Khi chi phí xăng dầu tăng, các nhà sản xuất ô tô ngày càng chăm chút hơn trong việc thiết kế ô tô của họ sao cho tiết kiệm nhiên liệu.
Tính năng khí động học của ô tô
Một khía cạnh của thiết kế ô tô góp phần tiết kiệm nhiên liệu là hiệu suất khí động học - nói cách khác, đảm bảo một chiếc ô tô đáp ứng được ít lực cản nhất có thể từ không khí mà nó đi qua. Càng hiệu quả về mặt khí động học, nó sẽ càng sử dụng ít nhiên liệu hơn để di chuyển ở bất kỳ tốc độ nào. Khi ô tô di chuyển càng nhanh, điều quan trọng là phải giữ cho lực cản không khí - lực cản ở mức tối thiểu.
Hiệu quả khí động học của hình dạng ô tô được đo bằng đồng hiệu quả của lực cản (thường được gọi là hình Cd của nó). Ví dụ, một tấm phẳng được giữ ở góc phải với luồng không khí có Cd là 1,25, trong khi các hình dạng ô tô sản xuất hiệu quả nhất tại thời điểm này có Cd khoảng 0,28.
Tuy nhiên, con số Cd này không thể được sử dụng để tính toán lực cản động học của ô tô vì nó không tính đến diện tích phía trước của ô tô. mặt trước.
Một chiếc ô tô cỡ lớn và một mô hình tỷ lệ của cùng một thứ sẽ có cùng con số Cd, nhưng phiên bản lớn hơn sẽ cần nhiều sức mạnh hơn để đẩy nó đạt tốc độ vì diện tích phía trước của nó lớn hơn.
Vì lý do này, con số quan trọng là CdA (hệ số kéo theo diện tích phía trước), cho biết tổng lực cản tác động lên thân xe. Vì vậy, nếu bạn đang so sánh hai chiếc xe, bạn phải so sánh con số CdA khác với Cd.
Các nhà sản xuất ô tô sử dụng đường hầm gió để xem các nguyên mẫu ô tô của họ hoạt động như thế nào. Trong đường hầm gió, chiếc xe được thả neo xuống và một luồng không khí được thổi vào nó để mô phỏng các điều kiện mà chiếc xe sẽ đáp ứng khi lái tiếp.
Xe được kết nối với các thiết bị ghi lại mức độ tạo ra lực xuống hoặc lực nâng ở mỗi đầu xe. Có thể nhìn thấy luồng không khí đi qua xe hơi bằng cách gắn những chùm len nhỏ vào thân xe hoặc bằng cách thổi một luồng khói qua nó.
Trong cả hai trường hợp, đường đi của gió khi nó lướt qua xe có thể ảnh hưởng bởi cách thức hoạt động của len hoặc khói. Khói cũng thể hiện hành vi của không gian phía trước và phía sau xe. Các búi len tự sắp xếp dọc theo đường của luồng không khí trên cơ thể nhưng không thể hiển thị hành vi của không khí ở phía trước hoặc phía sau xe.
Mô hình hoặc ô tô trong đường hầm gió có thể được xoay tròn ở nhiều góc độ khác nhau theo luồng gió để các kỹ sư có thể thấy hình dạng cơ thể hoạt động như thế nào khi nghiêng sang một bên.
Tâm áp suất là điểm tác dụng trên thân xe nơi tác động của gió. Vị trí tương đối của tâm áp suất của ô tô và trọng tâm của nó (điểm bên trong ô tô mà trọng lực tác động hiệu quả) rất quan trọng trong việc xác định độ ổn định của ô tô. trọng tâm, một luồng gió bên sẽ có xu hướng làm xe chệch hướng (bên phải). Ô tô ổn định nhất khi trọng tâm nằm phía trước trọng tâm một chút, như trường hợp ô tô dẫn động cầu trước trong đó phần lớn trọng lượng hướng về phía trước. 
Chiều cao tương đối của hai yếu tố này cũng rất quan trọng. Nếu trọng tâm và trọng tâm đều ở trên cao của ô tô, thì một luồng gió bên hông có thể làm ô tô lăn và trong trường hợp nghiêm trọng có thể bị lật. 
Khi ô tô được đặt trong đường hầm gió, lực cản của ô tô được đo bằng lượng lực mà ô tô tác dụng lên các bánh xe được neo xuống khi gió thổi qua nó. Khi các sửa đổi được thực hiện, các tác động lên lực cản có thể được đo lường và ghi lại.
Thông thường, các nhà thiết kế của ô tô sẽ tạo ra một nguyên mẫu trông như thể nó sẽ dễ dàng trượt trong không khí, nhưng một khi các thiết bị như cửa hút gió và tay nắm cửa được thêm vào, hiệu quả sẽ giảm xuống.
