Semnificația designului aerodinamic pentru vehicule

De ce vehiculele de transport care trebuie luate în considerare pentru consumul de energie și viteza devin toate din ce în ce mai plăcute din punct de vedere estetic pentru public și mai netede în stilul lor? Și ce înseamnă acele kituri aero pentru camioane?

Marcel Dassault, fondatorul companiei franceze Dassault Aviation, specializată în fabricarea și producția de avioane de luptă, a spus odată că un avion care funcționează bine este de obicei frumos la privit. Poate că camioanele „frumoase din punct de vedere vizual” vor fi mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil.

Pe măsură ce mijloacele de transport devin din ce în ce mai rapide, designul camioanelor ajunge treptat la un punct în care rezistența vântului nu poate fi ignorată.

Potrivit organizațiilor de cercetare, atunci când un camion atinge viteze de până la 88 km/h, aproximativ jumătate din cai putere este folosit pentru a depăși rezistența vântului. Această concluzie i-a forțat pe producătorii de camioane să depună mult efort pentru reducerea rezistenței la vânt.

În mai 2008, pe celebrul circuit de mare viteză Nardo din sudul Italiei, un nou Mercedes-Benz Actros 1844 LS cu o greutate totală a vehiculului de aproximativ 40 de tone a stabilit un nou record mondial Guinness la acea vreme - 40- camion cu cel mai mic consum de combustibil din lume. După 12.728 de kilometri de testare, vehiculul a atins un consum uluitor de combustibil de 19,44 litri la 100 de kilometri!

Pe lângă sistemul de propulsie eficient, designul aerodinamic al lui Actros este, de asemenea, unul dintre contributorii majori la un rezultat atât de surprinzător.

După cum putem vedea din imagine, Actros are un ansamblu aerodinamic bogat, cu deflectoare laterale și de acoperiș care se potrivesc cu cutia de marfă și deflectoare laterale care includ remorca, pe lângă o cutie de marfă cu panou compozit neted. Aceste modele aerodinamice fac corpul Actros extrem de plat și mai puțin predispus la turbulențe.

Vă vom oferi o prezentare a modelelor care reduc rezistența la vânt, în ordinea din față spre spate a vehiculului, pe care vă puteți concentra atunci când alegeți un vehicul.

● Grila activă de admisie a aerului Grila activă de admisie a aerului se referă la grilajele din grila centrală care pot fi deschise și închise independent în funcție de mediul de funcționare al vehiculului. Aceste grile sunt conectate între ele prin biele, care sunt controlate de motoare electrice care rotesc grilele prin controlul motoarelor de antrenare prin computerul de bord (ECU).

Grila activă de admisie a aerului poate controla eficient viteza de încălzire a vehiculului și poate juca, de asemenea, un rol în reducerea rezistenței la vânt.

Atunci când motorul se află într-un mediu cu temperatură scăzută sau când sarcina motorului este scăzută și nu există o cerere mare de disipare a căldurii, ECU va închide grila activă pentru a „ține motorul cald”, astfel încât motorul să poată atinge funcționarea optimă. temperatură.

Când temperatura de funcționare a motorului este mai mare decât temperatura ideală, ECU va deschide grila activă de admisie a aerului, o cantitate mare de aer va fi turnată în plasa centrală, ia căldura pentru a ajuta motorul să se răcească. În ceea ce privește momentul deschiderii sau închiderii grilei de admisie a aerului activ, acesta este luat în considerare de ECU cu referire la temperatura lichidului de răcire a motorului, temperatura uleiului, temperatura ambiantă, viteza și alți factori.

Pe lângă faptul că ajută motorul să mențină temperaturile optime de funcționare, o grilă activă de admisie a aerului reduce rezistența aerului pentru a obține economii de combustibil.

Conform unui test pe banc NEDC efectuat de Societatea Inginerilor Auto SAE la o temperatură ambientală de 25 de grade, grila activă de admisie a aerului poate îmbunătăți economia de combustibil cu aproximativ 2%. Această optimizare parțială a consumului de combustibil rezultă în principal din reducerea rezistenței vehiculului la vânt atunci când grila activă de admisie a aerului este închisă.

Când camionul se deplasează la viteze mari, vântul de la impactul frontal va curge prin mai multe locații - acoperiș, părți laterale și partea inferioară - iar fața frontală, care este direct în vânt, este critică.

Pe măsură ce fluxul de aer trece prin grila de admisie în cabină și curge prin radiator și alte dispozitive de fixare, acesta se va ciocni cu structura de scară din interiorul radiatorului, creând o cantitate extraordinară de rezistență la conducere.

