
另外還有一些細小的優(yōu)化,比如前進氣格柵鍍鉻飾條的弧度設計、空調新風進風口的布局、B柱和C柱超薄貼面、備胎倉等區(qū)域的氣流管理等,實際整車上幾乎處處都涉及到空氣動力學的優(yōu)化,這里也就不再多做介紹了。
編輯點評:
寫了那么多之后,我真的不知道編輯點評還能寫點什么,這是實話……在驗證榮威i6的風阻系數以及和上汽工程師的交流中,可以感受到對方十足的誠意和對產品的高度自信,0.25Cd也不是終點,據說之后的產品還會有更出色的空氣動力學表現。文章結尾處是上汽流體技術組負責空氣動力學的工程師左輝輝在對話結束后給我們發(fā)來的拿手機錄制的原創(chuàng)講解視頻,我們經過簡單的剪輯之后將它貼在下邊,有興趣的朋友可以點開播放,還是很漲姿勢的。而這一期的上汽榮威i6風洞測試和技術分享文章也就到這里了,各位下次再見。(文/圖/攝 汽車之家 黃正橋 視頻后期/劉巍。
以下是上汽工程師左輝輝原創(chuàng)空氣動力學講解視頻——
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