Aerodinamika ima značajan i mjerljiv utjecaj na potrošnju goriva ili električne energije u modernim automobilima, posebno pri većim brzinama. U mnogim stvarnim uvjetima, to je jedan od dominantnih čimbenika koji određuju koliko goriva (ili energije) vozilo koristi.

Zašto je aerodinamika važna?

Kada se automobil kreće, mora prevladati aerodinamički otpor, koji se brzo povećava s brzinom. Sila otpora ovisi o:

• Koeficijentu otpora (Cd) – koliko je automobil aerodinamičan
• Prednjoj površini (A) – koliko je velika sprijeda
• Brzini (v) – otpor raste s kvadratom brzine

Zbog ovog odnosa, mala aerodinamička poboljšanja mogu donijeti nesrazmjerno velike uštede goriva pri brzinama na autocesti.

Kvantificiranje utjecaja

Pri gradskim brzinama (ispod ~50 km/h) aerodinamika igra manju ulogu, a dominiraju otpor kotrljanja, masa vozila i vožnja s čestim zaustavljanjem i kretanjem. Aerodinamika u ovom slučaju čini otprilike 10–20 posto ukupnih gubitaka energije.

Pri brzinama na autocesti (90–130 km/h) aerodinamika postaje primarni faktor gubitka energije. Tipično se 50–70 posto potrošnje goriva troši na prevladavanje otpora zraka. Iznad brzine od ~100 km/h, otpor se povećava brže od povećanja učinkovitosti motora.

Praktični učinci potrošnje goriva

Na modernim automobilima smanjenje Cd za 0,01 (npr. s 0,30 na 0,29) rezultira s ~1–2 posto nižom potrošnjom goriva na autocestama.

Krovne kutije ili nosači negativno doprinose s 5–25 posto potrošnje goriva pri brzinama na autocesti. Recimo i to kako otvoreni prozori pri velikoj brzini često negativnije utječu na potrošnju goriva nego kod korištenja klima uređaja.

Napomenimo da je opći konsenzus kako niži, širi automobili općenito troše manje goriva pri brzini od viših vozila (SUV-ovi, kombiji).

Poboljšanja dizajna modernih automobila

Proizvođači aktivno optimiziraju aerodinamiku automobila korištenjem: glatkog (ravnog) podvozja, aktivnih poklopaca prednje rešetke, aerodinamičnih kotača, stražnjih difuzora i spojlera (za smanjenje otpora, a ne potisne sile), bočnih retrovizora s kamerama (u zemljama gdje je to legalno).

Kao rezultat toga, mnogi moderni obiteljski automobili sada postižu vrijednosti Cd od 0,22–0,28, u usporedbi s 0,35–0,45 za tipične automobile u 1980-ima i 1990-ima.

Kako aerodinamika utječe na električna i hibridna vozila?

Aerodinamika je još važnija za električna vozila jer nema otpadne topline iz motora, no ograničena je energija baterije. Pri velikoj brzini na autocesti, otpor zraka dominira gubitkom dometa. Povećanje aerodinamičkog otpora od 10 posto može smanjiti domet električnog vozila na autocesti za 7–10 posto.

Što nam govore ove činjenice o aerodinamici modernih automobila

Aerodinamika ima ograničen utjecaj u gradskoj vožnji, no kad vozilom izađemo na autocestu i vozimo povećanom brzinom aerodinamika je najvažniji faktor kad je riječ o potrošnji goriva ili električne energije.

Stoga treba reći kako se poboljšanja otpora zraka od samo nekoliko postotaka mogu izravno prevesti u stvarne uštede goriva i emisija CO2.