Aerodynamikę można zmierzyć: W tunelu aerodynamicznym objawia się kunszt projektantów Mercedes‑Benz
Pojazd i technika
Nowy Actros zużywa do pięciu procent mniej paliwa od poprzednika.Jest to również powiązane z ulepszoną aerodynamiką. Osiągnięto to dzięki testom przeprowadzanym podczas symulacji komputerowej, na drodze – oraz w tunelu aerodynamicznym.
Michael Hilgers, Kierownik CAE Vehicle Functions w Dziale Projektów Pojazdów Użytkowych Mercedes‑Benz, prezentuje siłę dmuchawy w tunelu aerodynamicznym w Untertürkheim.
Ta potężna dmuchawa mogłaby doskonale posłużyć za rekwizyt w najnowszej produkcji hollywoodzkiej – i udawać mechanizm napędowy gigantycznego statku kosmicznego. Średnica dmuchawy osiowej wynosi 8,5 metra, dziewięć polakierowanych na czerwono łopat ma długość po dwa i pół metra każda. Na miejscu są dziś rzeczywiście robione zdjęcia. Oczywiście nie przedstawiające ruchomego obrazu, lecz zdjęcia portretowe Michaela Hilgersa, Kierownika CAE Vehicle Functions w Dziale Projektów Pojazdów Użytkowych Mercedes‑Benz.
Hilgers i jego koledzy znacznie przyczynili się tutaj, w tunelu aerodynamicznym Daimler AG w Stuttgart-Untertürkheim, do tego, że nowy Actros jest jeszcze bardziej aerodynamiczny, a tym samym jeszcze bardziej wydajny pod względem zużycia paliwa niż jakikolwiek jego poprzednik.
O tym, jak ważna jest aerodynamika, świadczą poniższe dane liczbowe: W aktualnych pojazdach ciężarowych stosowanych w europejskim transporcie dalekobieżnym około jedna trzecia dyspozycyjnej energii mechanicznej jest zużywana do pokonywania oporu powietrza. Im mniejszy ten opór, im bardziej aerodynamiczna ciężarówka, tym mniejsze zużycie paliwa. Nowy Actros umożliwia oszczędność paliwa sięgającą pięciu procent w porównaniu do poprzednika. Sama tylko kamera MirrorCam, zoptymalizowana pod względem aerodynamiki, która zastępuje klasyczne lusterka zewnętrzne, daje oszczędność sięgającą 1,5 procenta.
W jaki sposób przyczyniono się w Untertürkheim do poprawy aerodynamiki nowego Actrosa? Dmuchawa w tunelu aerodynamicznym może w razie potrzeby wytworzyć strumień powietrza o prędkości do 250 kilometrów na godzinę. W trakcie fazy projektowej specjaliści ds. aerodynamiki wielokrotnie poddawali pojazd działaniu strumienia wiatru, aby zasymulować warunki opływu powietrza. W tym czasie ciężarówka była umieszczona na płycie obrotowej z wbudowaną wagą.
Optymalizacja wartości cw z wykorzystaniem symulacji.
Celem takich symulacji jest optymalizacja wartości cw, „opływowości”, pojazdu ciężarowego. „Przeprowadzamy tu testy w oparciu o próby losowe, aby potwierdzić poprawę aerodynamiki koncepcyjnych elementów konstrukcyjnych”, wyjaśnia Michael Hilgers podstawowy sposób postępowania. „Równolegle odbywa się zawsze komputerowa kalkulacja przepływu powietrza: symulacja cyfrowa na podstawie tzw. Computational Fluid Dynamics, w skrócie CFD.” Ponadto działania mające poprawić aerodynamikę są weryfikowane w warunkach drogowych.
W przypadku nowego Actrosa tunel aerodynamiczny dostarczył wartościowych wskazówek dotyczących kształtu kamery MirrorCam, ale również pozycjonowania ramion kamery z prawej i lewej strony kabiny kierowcy. „Przedmiotem dyskusji były górny i dolny obszar słupka A oraz górny obszar słupka B”, wyjaśnia Michael Hilgers.
Do testów użyto prawdziwego Actrosa, w którym lusterka zewnętrzne zostały zastąpione prototypami ramion kamery – umieszczonymi jedno po drugim w trzech testowanych pozycjach. Ciężarówka została umieszczona na wadze tunelu aerodynamicznego i uruchomiona została dmuchawa. Waga umożliwiła inżynierom pomiar siły powietrza, przy której opływ ma wpływ na pojazd. Rezultat: Najlepsza pozycja dla ramion kamery znajduje się przy słupku A w obszarze krawędzi dachu.
Poza tym szukano rozwiązania, które zapobiegłoby sytuacji, w której padające z góry światło rozproszone zmniejsza efektywność kamery. Podczas tych testów pojawiła się zasadność wykorzystania małego dachu, w który ramiona kamery MirrorCam są teraz wyposażone. Inżynierowie intensywnie uczestniczyli także w projektowaniu nowych, wklęsłych owiewek narożnych kabiny kierowcy. Zoptymalizowane owiewki narożne również przyczyniają się do tego, że nowy Actros wymaga tak niewielkiej ilości paliwa jak żaden z jego poprzedników.
Niepodatność na brudzenie również na uwadze.
Podczas testów w tunelu aerodynamicznym i w trakcie analiz CFD inżynierowie mieli na uwadze obok obniżenia zużycia paliwa również kwestię niepodatności na brudzenie. „Ważne są tu przede wszystkim obszary istotne z punktu widzenia bezpieczeństwa, jak szyby: przednia i boczne oraz soczewki ramion kamery”, objaśnia Hilgers. Aerodynamika ma wpływ na to, jak wiele brudu przyklei się w tych miejscach z własnego pojazdu i pojazdu jadącego z przodu.
Niezwykle ważna jest nie tylko praca własna specjalistów ds. aerodynamiki, lecz także uzgodnienia z kolegami-specjalistami z innych kluczowych dyscyplin, przede wszystkim z projektantami i konstruktorami. Ponieważ nie wszystko, co służy aerodynamice, jest pożądane z punktu widzenia projektu lub możliwe do zrealizowania przez konstruktorów.
I vice versa, specjaliści ds. aerodynamiki muszą czasem zawetować niektóre pomysły swoich kolegów. „Ostatecznie jednak wszyscy zaangażowani w projekt mają świadomość jednego”, podkreśla Michael Hilgers: „Zawsze chodzi o to, aby wspólnie wypracować najlepsze rozwiązanie.”
Przodem w strumieniu: Podczas pracy tunelu aerodynamicznego w centrum zainteresowania projektantów znajdowały się ramiona kamery MirrorCam i owiewki narożne kabiny kierowcy.
Zdjęcia: Daimler, Lars Kruse
Komentarz
Zaloguj się, aby dodać komentarz.
8 komentarzy
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).