La aerodinámica se puede medir: el arte de los desarrolladores de Mercedes-Benz a prueba en el túnel de viento
Vehículo y tecnología
El nuevo Actros consume hasta un cinco por ciento menos de combustible que su predecesor. Esto se debe a la mejora de su aerodinámica, que ha sido posible por medio de ensayos en el ordenador, en la carretera... y en el túnel de viento.
Michael Hilgers, responsable de CAE Vehicle Functions en el departamento de desarrollo de vehículos industriales de Mercedes-Benz, presenta la potencia del ventilador del túnel de viento de Untertürkheim.
Este enorme ventilador podría utilizarse de maravilla en la ambientación de la última producción de Hollywood, y fingir que es motor de una gigantesca nave espacial: el ventilador axial tiene un diámetro de 8,5 metros y cuenta con nueve aletas pintadas en rojo de dos metros y medio de largo cada una. Lo cierto es que, durante la jornada, se han tomado muchas fotos en las instalaciones. En el caso de Michael Hilgers, responsable de CAE Vehicle Functions en el departamento de desarrollo de vehículos industriales de Mercedes‑Benz, han sido más bien retratos, en vez de fotos en movimiento.
En el túnel de viento de Daimler AG en Stuttgart-Untertürkheim, Hilgers y sus compañeros han contribuido en gran medida a mejorar la aerodinámica y, con ella, la eficiencia en cuanto al consumo de combustible del nuevo Actros en comparación con su modelo predecesor.
La cifra siguiente deja clara la importancia de la aerodinámica: en un camión actual utilizado en el tráfico de largas distancias europeo, cerca de un tercio de la energía mecánica disponible se emplea en contrarrestar la resistencia aerodinámica. Cuanto menor sea dicha resistencia, más aerodinámico será el camión, y menor será su consumo. En comparación con su antecesor, el nuevo Actros permite ahorrar hasta un cinco por ciento de combustible. Hasta un 1,5 por ciento se puede atribuir a la MirrorCam optimizada aerodinámicamente, que sustituye a los retrovisores exteriores clásicos.
¿Cómo han trabajado en Untertürkheim para mejorar la aerodinámica del nuevo Actros? El ventilador del túnel de viento puede generar ráfagas con velocidades de hasta 250 kilómetros por hora. Durante la fase de desarrollo, los especialistas en aerodinámica expusieron el vehículo varias veces a estas ráfagas para simular las condiciones de corrientes de viento. Para ello, se colocó el camión sobre una placa giratoria con báscula integrada.
Optimizando el coeficiente de resistencia aerodinámica mediante simulaciones.
El objetivo de estas simulaciones consistía en reducir el valor Cx, la «resistencia aerodinámica» del camión. «Aquí realizamos ensayos aleatorios para confirmar la mejora aerodinámica de los componentes diseñados», dice Michael Hilgers para explicar el procedimiento general. «De forma paralela, se realiza siempre un cálculo por ordenador de las corrientes de viento: se trata de simulación digital por medio del sistema Computational Fluid Dynamics, abreviado CFD». Asimismo, las medidas de mejora aerodinámica se validan en el uso en carretera.
En el nuevo Actros, el trabajo en el túnel de viento nos permitió obtener datos muy valiosos para el diseño de la MirrorCam, pero también para la ubicación de los brazos de la cámara a izquierda y derecha de la cabina. «El área superior e inferior del montante A, así como el área superior del montante B también fueron objeto de debate», explica Michael Hilgers.
Para los ensayos, se utilizó un Actros real en el que los retrovisores exteriores se sustituyeron por los brazos de la cámara, colocándolos en tres posiciones distintas para hacer pruebas. El camión se colocaba en la báscula del túnel de viento y se ponía en marcha el ventilador. La báscula permitía a los ingenieros medir la fuerza ejercida por el flujo de viento sobre el vehículo. Resultado: la mejor posición para los brazos de la cámara se encuentra en el montante A, en el área del canto del techo.
También se buscó una solución que evitara que la luz dispersa que incide desde la parte superior influyera en el rendimiento de las cámaras. Durante estas pruebas, se introdujo la pequeña cubierta con la que están equipados los brazos de la MirrorCam. El desarrollo de los nuevos deflectores laterales traseros con forma cóncava de la cabina también un supuso un intenso trabajo para los ingenieros. Los deflectores laterales traseros optimizados contribuyen también a que el nuevo Actros necesite tan poco combustible como ninguno de sus predecesores.
La prevención de la suciedad siempre es prioritaria.
Además de reducir el consumo, los ensayos de los ingenieros en el tema y los análisis CFD se centraron también en la prevención de la suciedad. «Esto afecta, sobre todo, a áreas relevantes para la seguridad, como el parabrisas y las lunas laterales, así como las lentes de las cámaras», explica Hilgers. La aerodinámica influye en la cantidad de suciedad que queda adherida, tanto del propio vehículo como de los vehículos precedentes.
No solo es esencial el trabajo de los especialistas en aerodinámica, sino también su armonización con los compañeros de otras disciplinas básicas, sobre todo con los diseñadores y proyectistas, pues no todas las medidas favorables para la aerodinámica resultan deseables desde el punto de vista del diseño ni todas son viables para los proyectistas.
Del mismo modo, los especialistas en aerodinámica se ven obligados a vetar algunas de las ideas de sus compañeros. «No obstante, al final todos los implicados somos conscientes de una cosa», señala Michael Hilgers: «Se trata siempre de desarrollar juntos la mejor solución».
Frente al viento: durante el trabajo en el túnel de viento, los brazos de la MirrorCam y los deflectores laterales traseros de la cabina fueron las prioridades de los desarrolladores.
Fotos: Daimler, Lars Kruse
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8 comentarios
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).