É possível medir a aerodinâmica: o túnel de vento revela a arte dos engenheiros da Mercedes‑Benz
Veículo & Tecnologia
O novo Actros consome até cinco por cento menos combustível do que o seu antecessor. Isto também se deve à sua aerodinâmica melhorada, conseguida através das experiências realizadas em computador, em estrada – e no túnel de vento.
Michael Hilgers, diretor de CAE Vehicle Functions no Departamento de Desenvolvimento de Veículos Comerciais da Mercedes‑Benz, apresenta a potência do ventilador no túnel de vento de Untertürkheim.
O enorme ventilador podia perfeitamente ser utilizado como pano de fundo do mais recente filme de Hollywood – e passar pelo motor a jato de uma enorme nave espacial, graças ao diâmetro de 8,5 metros deste ventilador axial e às nove aletas pintadas de vermelho com dois metros e meio de comprimento. Com efeito, neste dia, o equipamento serve de cenário para imagens, mas apenas imagens estáticas, mais concretamente, retratos de Michael Hilgers, o diretor de CAE Vehicle Functions no Departamento de Desenvolvimento de Veículos Comerciais da Mercedes‑Benz.
No túnel de vento da Daimler AG, na zona de Untertürkheim em Estugarda, Hilgers e os seus colegas contribuíram de modo decisivo para tornar o novo Actros ainda mais aerodinâmico e, assim, mais eficiente no consumo de combustível do que os modelos anteriores.
A importância da aerodinâmica é sublinhada pelo seguinte valor: num camião atual utilizado no trânsito de longa distância na Europa, aproximadamente um terço da energia mecânica disponível é aplicada na eliminação da resistência do ar. Quanto menor for a resistência, mais aerodinâmico é o camião e menor será o seu consumo. Comparativamente ao seu antecessor, o novo Actros permite poupar até cinco por cento no combustível, sendo que 1,5 por cento deste valor é conseguido apenas com a aerodinâmica otimizada da MirrorCam, que substitui os clássicos espelhos retrovisores exteriores.
Como é que os especialistas de Untertürkheim contribuíram para a aerodinâmica do novo Actros? O ventilador do túnel de vento é capaz de simular tempestades com velocidades de até 250 quilómetros por hora. Durante a fase de desenvolvimento, os especialistas em aerodinâmica expuseram várias vezes o veículo a esta situação, procurando simular as condições de fluxo do ar. Neste procedimento, o camião estava pousado numa placa giratória com balança integrada.
Otimizar o valor do coeficiente de arrasto através de simulações.
O objetivo destas simulações é otimizar o valor do coeficiente de resistência aerodinâmica de um camião. «Fizemos experiências aleatórias para confirmar a melhoria aerodinâmica dos componentes do protótipo», esclarece Michael Hilgers os princípios deste processo. «O cálculo do fluxo é feito em paralelo no computador: a simulação digital realizada com base na Computational Fluid Dynamics, ou, abreviando, CFD.» Além disso, as medidas aerodinâmicas também são validadas em estrada.
No caso do novo Actros, os trabalhos no túnel de vento forneceram indicações relevantes para a conceção da MirrorCam, mas também para o posicionamento dos braços da câmara do lado direito e esquerdo da cabina. «Tínhamos várias posições em cima da mesa, a área superior e inferior do pilar A e a área superior do pilar B», explica Michael Hilgers.
As experiências foram efetuadas com um Actros verdadeiro, no qual os espelhos retrovisores exteriores foram substituídos por protótipos dos braços da câmara – montados sucessivamente nas três posições que se pretendia testar. O camião foi colocado na balança do túnel de vento e o ventilador ligado. A balança permitiu aos engenheiros medir a potência do vento que atua sobre o veículo por meio do fluxo do ar. O resultado: a melhor posição dos braços da câmara é no pilar A, na zona do contorno do teto.
Adicionalmente, os técnicos também procuravam uma solução que não prejudicasse o desempenho da câmara em caso de luz difusa vertical. Nestes testes, o pequeno teto do veículo, agora equipado com os braços da MirrorCam, levou a melhor. Os engenheiros também trabalharam com afinco no desenvolvimento dos novos defletores laterais da cabina, que apresentam agora uma forma côncava. Os defletores laterais otimizados contribuem igualmente para que o novo Actros consuma menos combustível do que qualquer um dos seus antecessores.
Baterias apontadas à eliminação de sujidade.
Para além da redução do consumo, as experiências no túnel de vento e as análises CFD também serviram para abordar o tema da eliminação de sujidade. «Concentrámo-nos sobretudo em áreas relevantes para a segurança, como o para-brisas e as janelas laterais, assim como as lentes dos braços da câmara», esclarece Hilgers. Isto porque a aerodinâmica também influencia o modo como a sujidade dos veículos a circular à frente e do próprio veículo adere ao camião.
Um aspeto essencial é não só o trabalho próprio dos especialistas em aerodinâmica, mas também a colaboração com os colegas de outras áreas fundamentais, sobretudo os designers e os especialistas da construção, uma vez que nem tudo o que melhora a aerodinâmica faz sentido do ponto de vista do design ou é realizável em termos de construção.
Do mesmo modo, os engenheiros de aerodinâmica também são obrigados a vetar algumas ideias dos colegas. «Mas o mais importante é que todos partilhamos uma mesma certeza», sublinha Michael Hilgers: «O objetivo final é sempre desenvolver, em conjunto, a melhor solução.»
Dianteira na corrente: durante o trabalho no túnel de vento, os engenheiros focaram-se nos braços de câmara da MirrorCam e nos defletores laterais da cabina.
Fotografia: Daimler, Lars Kruse
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8 comentários
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).