12 BIEG

  • EUR 4.80
  • GBP 5.53
  • CHF 4.92

Aerodynamika. To dzięki niej Nowy Actros zużywa do pięciu procent mniej paliwa

pięciu procent mniej paliwa nowy actros

W tunelu aerodynamicznym: wiatr jak na autostradzie.


Nowy Actros zużywa do pięciu procent mniej paliwa niż jego poprzednik. Wynika to również z poprawy jego aerodynamiki. Uzyskano ją dzięki testom na komputerze, na drodze – i w tunelu aerodynamicznym.

 

Ogromna dmuchawa mogłaby się doskonale sprawdzić jako tło dla najnowszej hollywoodzkiej produkcji – i udawać silnik gigantycznego statku kosmicznego. Średnica dmuchawy osiowej wynosi 8,5 metra, a długość każdej z dziewięciu lakierowanych na czerwono łopatek 2,5 metra. Tego dnia na terenie obiektu rzeczywiście wykonywane są zdjęcia. Nie są to jednak ujęcia filmowe, lecz zdjęcia portretowe Michaela Hilgersa, szefa CAE Vehicle Functions w dziale rozwoju pojazdów użytkowych Mercedes-Benz.

W tunelu aerodynamicznym Daimler AG w Stuttgarcie-Untertürkheim Hilgers i jego koledzy w znaczny sposób przyczynili się do tego, że nowy Actros jest jeszcze bardziej aerodynamiczny, a tym samym oszczędny pod względem zużycia paliwa niż każdy z poprzednich modeli.

 

Znaczenie aerodynamiki obrazuje następująca liczba: w samochodach ciężarowych wykorzystywanych obecnie w europejskim transporcie dalekobieżnym około jedna trzecia dostępnej energii mechanicznej zużywana jest do pokonywania oporu powietrza. Im mniejszy jest ten opór, czyli im lepsza aerodynamika ciężarówki, tym mniejsze zużycie paliwa. W porównaniu do poprzedniego modelu nowy Actros umożliwia uzyskanie oszczędności zużycia paliwa sięgającej nawet pięciu procent. 1,3% to zasługa zoptymalizowanej aerodynamicznie MirrorCam, która zastępuje klasyczne lusterka zewnętrzne.


Ale na czym konkretnie polegają testy przeprowadzane przez inżynierów? W razie potrzeby dmuchawa tunelu aerodynamicznego może wygenerować strumień powietrza o prędkości do 250 kilometrów na godzinę. Na potrzeby testu pojazd jest umieszczany na płycie obrotowej ze zintegrowaną wagą. W ten sposób można symulować najróżniejsze warunki opływu powietrza.

 

„Przeprowadzamy testy w oparciu o próby losowe, aby potwierdzić poprawę aerodynamiki koncepcyjnych elementów konstrukcyjnych.” Michael Hilgers, kierownik CAE Vehicle Functions

 

Optymalizacja współczynnika cw dzięki symulacjom.


Celem takich symulacji jest optymalizacja współczynnika cw, czyli „aerodynamiki” samochodu ciężarowego. „Przeprowadzamy tu wyrywkowe testy, aby potwierdzić poprawę właściwości aerodynamicznych koncepcyjnych elementów konstrukcyjnych”, mówi Michael Hilgers, wyjaśniając podstawową procedurę. „Równolegle trwa zawsze komputerowe obliczanie przepływu: cyfrowa symulacja w oparciu o tzw. obliczeniową dynamikę płynów (Computational Fluid Dynamics, w skrócie CFD).” Wdrożone środki poprawiające aerodynamikę są weryfikowane w testach drogowych.

 

W przypadku nowego Actrosa prace w tunelu aerodynamicznym dostarczyły cennych wskazówek na temat kształtu MirrorCam, a także rozmieszczenia ramion kamery po prawej i lewej stronie kabiny kierowcy. „Pod uwagę brano górną i dolną część słupka A oraz górną część słupka B”, wyjaśnia Michael Hilgers.

 

Do testów wykorzystano prawdziwego Actrosa, którego lusterka zewnętrzne zastąpiono prototypami ramion kamery – mocując je kolejno w trzech testowanych pozycjach. Ciężarówkę umieszczono na wadze tunelu aerodynamicznego i uruchomiono dmuchawę. Waga pozwoliła inżynierom zmierzyć siłę aerodynamiczną działającą na pojazd podczas jego opływania.

Rezultat: najlepsza pozycja dla ramion kamery znajduje się na słupku A w obszarze krawędzi dachu.

 

Szukano również rozwiązania, które zapobiegałoby ograniczaniu wydajności kamer przez padające z góry rozproszone światło. Efektem tych testów jest mały daszek, w który wyposażone są ramiona MirrorCam. Inżynierowie pracowali również bardzo intensywnie nad stworzeniem nowych, wklęsłych owiewek narożnych kabiny kierowcy. Zoptymalizowane owiewki narożne również przyczyniają się do tego, że nowy Actros zużywa mniej paliwa niż każdy z jego poprzedników.

 

Niepożądane zanieczyszczenia.


Podczas testów w tunelu aerodynamicznym i w analizach CFD inżynierowie skupiali się nie tylko na obniżeniu zużycia paliwa, ale również na kwestii przywierania brudu. „Chodzi tutaj przede wszystkim o strefy istotne dla bezpieczeństwa, takie jak szyba przednia i szyby boczne oraz soczewki ramion kamery”, wyjaśnia Hilgers.

 

„Aerodynamika ma wpływ na to, ile brudu – pochodzącego z własnego samochodu i pojazdów poprzedzających – przywiera do pojazdu.”

 

Istotne znaczenie ma nie tylko praca własna specjalistów ds. aerodynamiki, ale również uzgadnianie różnych kwestii ze specjalistami w zakresie innych ważnych dziedzin, przede wszystkim z projektantami i konstruktorami. Nie wszystko, co poprawia aerodynamikę, jest pożądane z punktu widzenia wzornictwa lub możliwe do zrealizowania przez konstruktorów.

Specjaliści od aerodynamiki muszą również czasem zawetować niektóre z pomysłów swoich kolegów. „Ostatecznie jednak wszystkie zaangażowane osoby mają świadomość jednej rzeczy”, podkreśla Michael Hilgers: „zawsze chodzi o wspólne wypracowanie najlepszego rozwiązania.”


Ciekawostka.


Tunel aerodynamiczny Untertürkheim.


Tunel aerodynamiczny Untertürkheim pozostaje do dyspozycji pracowników Mercedes-Benz od 80 lat. Dzięki przemyślanym modernizacjom nadal oferuje aktualny poziom stanu techniki. Dwa silniki prądu stałego, każdy o mocy 2.500 kW, napędzają dmuchawę osiową – z tak dużą siłą, że same mogłyby wygenerować siłę wiatru na poziomie 17 stopni. Przez okrągły tunel o długości 125 metrów przepływa poziomo około 9.000 metrów sześciennych powietrza. Testowany pojazd stoi na płycie obrotowej o średnicy dwunastu metrów, tak aby można go było poddać działaniu strumienia powietrza napierającego od przodu, a także pod każdym możliwym kątem z boku. Oprócz hamowni podwoziowej w płycie obrotowej zintegrowana jest sześcioelementowa waga. Służy ona do bardzo precyzyjnego określania różnych sił, w tym siły aerodynamicznej. Siły są przenoszone na dynamometry puszkowe za pośrednictwem dźwigni i drążków, co pozwala na ich analizę.

Udostępnij:

Zapisz się do naszego newslettera