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拉力賽車輪轂螺絲外面的罩子的作用是什麼?

2018年08月09日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 3 ℃ 次

【王昊的回答(21票)】:

謝邀。

先貼一下題主說的現代i20 WRC的圖:

看看沒有那個裝置的時候是什麼樣的:看看沒有那個裝置的時候是什麼樣的:

這個東西的名字叫Hubcap/Center Cap,中文可能是叫做輪轂罩,但是為了跟擋住整個輪轂或者大部分輪轂的Wheel Cover區別開,我們叫它輪轂中心罩好了,因為它擋住的是輪轂的中心(Hub)。

Hubcap的作用有以下這麼幾條:

1. 防水防塵,繼而防腐蝕。從圖中可以看出,它擋住的是固定輪轂的螺栓,如題主所說,在塵土路面,Hubcap可以很大程度上將螺栓與塵土跟水隔絕開——前者積累後產生的摩擦會破壞螺栓的防銹層,後者則進一步加劇生銹。在比賽中輪轂脫落的可能性固然不大,但是在維修的時候,受腐蝕的螺栓,或者是集聚塵土的螺栓,都要費額外功夫才能擰下來。而因為Hubcap是卡在上面的(Snap-on),不是由另外的螺栓固定的(那樣就沒有意義了),所以沒有腐蝕的困擾。早期的Hubcap還有保護車輪軸承的功能。但是現在的汽車,保護軸承的Grease Cap跟Hubcap是分開的了。

Hubcap的這個作用其實在民用車上體現的更加明顯,用途也相當廣泛,因為畢竟民用車卸下輪轂的頻率要低得多,避免塵土跟潮濕的積累就顯得尤其重要:

2. 外觀作用。在賽車上體現的就更不明顯了,但是民用車的Hubcap上多有廠商的商標,多點宣傳總是沒有害處,遮擋螺栓順便起美觀作用。

3. 減少空氣阻力。這個我想多講一些。一開始的時候我認為減小空氣阻力更多的是Hubcap造成的結果而不是使用其的原因,換句話說,我當時覺得它對於空氣阻力的影響可以忽略不計。Unlim 500直線加速賽的某些車手在賽前會把車子前臉鈑金的縫隙(甚至車標)用膠布封上來減小空氣阻力,就像這樣:

但那是因為Unlim 500是一英里的直線加速賽,車子的尾速會非常高(上面那台2005馬力的LP570 UR R2的尾速是402.68km/h),再加上前臉是撞風區。拉力賽的速度本來就小很多,技巧性又這麼強,而且一般來說在前保險槓與翼子板的幫助下,車輪附近的氣流不是會被梳理的很好麼?

研究這個問題的時候跟想像的一樣麻煩…

蓋住整個輪子的Wheel Cover可以降低風阻是沒錯,

1982年,風洞測試顯示Pontiac Trans Am Firebird裝上了Wheel Cover之後阻力係數減小了0.027;1986年,密封的Wheel Cover為斯巴魯XT減小了2.75%的阻力係數;用現今的車做ABA測試(條件是高速公路上的勻速行駛),也提升了2%到5%不等的燃油經濟性。但是這畢竟不是Hubcap,這也是為什麼我在前面要說,這兩者要區分開。1982年,風洞測試顯示Pontiac Trans Am Firebird裝上了Wheel Cover之後阻力係數減小了0.027;1986年,密封的Wheel Cover為斯巴魯XT減小了2.75%的阻力係數;用現今的車做ABA測試(條件是高速公路上的勻速行駛),也提升了2%到5%不等的燃油經濟性。但是這畢竟不是Hubcap,這也是為什麼我在前面要說,這兩者要區分開。

用車身把輪子整個蓋住(其實車身蓋住車輪的部分叫Wheel Skirt),也是可以降低風阻,

1938年,加了Wheel Skirt的Adler-Jaray阻力係數下降了2.6%;1954年,風動測試顯示通用的Firebird I "Dream Car"在把四個輪子都「藏」進車身之後。阻力係數從0.335降到了0.311(7.7%),有關Wheel Skirt的實驗數不勝數。

但是有關Hubcap的卻很難找。

後來,我終於找到了一個叫做HPWizard的網站,裡面有很多模擬器,輪胎摩擦力模擬器、馬力模擬器等等,其中有一個空氣動力學的模擬器,在這個模擬器裡,選擇車子的各種特徵之後它會模擬出車子的阻力係數,在選擇「車輪」的時候,有以下這幾個選項:

左手邊是Fender(這個語境中文應該翻譯成翼子板)的種類,右邊是其對於阻力係數的貢獻。「Full Fender」就是把輪子藏進車身,下面分別是「Fender不蓋住車輪,但是輪轂有光滑平整的Hubcap」,「Fender不蓋住車輪」,「沒有翼子板(開輪,就跟方程式賽車一樣),但是輪轂有光滑平整的Hubcap」和「沒有翼子板」。在「正常」情況下,也就是翼子板不蓋住車輪,有沒有Hubcap體現在阻力係數上大概差出了0.004,這是一個什麼概念呢?我們來看下一個簡單的阻力計算公式:左手邊是Fender(這個語境中文應該翻譯成翼子板)的種類,右邊是其對於阻力係數的貢獻。「Full Fender」就是把輪子藏進車身,下面分別是「Fender不蓋住車輪,但是輪轂有光滑平整的Hubcap」,「Fender不蓋住車輪」,「沒有翼子板(開輪,就跟方程式賽車一樣),但是輪轂有光滑平整的Hubcap」和「沒有翼子板」。在「正常」情況下,也就是翼子板不蓋住車輪,有沒有Hubcap體現在阻力係數上大概差出了0.004,這是一個什麼概念呢?我們來看下一個簡單的阻力計算公式:

阻力=0.5×流體密度×速度的平方×阻力係數×車頭的投影面積阻力=0.5×流體密度×速度的平方×阻力係數×車頭的投影面積

我們用一個2㎡的投影面積(豐田普銳斯的數據),1.2kg/m3的空氣密度(20℃,氣壓101.325千帕),在60km/h的速度之下,0.004的阻力係數帶來的阻力差別是1.34牛頓。同樣條件下,一輛普銳斯的阻力係數是0.29,總空氣阻力是97牛頓——1.4%的差別。

很多人會覺得,1.4%?是不是太小了點?但是話不能這麼說,前兩條功能其實也是一樣——一個賽段能積攢多少塵土跟水?誰會去看車輪上的商標?但是這個差別大不大不是我們說了算的,只能說,車隊的技師在權衡之後認為,Hubcap的利大於弊,所以決定使用。

【唐城的回答(1票)】:

主要是為了減少風阻,跟把輪子包起來一個道理。想學習的可以看看這個視頻,講的很詳細。北京理工大學公開課:汽車氣動造型

【陳傑的回答(0票)】:

裝飾作用 路邊隨手拍的一個民用車就有罩子,雖然小了點(為毛手機客戶端永遠無法上傳圖片)

還有就是減少風阻,賽車嘛,追求的就是那點速度

還有就是保護螺栓,不會在撞擊中直接撞斷

【張之遠的回答(0票)】:

輪轂罩,通常用來減小風阻。

標籤:-汽車 -賽車 -世界拉力錦標賽(WRC)


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