L’aérodynamique est mesurable : la soufflerie révèle tout l’art des concepteurs de Mercedes‑Benz
Véhicule & technique
Le nouvel Actros consomme jusqu’à 5 % de carburant en moins que son prédécesseur. Une performance due en partie son aérodynamique améliorée. Pour y parvenir, des tests ont été réalisés sur ordinateur, sur la route et en soufflerie.
Michael Hilgers, Responsable CAE Vehicle Functions dans le développement de véhicules utilitaires de Mercedes-Benz, présente la puissante soufflante d’Untertürkheim.
L’énorme soufflante pourrait servir de toile de fond dans une production hollywoodienne – pour suggérer le moteur d’un gigantesque vaisseau spatial. La soufflante axiale a un diamètre de 8,5 mètres tandis que les neuf pales peintes en rouge mesurent chacune 2,5 mètres de long. Des photos ont été prises ce jour-là sur le site. Pas de sujets en mouvement, mais des portraits de Michael Hilgers, Responsable CAE Vehicle Functions du département de développement de véhicules utilitaires chez Mercedes‑Benz.
Dans la soufflerie Daimler AG à Stuttgart-Untertürkheim, Hilgers et ses collègues ont largement contribué à l’amélioration de l’aérodynamique du nouvel Actros, permettant ainsi de réduire sa consommation de carburant par rapport à tous les modèles précédents.
Le chiffre suivant souligne l’importance de l’aérodynamique : dans un camion moderne spécialisé dans le transport longue distance européen, environ un tiers de l’énergie mécanique est consacré à vaincre la traînée. Plus cette résistance est faible, c’est-à-dire plus le camion est aérodynamique, plus sa consommation est faible. Le nouvel Actros permet de réaliser jusqu’à 5 % d’économies de carburant par rapport à son prédécesseur. Jusqu’à 1,5 % sont attribuables à la MirrorCam à l’aérodynamique améliorée qui vient remplacer les rétroviseurs extérieurs classiques.
Quelle amélioration a subi l’aérodynamique du nouvel Actros à Untertürkheim ? La soufflante peut recréer des conditions de tempête avec des vents soufflant jusqu’à 250 km/h. Pendant la phase de développement, les aérodynamistes ont exposé plusieurs fois le véhicule au vent pour simuler les conditions d’écoulement. Le camion a été placé sur une plateforme tournante équipée d’une balance.
Optimisation du coefficient de traînée par des simulations.
Ces simulations ont pour but d’optimiser le coefficient de traînée, c’est-à-dire le « glissement du vent » sur le camion. « Nous effectuons ici des tests aléatoires pour confirmer l’amélioration aérodynamique de certains composants », explique Michael Hilgers en évoquant la procédure de base. « Le calcul de l’écoulement sur ordinateur s’exécute toujours en parallèle : il s’agit de la simulation numérique fondée sur la dynamique des fluides computationnelle, ou DFC. » De plus, les mesures aérodynamiques sont validées pour l’usage sur route.
Avec le nouvel Actros, les travaux en soufflerie ont fourni des informations précieuses sur la conception de la MirrorCam, mais aussi sur le positionnement des bras de caméra à droite et à gauche de la cabine. « Les zones supérieure et inférieure du montant A et la zone supérieure du montant B ont fait l’objet de discussions », explique Michael Hilgers.
Un véritable Actros a été utilisé pour les essais, sur lequel les rétroviseurs extérieurs ont été remplacés par des prototypes de bras de caméra, placés aux trois emplacements à tester. Le camion a été conduit sur la balance de la soufflerie et la soufflante mise en marche. La balance a permis aux ingénieurs de mesurer la force aérodynamique qui agit sur le véhicule. Résultat : la meilleure position pour les bras de caméra se trouve sur le montant A au niveau du bord du toit.
Une solution a également été recherchée pour empêcher la lumière diffuse entrant par le haut de nuire aux performances des caméras. Le petit toit, qui équipe désormais les bras de la MirrorCam, a fait ses preuves au cours de ces essais. Les ingénieurs ont également oeuvré au développement des nouveaux déflecteurs latéraux concaves de la cabine. Les déflecteurs latéraux optimisés contribuent aussi à réduire la consommation de carburant du nouvel Actros comme jamais.
Maintien de la propreté en ligne de mire.
Outre la réduction de la consommation, les ingénieurs se sont aussi intéressés à la question du maintien de la propreté au cours des tests en soufflerie et des analyses de dynamique des fluides computationnelle. « Il s’agit principalement des zones sensibles, comme le pare-brise et les vitres latérales ainsi que les lentilles des bras de caméra », explique Hilgers. L’aérodynamique a une incidence sur la quantité de saletés provenant du véhicule et de ceux qui le précèdent.
Le travail des aérodynamistes est essentiel, tout autant que leur collaboration avec les collègues d’autres divisions clés, comme les concepteurs et les constructeurs. Les éléments favorables à l’aérodynamique ne sont pas tous judicieux du point de vue de la conception ni réalisables par les constructeurs.
À l’inverse, les aérodynamistes doivent parfois refuser certaines des idées de leurs collègues. « Cependant, toutes les personnes impliquées sont conscientes d’une chose », souligne Michael Hilgers : « L’objectif est toujours de développer ensemble la meilleure solution possible. »
Face aux vents : Pendant les essais en soufflerie, les bras de caméra de la MirrorCam et les déflecteurs latéraux de la cabine étaient au centre de l’attention des développeurs.
Photos: Daimler, Lars Kruse
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8 commentaires
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).