Trong ngành công nghiệp ô tô, ngoài các yếu tố cốt lõi như động cơ, hộp số, thân vỏ và khung gầm…thì 1 yếu tố cũng rất quan trọng được nhiều hãng xe đầu tư nghiên cứu và cản thiện – đó chính là hệ số cản không khí.
Hệ số cản không khí là gì?
Hệ số cản không khí (Cd – coefficient drag) là hệ số kéo hay cản không khí, đây là đại lượng vô chiều dùng để định lượng lực cản hoặc kháng cự của vật thể trong môi trường luồng khí như không khí hay nước.
Công thức tính hệ số cản không khí
Công thức tính Cd là Cd = 2Fd / (ρu2A), trong đó Fd là lực cản, ρ là khối lượng riêng của chất lỏng, u là tốc độ dòng chảy tương đối so với vật, A là diện tích tham chiếu. Giá trị Cd phụ thuộc vào hình dạng vật thể, điều kiện dòng chảy như số Reynold, số Mach. Cd càng thấp thì cản khí động học của vật càng nhỏ.
Công thức tính hệ số cản không khí
Tại sao hệ số cản không khí lại quan trọng đối với thiết kế ô tô?
Một chiếc ô tô sinh ra không chỉ đáp ứng nhu cầu di chuyển trong nội đô mà còn cho khả năng di chuyển tốc độ cao trên cao tốc. Do đó, tính khí động học của ô tô rất quan trọng trong thiết kế ô tô hiện đại ngày nay.
Lý do tính khí động học và hệ số cản không khí (Cd) trở nên rất quan trọng trong thiết kế xe ô tô ngày nay:
- Cd ảnh hưởng trực tiếp đến lực cản không khí tác động lên ô tô khi di chuyển. Lực cản này tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ và khối lượng khí di chuyển.
- Cd cao sẽ khiến lực cản lớn hơn, dẫn đến việc tiêu hao nhiên liệu trên xe cũng sẽ nhiều hơn trong quá trình vận hành. Điều này ảnh hưởng đến khả năng vận hành và tiêu chuẩn bảo vệ môi trường khắt khe như hiện nay.
- Cd càng nhỏ thì tính khí động học của xe càng tốt, cho phép xe di chuyển tốc độ cao hơn. Đây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và an toàn khi xe di chuyển ở tốc độ cao.
- Cd nhỏ giúp cải thiện tính năng khí động học của xe góp phần vào việc vận hành xe ổn định ở tốc độ cao.
- Yều cầu về Cd nhỏ giúp tối ưu hoá thiết kế và cấu trúc của xe, mang lại vẻ đẹp thể thao và hiện đại hơn.
Ngoài những lý do trên, một yêu cầu ngày nay được nhiều khách hàng quan tâm khi lựa chọn xe chính là khả năng cách âm. Một chiếc xe cho khả năng cách âm tốt, sẽ giúp hành khách trong khoang cabin luôn cảm thấy thoải mái bởi không bị ảnh hưởng bởi âm thanh từ môi trường bên ngoài vọng vào xe. Chiếc xe có thể có rất nhiều option, nội thất sang trọng nhưng khả năng cách âm kém cũng sẽ làm giảm cảm xúc của khách hàng.
Đổi lại, một chiếc xe phổ thông với những trang bị ở mức đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng hàng ngày nhưng lại cho khả năng cách âm vượt trội, vẫn đem lại trải nghiệm và cảm xúc tốt hơn cho khách hàng.
Đây là những lý do tại sao ngày nay, hệ số cản không khí là 1 trong những yếu tố rất quan trọng đối với thiết kế ô tô hiện đại.
Hình dáng vật thể và hệ số cản không khí tương ứng
Hệ số cản không khí trên Kushaq và Slavia có tốt không?
Trong quá trình tư vấn cho khách hàng tại Skoda Thăng Long, tôi có cơ hội trao đổi với nhiều anh chị khách hàng sau khi đã trải nghiệm thực tế Kushaq và Slavia. Đánh giá tôi nhận được từ khách hàng chính là cả Kushaq và Slavia đều cho khả năng cách âm vượt trội hơn so với các đối thủ cùng phân khúc ngay cả khi di chuyển trên cao tốc như Đại Lộ Thăng Long.
Hệ số cản không khí của Kushaq và Slavia nằm trong khoảng 0.29-0.32 (Cd). Đây là hệ số cản không khí tương đối tốt so với các mẫu xe cùng phân khúc nếu xét về khoảng sáng gầm lớn trên cả 2 mẫu xe. Chính nhờ hệ số cản không khí tương đối tốt nên Kushaq và Slavia cho khả năng cách âm vượt trội hơn các đối thủ cùng phân khúc.
Hệ số cản không khí trên Kushaq là 0.32 (Cd)
Hệ số cản không khí trên Slavia là 0.29 (Cd)
Kết luận
Như đã đề cập ở trên, ô tô phải được thiết kế làm sao để hệ số cản không khí càng thấp càng tốt. Hệ số cản không khí thấp giúp chiếc xe có tính khí động học cao sẽ giúp chiếc xe vận hành ổn định và dễ kiểm soát ở tốc độ lớn.
Việc tính toán hệ số cản không khí đối với mỗi chiếc xe tương đối phức tạp, nó liên quan đến tốc độ, mật độ không khí và bề mặt tiếp xúc.
FAQ – Câu hỏi thường gặp
Hệ số cản không khí là gì?
Hệ số cản không khí là đại lượng định lượng lực kéo hay cản của không khí đối với 1 vật thể.
Hệ số cản không khí trên Kushaq và Slavia là bao nhiêu?
Hệ số cản không khí trên Kushaq và Slavia nằm trong khoảng 0.29-0.32 (Cd).
Tại sao Kushaq và Slavia cách âm tốt?
Ngoài hệ số cản không khí nhỏ, khả năng cách âm tốt trên Kushaq và Slavia còn đến từ hệ thống khung gầm, thân vỏ và các yếu tố liên quan.
