Betydelsen av aerodynamisk design för fordon

Varför är det så att transportfordon som måste beaktas för energiförbrukning och hastighet alla blir mer estetiskt tilltalande för allmänheten och smidigare i sin stil? Och vad betyder dessa aero-kit för lastbilar?

Marcel Dassault, grundare av det franska företaget Dassault Aviation, som specialiserat sig på tillverkning och tillverkning av stridsflygplan, sa en gång att ett flygplan som presterar bra brukar vara vackert att se på. Kanske är "visuellt vackra" lastbilar sannolikt mer bränslesnåla.

I takt med att transportmedlen blir snabbare och snabbare, når konstruktionen av lastbilar gradvis en punkt där vindmotståndet inte kan ignoreras.

Enligt forskningsorganisationer, när en lastbil når hastigheter på upp till 88 km/h, används ungefär hälften av dess hästkrafter för att övervinna vindmotstånd. Denna slutsats har tvingat lastbilstillverkarna att lägga mycket kraft på att minska vindmotståndet.

I maj 2008, på den berömda höghastighetsbanan Nardo i södra Italien, satte en ny Mercedes-Benz Actros 1844 LS med en totalvikt på cirka 40 ton ett helt nytt Guinness världsrekord vid den tiden - 40- ton lastbil med den lägsta bränsleförbrukningen i världen. Efter 12 728 kilometers testning uppnådde fordonet en häpnadsväckande bränsleförbrukning på 19,44 liter per 100 kilometer!

Förutom den effektiva drivlinan är Actros aerodynamiska design också en av de största bidragsgivarna till ett så överraskande resultat.

Som vi kan se på bilden har Actros en rik aerodynamisk sammansättning, med tak- och sidodeflektorer som matchar lastlådan, och sidodeflektorer som inkluderar släpet, förutom en slät kompositpanellastlåda. Dessa aerodynamiska design gör Actros-kroppen extremt platt och mindre benägen för turbulens.

Vi ger dig en sammanfattning av designen som minskar vindmotståndet i ordning från fordonets framsida till baksida, som du kan fokusera på när du väljer ett fordon.

● Aktivt luftintagsgallret Det aktiva luftintagsgallret avser gallren i mittgallret som kan öppnas och stängas oberoende av fordonets driftsmiljö. Dessa galler är sammankopplade med vevstakar, som styrs av elmotorer som roterar gallren genom att styra drivmotorerna genom färddatorn (ECU).

Det aktiva luftintagsgallret kan effektivt kontrollera hastigheten för uppvärmning av fordonet och kan också spela en roll för att minska vindmotståndet.

När motorn är i en lågtemperaturmiljö eller när motorbelastningen är låg och det inte finns något stort behov av värmeavledning, kommer ECU:n att stänga det aktiva gallret för att "hålla motorn varm" så att motorn kan nå optimal drift temperatur.

När motorns driftstemperatur är högre än den ideala temperaturen öppnar ECU:n det aktiva luftintagsgallret, en stor mängd luft hälls in i mittnätet, tar bort värmen för att hjälpa motorn att svalna. När det gäller tidpunkten för att öppna eller stänga det aktiva luftintagsgallret, beaktas det av ECU:n med hänvisning till motorns kylvätsketemperatur, oljetemperatur, omgivningstemperatur, hastighet och andra faktorer.

Förutom att hjälpa motorn att hålla optimala driftstemperaturer, minskar ett aktivt luftintagsgaller luftmotståndet för att uppnå bränslebesparingar.

Enligt ett NEDC-bänktest utfört av SAE Society of Automotive Engineers vid en omgivningstemperatur på 25 grader, kan det aktiva luftintagsgallret förbättra bränsleekonomin med cirka 2 %. Denna partiella optimering av bränsleförbrukningen härrör huvudsakligen från minskningen av fordonets vindmotstånd när det aktiva luftintagsgallret är stängt.

När lastbilen färdas i höga hastigheter kommer vinden från den främre stöten att flöda genom flera platser - taket, sidorna och botten - och frontytan, som är direkt i vinden, är kritisk.

När luftflödet passerar genom insugningsgallret in i kabinen och strömmar genom kylaren och andra armaturer, kommer det att kollidera med skalstrukturen inuti kylaren, vilket skapar ett enormt körmotstånd.

