Značaj aerodinamičkog dizajna za vozila

Zašto transportna vozila koja treba uzeti u obzir u pogledu potrošnje energije i brzine postaju estetski ugodnija za javnost i uglađeniji u svom stilu? A šta ti aero kompleti znače za kamione?

Marcel Dassault, osnivač francuske kompanije Dassault Aviation, koja je specijalizovana za proizvodnju i proizvodnju borbenih aviona, jednom je rekao da je avion koji dobro radi obično lijep za gledanje. Možda će "vizuelno lijepi" kamioni vjerovatno biti štedljiviji.

Kako transportna sredstva postaju sve brža i brža, dizajn kamiona postepeno dostiže tačku u kojoj se otpor vjetra ne može zanemariti.

Prema istraživačkim organizacijama, kada kamion dostigne brzinu do 88 km/h, oko polovina njegovih konjskih snaga se koristi za savladavanje otpora vjetra. Ovaj zaključak je natjerao proizvođače kamiona da ulože mnogo truda u smanjenje otpora vjetra.

U maju 2008. godine, na poznatoj stazi velikih brzina Nardo u južnoj Italiji, novi Mercedes-Benz Actros 1844 LS sa bruto težinom vozila od oko 40 tona postavio je potpuno novi Guinnessov svjetski rekord u to vrijeme - 40- kamion sa najnižom potrošnjom goriva na svijetu. Nakon 12.728 kilometara testiranja, vozilo je postiglo zapanjujuću potrošnju goriva od 19,44 litara na 100 kilometara!

Pored efikasnog pogonskog sklopa, aerodinamički dizajn Actrosa je takođe jedan od glavnih doprinosa tako iznenađujućem rezultatu.

Kao što vidimo sa slike, Actros ima bogatu aerodinamičku montažu, sa krovnim i bočnim deflektorima koji odgovaraju tovarnom sanduku, i bočnim deflektorima koji uključuju prikolicu, pored glatke kompozitne ploče teretnog sanduka. Ovi aerodinamični dizajni čine telo Actros izuzetno ravnim i manje podložnim turbulencijama.

Dat ćemo vam pregled dizajna koji smanjuju otpor vjetra u redoslijedu od prednjeg do stražnjeg dijela vozila, na koje se možete fokusirati prilikom odabira vozila.

● Aktivna rešetka za usis vazduha Aktivna rešetka za usis vazduha se odnosi na rešetke u središnjoj rešetki koje se mogu otvarati i zatvarati nezavisno u zavisnosti od radnog okruženja vozila. Ove rešetke su međusobno povezane pomoću klipnjača, kojima upravljaju elektromotori koji rotiraju rešetke upravljajući pogonskim motorima preko trip kompjutera (ECU).

Aktivna rešetka za usis vazduha može efikasno kontrolisati brzinu zagrevanja vozila, a takođe može igrati ulogu u smanjenju otpora vetra.

Kada je motor u okruženju niskih temperatura ili kada je opterećenje motora nisko i nema velike potražnje za rasipanjem topline, ECU će zatvoriti aktivnu rešetku kako bi "održavao motor toplim" tako da motor može postići optimalan rad temperaturu.

Kada je radna temperatura motora viša od idealne temperature, ECU će otvoriti aktivnu rešetku za usis zraka, velika količina zraka će se uliti u središnju mrežicu, oduzeti toplinu kako bi se motor ohladio. Što se tiče vremena otvaranja ili zatvaranja aktivne rešetke za usis zraka, ECU ga razmatra s obzirom na temperaturu rashladne tekućine motora, temperaturu ulja, temperaturu okoline, brzinu i druge faktore.

Osim što pomaže motoru da održi optimalne radne temperature, aktivna rešetka za usis zraka smanjuje otpor zraka kako bi se postigla ušteda goriva.

Prema NEDC testu na klupi koje je sprovelo SAE Društvo automobilskih inženjera na temperaturi okoline od 25 stepeni, aktivna rešetka za usis vazduha može poboljšati ekonomičnost goriva za oko 2%. Ova djelimična optimizacija potrošnje goriva proizlazi uglavnom iz smanjenja otpora vjetra vozila kada je aktivna rešetka za usis zraka zatvorena.

Kada se kamion kreće velikom brzinom, vjetar od prednjeg udara će teći kroz nekoliko lokacija - krov, bočne strane i dno - a prednja strana, koja je direktno u vjetar, je kritična.

Kako strujanje zraka prolazi kroz usisnu rešetku u kabinu i teče kroz hladnjak i druge uređaje, sudarit će se sa strukturom ljuske unutar hladnjaka, stvarajući ogroman otpor pri vožnji.

