汽車的空氣阻力有哪幾種?減小空氣阻力的方法有哪些?

所謂的汽車空氣阻力，是指汽車在行駛時受到的空氣作用在行駛方向上的分力，由於它會阻礙汽車的行駛，故稱為空氣阻力，它與滾動阻力、加速阻力和坡路阻力並稱為汽車的四大阻力。根據產生原因和作用機理的不同，空氣阻力可以分為壓力阻力、誘導阻力、幹擾阻力、內循環阻力和摩擦阻力這幾種。

1、壓力阻力：壓力阻力又稱為形狀阻力，是作用於汽車外表面上的法向力的合力在行駛方向的分力，約佔空氣阻力的55%～65%，是空氣阻力的主要組成部分。它的作用機理是：當汽車向前行駛穿過空氣介質時，汽車前部的空氣被壓縮，使作用於汽車前部的壓力升高；而汽車後部形成渦流區產生負壓，使作用於汽車後部的壓力降低。這種前後壓力差便形成了壓力阻力。

2、誘導阻力：誘導阻力是指汽車在行駛時受到的使汽車向上升起的力，它約佔空氣阻力的6% - 8%。它的作用機理是：汽車在高速行駛時，流經汽車上部和下部的空氣流速是不同的，上部的空氣流速快，下部的空氣流速慢。根據伯努克原理，空氣流速越快壓力越低，因此汽車上部和下部所受到的空氣壓力不同，下部的壓力大於上部的壓力，這樣就會產生一個使汽車向上升起的力，這個力就是誘導阻力。

3、幹擾阻力：幹擾阻力是車輛行駛時車表面突出物，如門把手、後視鏡、懸架導向杆、車軸、擋泥板等引起的空氣阻力，它約佔整車空氣阻力的12%- 18%。

4、內循環阻力：內循環阻力也稱內部阻力，是冷卻發動機、車內通風等昕需空氣流徑車體內部時形成的阻力，約佔空氣阻力的5%- 12%。

5、摩擦阻力：汽車高速行駛時，空氣高速流過車身，與車體表面會發生摩擦作用，從而產生阻滯力。這種由於空氣的粘滯性在車身表面產生的摩擦力在汽車行駛方向的分力，稱為摩擦阻力，又稱表面阻力，約佔空氣阻力的5%～10%。

需要注意的是：空氣阻力並不是一個固定的值，而是一個變量，它的大小與汽車的行駛速度成正比，車速越快空氣阻力越大。當車速在30km/h以下的時候，空氣阻力只佔汽車行駛總阻力很小的一部分；當車速超過80km/h的時候，空氣阻力大約佔總阻力的60%以上，成為車輛需要克服的首要阻力；當車速超過120km/h的時候，空氣阻力大約佔總阻力的80%以上；當車速超過160km/h的時候，空氣阻力大約佔總阻力的95%以上，其它阻力幾乎可以忽略不計了。

因此，空氣阻力對汽車的油耗影響是非常大的，特別是汽車在高速行駛時，所消耗的燃油主要用來克服空氣阻力。評價汽車空氣阻力的主要參數是汽車的風阻係數，現在的轎車風阻係數一般都在0.28左右，最低的可以做到0.22，SUV車型的風阻係數一般在0.32左右，這也是SUV車型油耗更高的原因之一。不過風阻係數與汽車的速度無關，並不是說車速越高的車風阻係數越小，最明顯的例子是F1方程式賽車，它的風阻係數大約在0.5以上，比很多車型都要大很多。因為它更需要的是良好的高速穩定性，而不僅僅是節約燃油，這比減小空氣阻力更重要。

此外，汽車的空氣阻力對汽車的操控性影響也是非常大的，其中的誘導阻力是最主要的一個因素。如果誘導阻力過大，汽車高速行駛就會「發飄」，導致汽車高速操控性變差。為了減小誘導阻力，常見的做法是在汽車底部安裝護板，讓汽車的底部變得非常平坦，減小空氣的流通阻力；同時在車尾部設計空氣擴散器，讓空氣更快的流過車底；還有就是在汽車上部安裝擾流板，讓空氣在流經汽車車身時對汽車施加一個向下的壓力，這個壓力越大車輛行駛越「穩」，車輛高速穩定性越好。但是過大的下壓力會造成汽車輪胎負荷過大，摩擦阻力增加，進而增加油耗。

對汽車空氣阻力影響最大的是汽車的外形設計，如車頭和車尾的形狀，風擋玻璃的傾角等。風阻係數最小的車身形狀是水滴形，但是它很難製造，同時也無法滿足汽車的空間需求，所以基本不使用。現在的汽車車身形狀一般是楔形，它既有較低的風阻係數，又有良好的操控性和車內空間，因此別廣泛使用。另外，三廂車的空氣阻力要小於兩廂車，轎車的空氣阻力也要小於SUV車型。一款汽車設計完成後會在風洞中測試它的空氣阻力和風阻係數。

此外，由於門把手、後視鏡、擋泥板等會阻礙空氣的流通，所以現在的汽車為了減小幹擾阻力，採用了隱藏式門把手、減小後視鏡、取消擋泥板等措施；為了減小內循環阻力，會將發動機艙內部設計的更加規整，使空氣流通更加順暢；為了引導空氣流動，在發動機護板、車輪罩等部位設計了很多導流板，讓空氣按照預定的方向流動；有些車型還會在車身側面開啟較大的開口，將從車頭正面進入的開啟引流到車身兩側，這也可以降低空氣阻力，比如奔馳跑車的「鯊魚嘴」。

比較有趣的摩擦阻力。從理論上來說，車身的表面越光滑，摩擦阻力越小，但事實上並非如此，這裡有一個有趣的「高爾夫球現象」。大家看高爾夫球的表面，並非是光滑的，而是有許多凹坑，實踐證明，這些凹坑可以有效的降低空氣阻力，讓高爾夫球飛得更遠，比表面完全光滑的球飛得遠多了。汽車的表面也是如此，完全光滑的表面並不能獲取最小的空氣阻力，所以汽車的表面會設計一些溝槽、凸起、加強筋等，這些設計一方面會加強車體蒙皮的強度，在客觀上也降低了空氣阻力。當然，這些設計都是要在風洞中驗證的。