Az aerodinamikai tervezés jelentősége a járműveknél

Miért van az, hogy az energiafogyasztást és a sebességet figyelembe vevő közlekedési járművek egyre esztétikusabbak a közönség számára, és simább a stílusuk? És mit jelentenek ezek az aero készletek a teherautók számára?

Marcel Dassault, a francia Dassault Aviation cég alapítója, amely vadászrepülőgépek gyártására és gyártására specializálódott, egyszer azt mondta, hogy a jól teljesítő repülőgép általában gyönyörű. Talán a "vizuálisan szép" teherautók valószínűleg üzemanyag-hatékonyabbak.

A közlekedési eszközök egyre gyorsabbá válásával a teherautók tervezése fokozatosan eljut arra a pontra, ahol a szélellenállást nem lehet figyelmen kívül hagyni.

Kutatószervezetek szerint, ha egy teherautó eléri a 88 km/órás sebességet, lóerejének körülbelül a felét használják fel a szélellenállás leküzdésére. Ez a következtetés arra kényszerítette a teherautó-gyártókat, hogy sok erőfeszítést tegyenek a szélellenállás csökkentésére.

2008 májusában a híres dél-olaszországi Nardo nagysebességű pályán egy új, körülbelül 40 tonna össztömegű Mercedes-Benz Actros 1844 LS akkori vadonatúj Guinness-rekordot állított fel – a 40- tonnás teherautó a legalacsonyabb üzemanyag-fogyasztással a világon. 12 728 kilométeres tesztelés után a jármű pofátlanul 19,44 liter/100 kilométeres üzemanyag-fogyasztást ért el!

A hatékony hajtáslánc mellett az Actros aerodinamikus kialakítása is az egyik fő tényezője egy ilyen meglepő eredménynek.

Amint a képen is láthatjuk, az Actros aerodinamikai összeállítása gazdag, a rakodódobozhoz illeszkedő tető- és oldalterelők, valamint a sima kompozit paneles raktérdoboz mellett az utánfutót is magában foglaló oldalterelők. Ezek az aerodinamikus kialakítások rendkívül lapossá teszik az Actros karosszériáját, és kevésbé érzékenyek a turbulenciára.

Leírást adunk a szélellenállást csökkentő konstrukciókról a jármű elejétől a hátsó részéig, amelyekre összpontosíthat járműválasztáskor.

● Aktív légbeszívó rács Az aktív légbeszívó rács a középső rácsban lévő rácsokra vonatkozik, amelyek a jármű működési környezetének megfelelően egymástól függetlenül nyithatók és zárhatók. Ezeket a rácsokat összekötő rudak kötik össze, amelyeket elektromos motorok vezérelnek, amelyek a fedélzeti számítógépen (ECU) keresztül vezérelve a hajtómotorokat forgatják a rácsokat.

Az aktív légbeszívó rács hatékonyan tudja szabályozni a jármű felmelegedésének sebességét, és a szélellenállás csökkentésében is szerepet játszhat.

Ha a motor alacsony hőmérsékletű környezetben van, vagy ha a motor terhelése alacsony, és nincs nagy igény a hőelvezetésre, az ECU bezárja az aktív rácsot, hogy "melegen tartsa a motort", hogy a motor elérje az optimális működést. hőmérséklet.

Amikor a motor üzemi hőmérséklete magasabb, mint az ideális hőmérséklet, az ECU kinyitja az aktív légbeszívó rácsot, nagy mennyiségű levegő áramlik a középső hálóba, elvezeti a hőt, hogy segítse a motor lehűlését. Az aktív légbeszívó rács nyitásának vagy zárásának időzítését az ECU a motor hűtőfolyadék-hőmérséklete, olajhőmérséklet, környezeti hőmérséklet, fordulatszám és egyéb tényezők alapján veszi figyelembe.

Amellett, hogy segít a motornak fenntartani az optimális üzemi hőmérsékletet, az aktív légbeömlő rács csökkenti a légellenállást az üzemanyag-megtakarítás érdekében.

A SAE Society of Automotive Engineers által 25 fokos környezeti hőmérsékleten végzett NEDC próbapadi teszt szerint az aktív légbeömlő rács körülbelül 2%-kal javíthatja az üzemanyag-fogyasztást. Az üzemanyag-fogyasztásnak ez a részleges optimalizálása főként a jármű szélellenállásának csökkentéséből fakad, amikor az aktív légbeszívó rács zárva van.

Amikor a teherautó nagy sebességgel halad, az elülső ütközésből származó szél több helyen – a tetőn, az oldalakon és az alján – átáramlik, és az elülső felület, amely közvetlenül a szélbe kerül, kritikus.

