Aerodynamik kan måles: I vindtunnelen viser Mercedes‑Benz udviklernes kunst sig
Køretøj og teknik
Den ny Actros forbruger op til fem procent mindre brændstof end sin forgænger. Det skyldes også dens forbedrede aerodynamik. Den er opnået gennem forsøg på computer, på vej – og i vindtunnel.
Michael Hilgers, lederen af CAE Vehicle Functions i erhvervskøretøjsudviklingen hos Mercedes‑Benz, præsenterer blæserens kraft i vindtunnelen i Untertürkheim.
Man kunne fint bruge den kæmpestore blæser som kulisse til den nyeste Hollywood-produktion – og lade, som om det var motoren i et gigantisk rumskib. Aksialblæseren har en diameter på 8,5 meter, og de ni rødlakerede vinger er hver især to en halv meter lange. I anlægget er der faktisk optagelse i dag. Ganske vist ikke bevægelige billeder, men portrætbilleder af Michael Hilgers, lederen af CAE Vehicle Functions i erhvervskøretøjsudviklingen hos Mercedes‑Benz.
Hilgers og hans kolleger har her, i vindtunnelen hos Daimler AG i Stuttgart-Untertürkheim, i afgørende grad bidraget til, at den ny Actros er endnu mere aerodynamisk og dermed endnu mere brændstofeffektiv end sine forgængermodeller.
Hvor afgørende aerodynamikken er, understreges af følgende tal: På en aktuel lastbil, som anvendes til europæisk langturskørsel, anvendes cirka en tredjedel af den tilgængelige mekaniske energi på at overvinde luftmodstanden. Jo lavere denne modstand er, jo mere aerodynamisk er lastbilen, og jo lavere er dens forbrug dermed. Den ny Actros gør det muligt at spare op til fem procent brændstof i forhold til sin forgænger. Alene det aerodynamisk optimerede MirrorCam, som erstatter de klassiske sidespejle, står for op til 1,5 procent.
Hvordan er der blevet bidraget til aerodynamikken for den ny Actros i Untertürkheim? Vindtunnelblæseren kan ved behov generere storm med hastigheder på op til 250 kilometer i timen. I løbet af udviklingsfasen udsatte aerodynamikerne flere gange bilen for vindstrømmen for at simulere omstrømningsbetingelserne. I den forbindelse var lastbilen placeret på en drejeskive med integreret vægt.
Optimering af cw-værdien med simuleringer.
Målet med sådanne simuleringer er at forbedre cw-værdien, som er et udtryk for lastbilens luftmodstand. »Her foretager vi stikprøveforsøg for at bekræfte den aerodynamiske forbedring af konceptkomponenter«, lyder Michael Hilgers' forklaring af den grundlæggende fremgangsmåde. »Parallelt hermed udføres der altid en computerbaseret strømningsberegning: den digitale simulering ved hjælp af såkaldt Computational Fluid Dynamics, kort kaldet CFD, som er en numerisk beregning af væskedynamikken.« Derudover bekræftes de aerodynamiske tiltag ved kørsel på vej.
På den ny Actros gav arbejdet med vindtunnelen værdifulde oplysninger om udformningen af MirrorCam, men også om placeringen af kameraarmene til højre og venstre på førerhuset. »De mulige placeringer var det øverste og nederste område på A-stolpen samt det øverste område på B-stolpen«, forklarer Michael Hilgers.
Ved forsøgene blev der anvendt en rigtig Actros, hvor sidespejlene var blevet erstattet af prototyper på kameraarmene – skiftevis placeret i de tre positioner, der skulle kontrolleres. Lastbilen blev anbragt på vindtunnelens vægt, og blæseren blev sat i gang. Vægten gjorde ingeniørerne i stand til at måle den luftkraft, som indvirker på bilen ved omstrømningen. Resultatet var, at den bedste placering af kameraarmene er på A-stolpen i nærheden af tagkanten.
Der blev også ledt efter en løsning, som forhindrer, at spredningslys ovenfra nedsætter kameraernes ydelse. Ved disse tests viste det lille tag, som MirrorCams arme nu er udstyret med, sit værd. Ingeniørerne deltog også intensivt i udviklingen af de nye, konkave endekantklapper til førerhuset. De optimerede endekantklapper er ligeledes medvirkende til, at den ny Actros bruger mindre brændstof end nogen af sine forgængere.
Også fokus på beskyttelse mod tilsmudsning.
Udover en reduktion af forbruget har ingeniørerne også fokus på emnet beskyttelse mod tilsmudsning ved deres forsøg i vindtunnelen og CFD-analyserne. »I den forbindelse handler det først og fremmest om de sikkerhedsrelevante områder som for- og sideruderne samt linserne på kameraarmene«, forklarer Hilgers. Aerodynamikken har indflydelse på, hvor meget snavs fra bilen selv og forankørende biler, der bliver siddende.
Her er ikke bare ingeniørernes eget arbejde afgørende, men også afstemningen med kollegerne fra andre kernediscipliner, frem for alt med designerne og konstruktørerne. For ikke alt, hvad der forbedrer aerodynamikken, er ønskeligt ud fra et designsynspunkt eller gennemførligt for konstruktørerne.
Omvendt må ingeniørerne også nedlægge veto mod nogle af deres kollegers ideer. »Men i sidste ende er alle bevidste om én ting«, understreger Michael Hilgers: »Det handler altid om at udvikle den bedste løsning sammen.«
Frontalt mod strømmen: Ved arbejdet i vindtunnelen havde udviklerne fokus på kameraarmene til MirrorCam og endekantklapperne til førerhuset.
Foto: Daimler, Lars Kruse
Kommentar
Log ind for at tilføje en kommentar.
8 kommentarer
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).