Când fluxul de aer intră în cabină, cea mai mare parte va curge din deschiderea de sub compartimentul motorului și se va ciocni cu fluxul de aer de mare viteză care curgea inițial sub vehicul, provocând turbulențe și creșterea rezistenței aerului.

Prin urmare, capacitatea de a închide parțial sau complet grila de admisie a aerului atunci când vehiculul se deplasează la viteze medii și mari este benefică pentru reducerea rezistenței la vânt. Este ușor de înțeles de ce majoritatea vehiculelor pur electrice fără motoare au un design frontal închis.

● Deflectoare de acoperiș/laterale În realitate, deflectoarele de acoperiș și laterale sunt, desigur, cele mai ușor de manevrat și controlat. Conform statisticilor, un vehicul cu deflector poate economisi până la 4-5% din consumul de combustibil în comparație cu un vehicul fără deflector.

De la stânga la dreapta, deflectoare monolitice, combinate și deviatoare

Deflectorul de aer poate fi împărțit în general în trei categorii în funcție de forma sa: tip integral, tip combinație și tip de deviere.

Statele Unite folosesc transport multimodal, dimensiunea remorcii lor este relativ mai uniformă, astfel încât camioanele grele americane folosesc în mare parte deflectorul integral.

În țările europene, din cauza diferențelor dintre condițiile naționale, există diferențe între vehicule și cutiile de marfă, astfel încât deflectorul vehiculului se bazează în mare parte pe deflectorul combinat reglabil.

Ultimul tip de deflector de tip de deviere are efectul de a dispersa fluxul de aer în sus și în partea stângă și dreaptă în același timp, ceea ce este mai eficient și, prin urmare, este utilizat în toate tipurile de camioane. De obicei, trebuie să fie fabricat conform cutiei de marfă corespunzătoare.

În practică, deflectorul superior al cabinei trebuie reglat la o înălțime egală sau puțin mai mică decât înălțimea remorcii. Tranziția lină a fluxului de aer de la cabină la cutia de marfă prin intermediul unui deflector, evitând ca fluxul de aer să lovească direct cutia de marfă. Minimizează rezistența la conducere cauzată de turbulența aerului dintre tractor și remorcă.

Deflectoarele laterale sunt de asemenea importante, iar prezența lor reduce distanța dintre tractor și remorcă. Acest lucru facilitează fluxul de aer să curgă lin prin spațiul dintre capătul din față și remorcă atunci când vehiculul se deplasează la viteze mari, reducând foarte mult șansa de formare a vortexului. Deflectorul lateral pe ghidarea fluxului de aer prin vânt transversal este foarte semnificativ, nici măcar mai slab decât deflectorul de acoperiș.

Acum multe tractoare-remorci sunt echipate cu deflectoare reglabile pe înălțime, iar potrivirea înălțimii deflectorului cu înălțimea cutiei de marfă cât mai bine posibil înainte de fiecare plecare este o modalitate foarte practică de a economisi combustibil.

Panouri laterale și panouri de remorcă

Camioanele fără panouri laterale au o rezistență mare la aer datorită numeroaselor dispozitive dispuse pe ambele părți ale grinzii, care pot fi evitate prin instalarea de panouri laterale.

Pe de o parte, poate reduce centrul presiunii vântului al vehiculului și poate îmbunătăți capacitatea vehiculului de a rezista vântului lateral; pe de altă parte, poate bloca aerul de pe ambele părți ale vehiculului să nu fie aspirat sub vehicul și poate reduce acumularea fluxului de aer sub vehicul. Acest lucru poate reduce impactul fluxului de aer cu diferite părți proeminente din șasiul vehiculului, astfel încât fluxul de aer sub vehicul să fie mai lină, reducând astfel rezistența aerului.

Această formă convergentă, similară cu cea a cozii unui avion, reduce efectiv turbulența și rezistența vântului în spatele cutiei de marfă, îmbunătățind și mai mult economia de combustibil.

● Tailboard

Spatele vehiculului este locul cel mai ușor de trecut cu vederea, dar, de fapt, setarea rezonabilă a cozisului remorcii și a tablierului poate face ca punctul de separare a fluxului de aer să fie întârziat înapoi, ceea ce conduce la reducerea zonei de presiune negativă din spatele cutiei de marfă.

În „Flying Trailer” lansat de Mercedes-Benz și „Low Wind Resistance Vans and Semi-Trailers” lansate de o serie de producători chinezi, putem observa existența „coazului în formă de barca”. Studiile au arătat că, cu acest tip de structură, rezistența aerului poate fi redusă și mai mult cu 10-15%.