Kada struja zraka uđe u kabinu, većina će isteći kroz otvor ispod motornog prostora i sudariti se sa brzim protokom zraka koji je prvobitno strujao ispod vozila, uzrokujući turbulenciju i povećanje otpora zraka.

Stoga je mogućnost djelomičnog ili potpunog zatvaranja rešetke za usis zraka kada se vozilo kreće srednjim i velikim brzinama korisna za smanjenje otpora vjetra. Lako je shvatiti zašto većina čistih električnih vozila bez motora ima zatvoren dizajn prednjeg kraja.

● Krovni/bočni deflektori U stvarnosti, krovni i bočni deflektori su naravno najlakši za rukovanje i kontrolu. Prema statistikama, vozilo sa deflektorom može uštedjeti do 4-5% u potrošnji goriva u poređenju sa vozilom bez deflektora.

S lijeva na desno, monolitni, kombinirani i diverter deflektori

Deflektor vazduha se generalno može podeliti u tri kategorije prema svom obliku: integralni tip, kombinovani tip i diverzioni tip.

Sjedinjene Američke Države koriste multimodalni transport, njihova veličina prikolice je relativno ujednačena, pa američki teški kamioni uglavnom koriste integralni deflektor.

U evropskim zemljama, zbog razlika u nacionalnim uslovima, postoje razlike između vozila i teretnih sanduka, pa se deflektor vozila uglavnom bazira na podesivom kombinovanom deflektoru.

Poslednji tip deflektora diverzionog tipa ima efekat disperzije protoka vazduha prema gore i na levu i desnu stranu u isto vreme, što je efikasnije, pa se stoga koristi u svim vrstama kamiona. Obično ga treba izraditi prema odgovarajućoj tovarnoj kutiji.

U praksi, gornji deflektor kabine treba podesiti na visinu jednaku ili malo nižu od visine prikolice. Glatko prelazak protoka vazduha iz kabine u tovarni sanduk pomoću deflektora, izbegavajući da protok vazduha direktno udari u tovarnu kutiju. Minimizira otpor vožnje uzrokovan turbulencijom zraka između traktora i prikolice.

Bočni deflektori su također važni, a njihovo prisustvo smanjuje razmak između traktora i prikolice. To olakšava protok zraka nesmetano da teče kroz razmak između prednjeg kraja i prikolice kada se vozilo kreće velikom brzinom, što značajno smanjuje mogućnost stvaranja vrtloga. Bočni deflektor na usmjerivaču bočnog vjetra je vrlo značajan, čak ni slabiji od krovnog deflektora.

Sada su mnoge traktorske prikolice opremljene deflektorima podesivim po visini, a usklađivanje visine deflektora sa visinom tovarnog sanduka što je moguće bolje prije svakog polaska je vrlo praktičan način za uštedu goriva.

Bočne ploče i ploče za prikolice

Kamioni bez bočnih panela imaju veliki otpor zraka zbog brojnih uređaja raspoređenih na obje strane grede, što se može izbjeći postavljanjem bočnih panela.

S jedne strane, može smanjiti centar pritiska vjetra u vozilu i poboljšati sposobnost vozila da se odupre bočnim vjetrovima; s druge strane, može spriječiti usisavanje zraka s obje strane vozila ispod vozila i smanjiti nakupljanje zraka ispod vozila. Ovo može smanjiti uticaj strujanja vazduha sa raznim izbočenim delovima u šasiji vozila, tako da je protok vazduha ispod vozila glatkiji, čime se smanjuje otpor vazduha.

Ovaj konvergentni oblik, sličan onom repa aviona, efektivno smanjuje turbulenciju i otpor vetra na zadnjem delu prtljažnika, dodatno poboljšavajući ekonomičnost goriva.

● Zadnja ploča

Zadnji dio vozila je mjesto koje je najlakše previdjeti, ali u stvari razumna postavka trtice i stražnje ploče prikolice može dovesti do odgode tačke razdvajanja protoka zraka unazad, što doprinosi smanjenju područja negativnog tlaka iza teretnog sanduka.

U "Letećoj prikolici" koju je objavio Mercedes-Benz i "Kombijima i poluprikolicama sa niskim otporom vjetra" koje su lansirali brojni kineski proizvođači, možemo vidjeti postojanje "reptične kosti u obliku čamca". Istraživanja su pokazala da se sa ovom vrstom konstrukcije otpor zraka može dodatno smanjiti za 10-15%.