Một số tính năng giúp điều hòa luồng không khí có thể được nhìn thấy trên những chiếc xe như Vauxhall Astra. Astra có phần mũi thấp, dốc êm ái để cắt ngang không khí, kính chắn gió gần như thẳng hàng với thân xe xung quanh để luồng không khí không bị xáo trộn, cửa sổ bên cũng liền với thân xe và bánh xe với đường viền tối thiểu. Chú ý đến các chi tiết như lõm vào tay nắm cửa và gương chiếu hậu bên ngoài thẳng hàng giúp giảm lực cản khí động học bằng cách cho phép không khí lưu thông trơn tru hơn và giảm xu hướng hình thành xoáy nước.
Các kỹ thuật khác được sử dụng trên những chiếc ô tô khí động học hiện đại bao gồm điều chỉnh cần gạt nước kính gió dưới tấm chắn gió khi không sử dụng, có đèn pha bật lên phù hợp với mũi xe khi tắt máy và hạn chế các rãnh nước nhô cao xung quanh các mép của nóc xe. Bằng cách chú ý đến từng chi tiết, luồng không khí thậm chí có thể được tạo ra để giữ cho thấu kính đèn sau luôn trong sạch.
Luồng không khí tốt có nghĩa là xe lướt qua bầu khí quyển với sự xáo trộn tối thiểu trong khi vẫn ổn định. Cần một lượng lực nhất định ở hai đầu thân xe để ổn định, nhưng lý tưởng nhất là bất kỳ nhiễu động nào xảy ra ở phía sau đuôi xe — điều này cũng giúp giữ cho xe luôn sạch sẽ.
Các đường hầm gió sử dụng một chiếc quạt lớn được điều khiển bởi động cơ để hút một luồng không khí đi qua một chiếc ô tô để mô phỏng việc lái xe trong không khí tĩnh ở tốc độ cao. Chiếc xe nằm trên các miếng đệm nhạy cảm với áp suất ở giữa đường hầm và một màn hình quan sát ở bên cạnh đường hầm cho phép các kỹ sư xem những gì đang diễn ra.
Khi một chiếc xe đang được phát triển để sản xuất, một số tính chất khí động học của thiết kế ban đầu thường bị mất đi. Đôi khi những thay đổi được thực hiện vì lý do chi phí. Ví dụ, việc lắp một tấm chắn sáng mịn có thể cải thiện hiệu suất của hình dạng ô tô, nhưng tấm nền này sẽ tốn thêm tiền để sản xuất và có thể khiến việc tiếp cận các bộ phận như hộp số trở nên khó khăn hơn.
Trong những trường hợp khác, những cân nhắc thực tế, chẳng hạn như sự cần thiết phải phù hợp với kích thước rộng hơn, có thể khiến chiếc xe kém tính khí động học hơn so với nguyên mẫu kiểu dáng mỏng. Nếu xe hơi được sản xuất hàng loạt, doanh số của nó có thể bị kìm hãm nếu nó bao gồm các tính năng quá xa lạ.
Một ví dụ về điều này là bánh trước được thiết kế hợp lý (faired-in k) của xe Ford'sconcept, chiếc Probe. Sierra, trông rất giống với Probe nhưng không có bánh trước, được bán chậm cho đến khi công chúng quen với nó. Nếu nó có bánh trước, doanh số bán hàng có thể sẽ bị kìm hãm hơn nữa.
Tương đối dễ thiết kế một chiếc xe sẽ lướt trong không khí theo đường tầm nhìn khi không có gió thổi, nhưng khó hơn để đảm bảo rằng chiếc xe sẽ ổn định khi có gió thổi từ bên hông hoặc khi nó đang vào cua ở tốc độ cao, điều này tạo ra một lực tác động lên thành xe.
Có một điểm lý thuyết ở bên hông ô tô được gọi là trung tâm áp suất, nơi áp suất gió tác động hiệu quả. Bằng cách chú ý đến trọng tâm của áp suất và sự cân bằng của lực, các kỹ sư có thể thiết kế những chiếc xe ổn định hơn.
Ví dụ, nếu tâm của áp suất cao hơn trọng tâm của ô tô, một luồng gió bên sẽ làm ô tô lăn và cố gắng đẩy nó ra khỏi đường. Nếu trọng tâm của lực ép nằm ngay phía trước trọng tâm của ô tô, thì một luồng gió mạnh và gió giật mạnh sẽ làm ô tô cố gắng quay vòng về phía trước trọng tâm.
Tuy nhiên, vị trí của trung tâm áp suất thay đổi theo những thay đổi trong tốc độ của xe, và trong một số trường hợp, thậm chí có thể thay đổi để nó ở phía trước của chính mình. Giải pháp đầu tiên là đảm bảo rằng trọng tâm của ô tô hướng về phía trước. Đây là một trong những lý do giải thích cho sự phổ biến của cách bố trí bánh trước, có trọng lượng nghiêng về phía trước.
Trung tâm của áp suất cũng có xu hướng bị lùi xa hơn nếu có khu vực thân xe dồn về phía sau xe. Một số chiếc xe đua của hãng đã có những chiếc vây đuôi giúp cải thiện sự ổn định ở tốc độ bằng cách tăng khoảng sáng gầm xe về phía sau. Đường nắp ca-pô thấp, dốc giúp không khí xuyên thấu tốt cũng giúp giảm bớt khu vực bên hông phía trước xe.
