Aerodynamika je měřitelná: V aerodynamickém tunelu se ukáže umění vývojářů společnosti Mercedes‑Benz
Vozidlo a technika
Nový Actros má až o 5 % nižší spotřebu paliva než jeho předchůdce. Je to také díky jeho vylepšené aerodynamice. Tohoto výsledku bylo dosaženo pokusy na počítači, na silnici – a v aerodynamickém tunelu.
Michael Hilgers, vedoucí oddělení pro CAE Vehicle Functions ve vývoji užitkových vozidel Mercedes‑Benz, představuje výkon ventilátoru v aerodynamickém tunelu, který se nachází v Untertürkheimu.
Obrovský ventilátor by bylo možné skvěle využít jako kulisu nejnovější hollywoodské produkce – a přitom předstírat, že je to motor gigantické vesmírné lodi. Průměr axiálního ventilátoru je 8,5 m a devět červeně nalakovaných lopatek má délku 2,5 m. Tento den probíhá v tomto zařízení opravdu focení. Nejedná se o pohyblivé snímky, ale o portrétní fotografie Michaela Hilgerse, vedoucího oddělení pro CAE Vehicle Functions ve vývoji užitkových vozidel Mercedes‑Benz.
Zde, v aerodynamickém tunelu Daimler AG ve Stuttgartu, v městské části Untertürkheim, přispěli Hilgers a jeho kolegové významně k tomu, aby se stal nový Actros ještě aerodynamičtější a tudíž úspornější než předchozí modely.
Jak je aerodynamika důležitá, ukazuje následující hodnota: U současného vozidla používaného v dálkové dopravě po Evropě se přibližně třetina dostupné mechanické energie používá k překonání odporu vzduchu. Čím nižší je tento odpor, tj. čím má kamion lepší aerodynamiku, tím nižší je jeho spotřeba. Nový Actros umožňuje uspořit ve srovnání s předchůdcem až 5 % paliva. Až 1,5 % lze přičíst aerodynamicky optimalizovanému systému MirrorCam, který nahrazuje klasická vnější zpětná zrcátka.
Jak přispělo testování v Untertürkheimu k aerodynamickému řešení nového Actrosu? Ventilátor v aerodynamickém tunelu může v případě potřeby generovat bouři s rychlostí větru až 250 km/h. Během vývojové fáze vystavili odborníci na aerodynamiku vozidlo několikrát působení proudu vzduchu a simulovali tak podmínky jeho obtékání. Při tom byl kamion umístěn na točnu s integrovanou váhou.
Optimalizace součinitele odporu cw pomocí simulace.
Cílem takových simulací je optimalizovat součinitel odporu cw, tj. „aerodynamičnost“, nákladního vozidla. „Provádíme zde namátkové pokusy s cílem potvrdit aerodynamické zlepšení dílů koncepce,“ vysvětluje Michael Hilgers základní postup. „Paralelně se vždy provádí i výpočty proudění na počítači: digitální simulace na základě CFD, Computational Fluid Dynamics.“ Kromě toho jsou opatření ke zlepšení aerodynamiky ověřována také v praxi na silnici.
U nového Actrosu přinesla práce v aerodynamickém tunelu cenné informace k designu systému MirrorCam, ale i k umístění ramen s kamerou vpravo a vlevo na kabině řidiče. „V úvahu přicházela horní a spodní část A sloupku i horní část B sloupku,“ vysvětluje Michael Hilgers.
Při pokusech byl použit skutečný Actros, u kterého nahradily vnější zpětná zrcátka prototypy ramen s kamerou – která se postupně namontovala ve třech testovaných polohách. Kamion se umístil na váhu aerodynamického tunelu a spustil se ventilátor. Váha technikům a inženýrům umožnila změřit sílu vzduchu, která při obtékání působí na vozidlo. Výsledek: Nejlepší umístění ramen s kamerou je na A sloupku v oblasti střešní hrany.