Amint a levegőáram a szívórácson át a kabinba, és a hűtőn és más szerelvényeken keresztül áramlik, összeütközik a hűtő belsejében lévő vízkő szerkezettel, óriási vezetési ellenállást hozva létre.

Amikor a légáram belép az utastérbe, nagy része kiáramlik a motortér alatti nyíláson, és összeütközik az eredetileg a jármű alatt áramló nagy sebességű légárammal, ami turbulenciát és a légellenállás növekedését okozza.

Ezért a légbeszívó rács részleges vagy teljes lezárása, amikor a jármű közepes és nagy sebességgel halad, előnyös a szélellenállás csökkentésében. Könnyen belátható, hogy a legtöbb tisztán elektromos, motor nélküli jármű miért zárt eleje.

● Tető/oldalterelők A valóságban természetesen a tető- és oldalterelők a legkönnyebben kezelhetők és vezérelhetők. A statisztikák szerint egy terelőlappal rendelkező jármű akár 4-5%-os üzemanyag-fogyasztást is megtakaríthat egy terelőlemez nélküli járműhöz képest.

Balról jobbra, monolit, kombinált és terelőterelők

A légterelő általában három kategóriába sorolható alakja szerint: integrált típus, kombinációs típus és elterelő típus.

Az Egyesült Államokban multimodális fuvarozást alkalmaznak, pótkocsijuk relatíve egységesebb, így az amerikai nehéz teherautók többnyire integrált terelőt használnak.

Az európai országokban a nemzeti viszonyok közötti különbségek miatt különbségek vannak a járművek és a rakománydobozok között, így a járműterelő leginkább az állítható kombinált terelőre épül.

Az utolsó típusú elterelő típusú terelőnek az a hatása, hogy a légáramot felfelé, illetve balra és jobbra egyszerre oszlatja el, ami hatékonyabb, ezért minden típusú teherautóban használatos. Általában a megfelelő rakománydoboznak megfelelően kell gyártani.

A gyakorlatban a fülke felső terelőjét olyan magasságra kell beállítani, amely megegyezik a pótkocsi magasságával, vagy kicsit alacsonyabban, mint amennyi. A légáramlás zökkenőmentes átmenete a fülkéből a raktérdobozba egy terelő segítségével, elkerülve, hogy a légáram közvetlenül a csomagtérre csapódjon. Minimálisra csökkenti a vezetési ellenállást, amelyet a traktor és a pótkocsi közötti légturbulencia okoz.

Fontosak az oldalterelők is, amelyek jelenléte csökkenti a távolságot a traktor és a pótkocsi között. Ez megkönnyíti a légáramlás zökkenőmentes átáramlását az elülső rész és az utánfutó közötti résen, amikor a jármű nagy sebességgel halad, jelentősen csökkentve az örvényképződés esélyét. Az oldalszél légáramlás vezetésén lévő oldalterelő nagyon jelentős, nem is gyengébb, mint a tetőterelő.

Manapság sok nyerges vontató állítható magasságú terelővel van felszerelve, és az üzemanyag-megtakarítás nagyon praktikus módja annak, hogy a terelőlap magasságát minden indulás előtt a lehető legpontosabban hozzáigazítsák a rakodódoboz magasságához.

Oldalpanelek és pótkocsi panelek

Az oldalfal nélküli teherautók légellenállása nagy a gerenda mindkét oldalán elhelyezett számos eszköznek köszönhetően, amely oldalfalak beépítésével elkerülhető.

Egyrészt csökkentheti a jármű szélnyomás-középpontját, és javíthatja a jármű oldalszélekkel szembeni ellenállását; másrészt megakadályozhatja a jármű mindkét oldalán lévő levegő beszívását a jármű alá, és csökkentheti a légáramlás felhalmozódását a jármű alatt. Ez csökkentheti a légáramlás hatását a jármű alvázának különböző kiálló részeivel, így a jármű alatti légáramlás egyenletesebb lesz, ezáltal csökken a légellenállás.

Ez a konvergáló forma, hasonlóan a repülőgép farkához, hatékonyan csökkenti a turbulenciát és a szélellenállást a csomagtér hátsó részén, tovább javítva az üzemanyag-fogyasztást.

● Hátfal

A jármű hátulja a legkönnyebben figyelmen kívül hagyható hely, de valójában az utánfutó farok és a hátfal ésszerű beállításával a légáramlás elválasztási pontja hátrafelé késleltethető, ami elősegíti a csomagtér mögötti negatív nyomású terület csökkentését.

A Mercedes-Benz által kiadott "Flying Trailer"-ben és a számos kínai gyártó által piacra dobott "Low Wind Resistance Vans and Semi-Trailers"-ben láthatjuk a "csónak alakú farokcsont" létezését. Tanulmányok kimutatták, hogy az ilyen típusú szerkezettel a légellenállás tovább csökkenthető 10-15%-kal.