換了輕量化鋁圈反而更耗油?高速跑不快的空氣力學真相
在改裝界流傳著一句金科玉律:「簧下一公斤,簧上十公斤」。因此,許多車主為了提升性能與油耗,第一步往往是換上昂貴的輕量化鍛造鋁圈(如 BBS RI-D 等神物)。
然而,這可能是一個昂貴的誤解。改裝帥氣的「鏤空」輕量化鋁圈,在高速行駛時很有可能讓你更耗油,甚至讓車子跑不快。
這篇文章彙整了專業車友的討論與頂級賽事的趨勢,帶你了解為何連 F1 賽車都要把輪圈封起來。
1. 核心觀念:市區看重量,高速看風阻
要探討油耗與動力,必須先區分車輛行駛的兩種狀態:
- 市區起步(低速):重量是關鍵 在頻繁起步、煞車的市區,輕量化鋁圈確實能降低轉動慣量,讓你感覺起步輕快、油門反應靈敏。這符合 $F=ma$ 的物理定律。
- 高速巡航(高速):風阻是惡夢
一旦時速超過 100km/h,情況就完全逆轉。風阻與速度的平方成正比。
- 時速 50 km/h 時:風阻只佔阻力來源的 4-5%。
- 時速 160-200 km/h 時:風阻高達總阻力的 80%。
結論: 如果你常跑高速公路,重量的影響微乎其微,空氣力學(Aerodynamics)才是決定油耗與尾速的絕對關鍵。
2. F1 賽車的啟示:為什麼最快的車要把輪圈封死?
如果你有關注近年來的 Formula 1 (F1) 賽事,你會發現自 2022 年新規則實施後,所有賽車的輪圈上都多了一層 「輪圈蓋」(Wheel Covers),將輪框封得密不透風。
為什麼代表汽車科技頂點的 F1 要這樣做?
- 輪胎是巨大的亂流製造機:高速旋轉的輪胎與輪圈,是整台車空氣力學中最混亂的區域。
- 鏤空輪圈 = 強力攪拌器:傳統的賽車輪圈雖然輕,但在高速旋轉時,輻條(Spokes)就像電風扇的葉片一樣,會將空氣向外攪動,產生強烈的「外洗氣流」(Outwash) 與亂流。
- 封閉是為了整流:F1 引入輪圈蓋,目的就是為了抑制這些亂流,減少空氣阻力,並讓後方車輛不受亂流干擾。
這給我們的啟示是: 連追求極致速度的 F1,都為了空氣力學而犧牲了輪圈的散熱與輕量化(加蓋子變重),選擇將輪圈「封起來」。那麼,我們在民用車上換裝大開口的鏤空鋁圈,豈不是在跟空氣力學作對?
3. 改裝鋁圈的隱形殺手:「通風阻力」
許多改裝鋁圈為了追求「帥氣」與「輕量化」,通常具備以下特徵:細長爪型、深凹造型 (Concave)、大開口設計。
這些設計在高速公路上會產生嚴重的 「通風阻力」(Ventilation Drag):
- 攪動空氣:鏤空的爪子在高速旋轉時,就像四個巨大的攪拌器掛在車側,不斷消耗引擎動力去攪動空氣。
- 增加風阻:這解釋了為什麼很多人換了輕量化框,在定速 120km/h 時油門反而要踩得更深,油耗變差,因為引擎需要輸出更多動力來克服輪圈產生的風阻。
4. 原廠鋁圈「醜」得有道理
回頭看看 Porsche Cayenne、Taycan 或是 Tesla 的原廠鋁圈,常被嫌棄「又重又呆」、「像塑膠蓋」。但其實它們經過了精密的風洞測試:
- 平整化設計:輪圈蓋幾乎是平的,減少撞風面積。
- 遮外不遮內:肋條設計由內向外變寬,盡量遮住輪圈外圍(切線速度最快、風阻最大區域)。
- 螺絲隱藏:減少任何可能產生亂流的凸起。
雖然這些原廠框很重,但在高速巡航時,它們優異的低風阻特性,反而比那些昂貴的輕量化改裝框更省油、跑得更順。
5. 總結:改裝前的自我評估
在掏錢改裝之前,請先審視你的用車環境:
- 市區通勤族:輕量化鏤空鋁圈沒問題,起步輕快,油耗可能持平或微幅變好。
- 高速公路族 / 性能追求者:如果你在意高速油耗,或是追求極速表現,請三思。換裝大開口的輕量化鋁圈,很可能讓你面臨「起步快一點點,但高速重拖且耗油」的窘境。
給玩家的建議: 如果你真的要換框,又想兼顧高速表現,可以參考 F1 與電動車的設計邏輯——選擇造型較平整、輻條較寬、外圍較封閉的款式。畢竟在空氣力學面前,重量有時候真的不是最重要的。