Rovněž se hledalo řešení, které zabrání snížení kvality snímání kamery v důsledku rozptýleného světla dopadajícího shora. U těchto testů se prosadila stříška, kterou jsou nyní ramena systému MirrorCam vybavena. Technici a inženýři se také intenzivně podíleli na vývoji nových konkávně tvarovaných bočních spoilerů za kabinou řidiče. Optimalizované boční spoilery za kabinou řidiče rovněž přispívají k nižší spotřebě paliva nového Actrosu oproti jeho předchůdcům.
Udržování čistého zorného pole je rovněž v popředí zájmu.
Kromě snížení spotřeby stála v popředí zájmu inženýrů a techniků při pokusech v aerodynamickém tunelu a během analýz CFD také problematika udržování čistého zorného pole. „Jde především o bezpečnostně relevantní oblasti jako čelní sklo a boční okna i čočky kamery na ramenu,“ vysvětluje Hilgers. Aerodynamika má vliv na to, kolik nečistot při jízdě ulpívá z vlastního vozidla i z vozidel jedoucím před ním.
Důležitá není jen vlastní práce odborníků na aerodynamiku, ale také spolupráce a konzultace s kolegy z jiných hlavních oborů, především s designery a konstruktéry. Protože ne všechno, co zlepšuje aerodynamiku, je z designového hlediska žádoucí nebo pro konstruktéry proveditelné.
Naopak musejí zase odborníci na aerodynamiku vetovat mnohé nápady kolegů. „Všechny zúčastněné osoby jsou si ale vědomy jedné věci,“ zdůrazňuje Michael Hilgers: „Vždy jde o to společně vypracovat nejlepší řešení.“
Čelní působení proudu: Při práci v aerodynamickém tunelu se vývojáři zaměřili na ramena s kamerou systému MirrorCam a boční spoilery za kabinou řidiče.
Fotografie: Daimler, Lars Kruse
Komentář
Pro přidání komentáře se prosím přihlaste.
8 komentářů
wir danken für dein Feedback und geben den Hinweis gern weiter. Solche Ideen sind wichtig für die Entwicklung unserer Trucks.
Da die Wirksamkeit der wasserabweisenden Beschichtung auf der MirrorCam-Linse im Laufe der Zeit und unter bestimmten Bedingungen (z. B. Art und Häufigkeit der Reinigung) abnehmen kann, würden wir dir empfehlen, die Linse mit einem Scheibenversiegelungsmittel (z. B. Brestol oder Rain-X) zu behandeln.
wir danken für dein Feedback und geben den Hinweis gern weiter. Solche Ideen sind wichtig für die Entwicklung unserer Trucks.
Da die Wirksamkeit der wasserabweisenden Beschichtung auf der MirrorCam-Linse im Laufe der Zeit und unter bestimmten Bedingungen (z. B. Art und Häufigkeit der Reinigung) abnehmen kann, würden wir dir empfehlen, die Linse mit einem Scheibenversiegelungsmittel (z. B. Brestol oder Rain-X) zu behandeln.
Wäre da nicht eine Messung als Komplettzug realistischer?
Wäre da nicht eine Messung als Komplettzug realistischer?
stimmt! Auch für den Gliederzug errechnen die Ingenieure die Aerodynamik, indem sie den gesamten Lastzug berücksichtigen.
stimmt! Auch für den Gliederzug errechnen die Ingenieure die Aerodynamik, indem sie den gesamten Lastzug berücksichtigen.
wir haben nochmal unsere Aerodynamiker befragt: Die Aerodynamik wird mit dem gesamten Sattelzug ideal bewertet. Verbrauchsfahrten und Simulationsrechnungen werden deshalb immer mit Trailer durchgeführt. Im Windkanal in Untertürkheim wird der Effekt des Trailers normalerweise mit einem Aufbau hinter dem Fahrerhaus imitiert (sieht man auf den Fotos hier nicht).
wir haben nochmal unsere Aerodynamiker befragt: Die Aerodynamik wird mit dem gesamten Sattelzug ideal bewertet. Verbrauchsfahrten und Simulationsrechnungen werden deshalb immer mit Trailer durchgeführt. Im Windkanal in Untertürkheim wird der Effekt des Trailers normalerweise mit einem Aufbau hinter dem Fahrerhaus imitiert (sieht man auf den Fotos hier nicht).