Äntligen har bilars vikt och storlek kommit in på allvar i mediedebatten. Därför lyfter vi fram ämnet aerodynamik och synliggör karossformens betydelse för allas körekonomi och våra val för minsta möjliga miljöpåverkan.
I en föregående artikel år 2024 gick jag igenom grunderna för aerodynamik kring bilar med några exempel.
Luftmotstånd
En smal, låg och lång bil (en klassisk sedan) med släta detaljer har lägre luftmotstånd än en bred, hög och kort bil med stora speglar och ojämna ytor (en stadsjeep).
Det är inte alltid tydligt hur man i artikeltexter använder begreppet drag koefficient, Cd. När tvärsnittsarean inkluderas, alltså CdA, är det mer intressant i effektivitetssammanhang. En Volvo 240 och en Toyota Prius kan ha lika tvärsnittsareor (A) men Toyotan mycket bättre Cd. En Hummer H3 SUV och en Range Rover Velar har lika tvärsnittsareor men den senare bättre Cd med en mer genomarbetad form. I det motsatta perspektivet har en motorcykel med förare en liten tvärsnittsarea men högt Cd. Forskningen inom ämnet kan visa på detaljerade genomlysningar.
Bilens form
Den vanliga idén om en aerodynamisk bil är att den har en låg vass front. Det stämmer om man skall köra fort och få tryck neråt på hjulen vilket ger bättre väghållning och kurvtagning i farter över 100 kmh, som på racerbilar och detta kallas för downforce.
Den aerodynamiska effekt man behöver för att få en energisnål bil är till stora delar en annan än för racerbilen, här är lågt luftmotstånd viktigast. Om vi vill komma långt med energin i vår bil är det klokt att köra i farter under 100 kmh. En förbränningsmotorbil går snålast i runt 70 kmh, en elbil neråt 30–40 kmh. Ja faktiskt cykelfart! På tal om cykel så kan en riktigt hal bilkaross ha lägre CdA än en cyklist trots att tvärsnittsarean (A) på bilen är väsentligt större. Det blir komplicerat eller hur? Men testar man vad som sker med handens olika former ut genom sidorutan (se föregående artikel) blir det tydligare vad fartvinden gör.
En droppe på väg
I de allra flesta hastigheter vi åker i, är en form som liknar en droppe bäst. Alltså bilen kan istället vara ganska trubbig fram men spetsigare baktill. Här är huvudfaktorn tvärsnittsarean alltså en ”brödskiva” skuren på mitten av bilen, ”limpan” eller ”droppen” där den är som högst och bredast. Den skall pressas genom luften och ju mindre denna teoretiska yta är desto bättre. För att ungefärligt kunna jämföra bilar kan vi nöja oss med en vinkelrät rektangel med bilens höjd multiplicerad med bredden vilket ger en jämförbart ytvärde på tvärsnittet bilar emellan då sidorutans lutning är ungefär den samma för de flesta bilar. Rektangelarean blir ett bra jämförelsetal för tvärsnittsarea, till exempel Tesla Model 3 har ett tal på 2,78 m2 (bredd 193 cm x höjd 144 cm). Volvo EX30 2,85 m2. Att exakt mäta tvärsnittsarean kräver andra metoder.
Flera faktorer
Sedan spelar en rad andra faktorer in. Hjuldiameter, däckbredd, hjulhusutformning, luftflöde i motorrummet och markfrigång varierar. Att denna utformning också samspelar på olika sätt kring bilkarosser komplicerar, några andra faktorer som slät undersida, spoilers undertill osv. Sidvindseffekt och även sidvindskänslighet är ett speciellt kapitel för bildesign, men jag har erfarit att lane assist systemen tar bort denna aerodynamiska känslighet bra, på dagens bilar.
Om man vill välja en bil som är aerodynamiskt effektiv kan man titta på de här grundläggande delarna:
- Tvärsnittsarea, förenklad
- Karossavslut (längd, spoiler, tvärsnittsyta, bakstam/bakre vakuum osv)
- Gränsskiktet, karossjämnhet, utstickande detaljer, skarvar osv
- Hjul diameter o bredd, hjulhusutformning
För valet av ett snålt (el-)fordon har vi förstås flera andra faktorer som fordonsvikt, drivlineeffektivitet, komfortsystemeffektivitet – t ex värmepump eller inte – som är några av många faktorer för hur väl bilen använder energin vi har med oss ombord. Sist men inte minst handlar det mycket om hur mjukt du kör och hur fort du kör, ditt beteende.
Tips till Tesla
Vilken bil har bra aerodynamik? Första gången jag tittade på en Tesla Model 3 var i Kalifornien för åtta år sedan. Karossen har många rätt vad gäller att röra sig effektivt genom luften. Dessutom ser den ut att ge bra stabilitet i högre farter – vem som nu behöver det. I den framtid jag skulle önska har Tesla tagit stora steg vad gäller aerodynamiken med mindre, smalare och delvis täckta hjul, mindre tvärsnittsarea och varför inte rejält variabel markfrigång för att göra insteget lättare i bilarna med mindre tvärsnittsarea.
Bygg lätt
Ja och så är det mitt mantra – bygg lättare bilar. Då kommer downforce och sidvindseffekter vara viktigt i ganska låga farter och det är nya problem som behöver lösas när man inte längre har 2–3 ton massa. Spännande problem som behöver lösas kanske med dynamiska rörliga karosser, inte bara utfällbara spoilers.
Ett köptips
Min egen kandidat för en relativt miljöbra elbil är en Ioniq Electric årsmodell 2020.
Relativt låg kaross med bra kompromiss för bakrutevinkel, bakstamsyta och spoiler. Men bilen är ganska kort och dessutom bred vilket inte är en fördel jämfört med Toyota Prius med liknande sidoprofil som är ca 5 cm smalare och 5 cm längre. Frontytorna är inte de vackraste men väl genomtänkta. Hjulen är relativt smala och sitter rätt i karossen. Bilen går att köra riktigt snålt och är kanske den miljöbästa bilen på den svenska marknaden i realiteten. Och lite mer cirkulärt än att köpa en ny bil för det finns ett stort utbud på begagnatmarknaden till bra priser. Vi kör vår Ioniq året runt utan att frysa eller svettas, stad o landsväg på 11,5 kWh /100 km, inte 13,8 som är det officiella WLTP talet!
/Per Gyllenspetz
Läs mer
Per Gyllenspetz: Aerodynamik del 1
Vinjettbild: En blåsig dag på Venice Beach i Kalifornien
