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SUV為什么都有后雨刷,你的轎車卻沒有?空氣動力學(xué)道出真相

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下雨天,你坐在車?yán)铮管嚾霂鞎r扭頭看向后方——后風(fēng)擋上掛滿水珠,視線一片模糊。你下意識伸手去夠雨刷開關(guān),卻發(fā)現(xiàn)沒有這回事。如果開的是一輛轎車,大概率要面對這種無奈。而旁邊并排等紅燈的運動型多用途汽車(SUV),只要輕輕一撥,后窗瞬間變得清透。同樣的天氣,為什么轎車和SUV的待遇差這么多?答案不在成本賬上,而在車身形狀與氣流之間的物理關(guān)系里。

空氣動力學(xué)在這里唱了主角。一輛典型的三廂轎車,車頂線條向后順滑下落,與后風(fēng)擋幾乎形成一整片連續(xù)的傾斜面。當(dāng)車輛行駛起來,氣流沿著車頂掠過這片斜面,緊貼著玻璃表面向下流動,就像用無形的氣手不斷擦過玻璃。雨水落到這層高速氣流上,會被自然地帶走,隨著車身尾部流下或者被甩離車體。哪怕有些水珠短暫附著,持續(xù)流過的新鮮空氣也能很快將它們驅(qū)散。在這種情況下,加裝后雨刷反而會破壞原本光滑的表面,在氣流中制造突起的干擾,讓原本貼著玻璃走的穩(wěn)定氣流變得紊亂,甚至可能把更多的水汽甩回后窗上。


SUV以及兩廂掀背車的情形就完全不同。它們的車尾輪廓更加直立——尤其眼下各種方正造型回歸,后風(fēng)擋幾乎垂直于地面。車輛向前行駛時,氣流從車頂流過到達車尾直角狀邊緣時無法貼著垂直的玻璃表面繼續(xù)流動,會發(fā)生氣流分離,在車尾正后方形成一個低壓區(qū)域。四周的空氣迅速向這個低壓區(qū)涌入,連帶著把后輪卷起的水霧、路面積水濺起的水滴一并吸過去。進入這個區(qū)域的空氣不會穩(wěn)定地貼附在玻璃上排出,而是形成漩渦、打轉(zhuǎn)、來回翻攪。于是,泥水、塵埃在渦流中被反復(fù)拍到后窗上,根本不會自己散去。這就是為什么一場不太大的雨,SUV的后窗很快就能糊成一片,而高速行駛也幫不上什么忙。

看到這里,可能有人會問:就算水能自己流走,可轎車后窗照樣會沾上塵土、積雪甚至結(jié)了霜,為什么還不給裝個雨刷?除了前面提到的空氣動力學(xué)考慮,燃油經(jīng)濟性是一個繞不開的硬約束。車尾外掛一個雨刷臂,相當(dāng)于在原本流暢的輪廓上增加一個突兀的擾動源。當(dāng)車輛速度起來以后,這個小小的突起會使尾部氣流提前分離,增大車輛后方的湍流區(qū),直接轉(zhuǎn)化成額外的空氣阻力。克服這部分額外阻力,發(fā)動機就需要多燒油。和很多人想象的不同,高速下表面光滑度的微小變化,對油耗的影響并不小,就像車頂行李架空載也會明顯增加油耗一樣。對轎車來說,為了一扇原本能靠氣流自清潔的后窗而付出常年的燃油代價,顯然不劃算。

接下來是物理空間和機械布置的難題。轎車的尾廂蓋結(jié)構(gòu)緊湊,后風(fēng)擋下沿直接連接行李廂蓋的鉸鏈和鎖扣,內(nèi)部還要塞進尾燈線束、牌照燈甚至部分天線的走線,容納一個雨刷電機本體再留出搖臂的運動空間絕非易事。一方面,電動機需要足夠的安裝深度,轎車薄薄的行李廂蓋鋼板給不了這個位置;另一方面,雨刷臂的運動軌跡會侵占到后備箱開口的上方區(qū)域,要么讓尾門打開時和雨刷打架,要么不得不把尾門鉸鏈位置前移,從而壓縮行李廂開口尺寸。這種空間上的矛盾在兩廂車上尚且可以通過整體式尾門來規(guī)避,但對三廂車來說,給一個電機、連桿和驅(qū)動軸找到不干涉任何其他功能的位置,同時還不增加額外的重量和制造成本,汽車工程師算過賬之后,通常選擇不裝。

要是實在受不了臟兮兮的后窗,也不必干瞪眼。在不改變原車結(jié)構(gòu)的前提下,給后風(fēng)擋玻璃涂上一層疏水保護膜是比較實用的思路。這類產(chǎn)品能在玻璃表面形成一層低表面能的薄膜,讓水滴不容易鋪展,而是聚成水珠,在較小的氣流力量下就能滾落。市面上有針對性的玻璃驅(qū)水劑——比如RainX就是很多車主熟悉的品牌,當(dāng)然也有不少其他替代選擇。另外,車上常備一包玻璃清潔濕巾或者一小瓶玻璃水,遇到長途駕駛中途后窗實在看不清,可以停車休息時自己動手快速擦幾下。這些做法雖然不如一套原廠雨刷來得瀟灑,但在沒有更好方案的情況下,已經(jīng)是兼顧省油、不破壞原車流線、又能在關(guān)鍵時刻救急的務(wù)實解法。

回過頭來看,后雨刷的有無,本質(zhì)上不是配置高低的問題,而是由車身形態(tài)決定的取舍。轎車用傾斜的后風(fēng)擋換來了氣流自清潔能力和更低的風(fēng)阻,代價是在積雪、結(jié)冰這些特殊場景下缺一把物理刷子;SUV和兩廂車為了大空間和更直立的尾部造型,就不得不用電機和雨刷來對抗旋渦帶來的視線遮擋。理解這層原理之后,再去選車或者在雨天觀察路上車流,會發(fā)現(xiàn)每一處設(shè)計背后都有物理學(xué)悄悄畫下的底線。

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