När luftflödet kommer in i kabinen kommer det mesta att flöda ut ur öppningen under motorrummet och kollidera med det höghastighetsluftflöde som ursprungligen flödade under fordonet, vilket orsakar turbulens och ökar luftmotståndet.

Därför är möjligheten att helt eller delvis stänga luftintagsgallret när fordonet färdas i medelhöga och höga hastigheter för att minska vindmotståndet. Det är lätt att förstå varför de flesta rena elfordon utan motorer har en sluten frontände.

● Tak-/sidoriktare I verkligheten är tak- och sidodeflektorerna naturligtvis de enklaste att manövrera och kontrollera. Enligt statistik kan ett fordon med deflektor spara upp till 4-5 % i bränsleförbrukning jämfört med ett fordon utan deflektor.

Från vänster till höger, monolitiska, kombinerade och avledande deflektorer

Luftriktaren kan generellt delas in i tre kategorier efter dess form: integraltyp, kombinationstyp och avledningstyp.

USA använder multimodala transporter, deras släpvagnsstorlek är relativt mer enhetlig, så de amerikanska tunga lastbilarna använder mestadels den inbyggda deflektorn.

I europeiska länder, på grund av skillnaderna i nationella förhållanden, finns det skillnader mellan fordon och lastlådor, så fordonsdeflektorn är mestadels baserad på den justerbara kombinerade deflektorn.

Den sista typen av avledningstyp har effekten att sprida luftflödet uppåt och till vänster och höger sida samtidigt, vilket är mer effektivt och därför används i alla typer av lastbilar. Vanligtvis måste den tillverkas enligt motsvarande lastlåda.

I praktiken bör hyttens övre deflektor justeras till en höjd som är lika med eller något lägre än släpets höjd. Smidig övergång av luftflödet från hytten till lastlådan med hjälp av en deflektor, vilket undviker att luftflödet träffar lastlådan direkt. Minimerar körmotståndet orsakat av luftturbulens mellan traktor och släp.

Sidodeflektorer är också viktiga, och deras närvaro minskar avståndet mellan traktor och släp. Detta gör det lättare för luftflödet att flöda smidigt genom springan mellan fronten och trailern när fordonet färdas i höga hastigheter, vilket avsevärt minskar risken för virvelbildning. Sidodeflektorn på sidovindsluftflödesstyrningen är mycket betydelsefull, inte ens svagare än takdeflektorn.

Nu är många traktorsläp utrustade med höj- och sänkbara deflektorer, och att matcha höjden på deflektorn med höjden på lastlådan så bra som möjligt före varje avgång är ett mycket praktiskt sätt att spara bränsle.

Sidopaneler och trailerpaneler

Lastbilar utan sidopaneler har ett stort luftmotstånd på grund av de många anordningar som är anordnade på båda sidor av balken, vilket kan undvikas genom att installera sidopaneler.

Å ena sidan kan det minska fordonets vindtryckscentrum och förbättra fordonets förmåga att motstå sidovindar; å andra sidan kan det blockera luften på båda sidor av fordonet från att sugas under fordonet och minska luftflödet under fordonet. Detta kan minska påverkan av luftflödet med olika utskjutande delar i fordonschassit, så att luftflödet under fordonet blir jämnare och därigenom minskar luftmotståndet.

Denna konvergerande form, liknande den hos ett flygplans svans, minskar effektivt turbulens och vindmotstånd på baksidan av lastlådan, vilket ytterligare förbättrar bränsleekonomin.

● Bakstycke

Den bakre delen av fordonet är den plats som är lättast att förbise, men i själva verket kan den rimliga inställningen av släpvagnens bakdel och baklucka göra att luftflödessepareringspunkten fördröjs bakåt, vilket bidrar till att minska området med undertryck bakom lastlådan.

I "Flying Trailer" släppt av Mercedes-Benz och "Low Wind Resistance Vans and Semi-Trailers" som lanserats av ett antal kinesiska tillverkare kan vi se förekomsten av det "båtformade svanskotan". Studier har visat att med denna typ av struktur kan luftmotståndet minskas ytterligare med 10-15%.