Aerodynamik kan mätas: vindtunneln visar hur skickliga Mercedes‑Benz utvecklare är
Fordon & teknik
Nya Actros förbrukar upp till fem procent mindre bränsle än sin föregångare. Det beror på den förbättrade aerodynamiken. Den har utvecklats genom test i datorn, på vägarna – och i vindtunnel.
Michael Hilgers, chef för CAE Vehicle Functions på Mercedes‑Benz utvecklingsavdelning för nyttofordon, presenterar ”powern” från fläkten i Untertürkheimers vindtunnel.
Den enorma axialfläkten skulle passa perfekt som kuliss i den senaste Hollywood-produktionen – den ser precis ut som motorn till ett gigantiskt rymdskepp. Den har en diameter på 8,5 meter, och de nio rödlackerade bladen är två och en halv meter långa. I dag är det dags för fotosession i den stora anläggningen. Men det blir inte rörliga bilder, utan porträttfoton av Michael Hilgers, chef för CAE Vehicle Functions på Mercedes‑Benz utvecklingsavdelning för nyttofordon.
Här, i vindtunneln hos Daimler AG i Stuttgart-Untertürkheim, har Hilgers och hans kollegor arbetat med att göra nya Actros ännu mer aerodynamisk, och därmed också mer bränsleeffektiv, än de tidigare modellerna.
Aerodynamiken har stor betydelse: för en modern lastbil som används för fjärrtrafik går ungefär en tredjedel av den tillgängliga mekaniska energin åt till att övervinna luftmotståndet. Ju lägre detta motstånd är, desto mer aerodynamisk blir lastbilen och desto mindre bränsle förbrukar den. Nya Actros kan spara upp till fem procent bränsle jämfört med sin föregångare. Enbart den aerodynamiskt optimerade MirrorCam, som ersätter de vanliga ytterbackspeglarna, står för upp till 1,5 procent av minskningen.
Hur kunde ingenjörerna i Untertürkheim bidra så mycket till aerodynamiken i nya Actros? Vindtunnelns fläkt kan generera stormvindar på upp till 250 kilometer i timmen om så behövs. Under utvecklingsfasen utsatte man fordonet för upprepade vindströmmar för att simulera strömningarna runt bilen. Då stod lastbilen på en svängskiva med inbyggd våg.
Optimera cW-värdet genom simuleringar.
Målet med en sådan simulering är att optimera lastbilens cW-värde, alltså minska luftmotståndet så mycket som möjligt. ”I det här läget gör vi stickprov för att bekräfta att aerodynamiken i konceptkomponenterna har förbättrats”, berättar Michael Hilgers när han förklarar deras arbetssätt. ”Parallellt körs alltid en datorbaserad strömningsberäkning: en digital simulering med så kallad Computational Fluid Dynamics, CFD (beräkningsströmningsdynamik).” Dessutom valideras de aerodynamiska åtgärderna genom körning på vägen.
Till nya Actros gav arbetet i vindtunneln värdefulla insikter om utformningen av MirrorCam, men också om hur kameraarmarna skulle placeras till höger och vänster på förarhytten. ”Vi valde mellan övre och nedre delen av A-stolpen och övre delen av B-stolpen”, förklarar Michael Hilgers.
I försöken användes en riktig Actros där man hade ersatt ytterbackspeglarna med prototyper av kameraarmarna – i tur och ordning på de tre positionerna som skulle testas. Man parkerade lastbilen på vindtunnelns våg och satte igång fläkten. Tack vare vågen kunde ingenjörerna mäta luftkraften som inverkade på lastbilen när luften strömmade kring den. Resultatet: den bästa positionen för kameraarmarna är på A-stolpen uppe vid takkanten.
Man ville dessutom hitta en lösning som förhindrar att ströljus uppifrån försämrar kamerornas prestanda. Därför är MirrorCam-armarna nu utrustade med ett litet tak. Ingenjörerna jobbade också hårt med att konstruera förarhyttens nya, konkava sidospoilrar. Dessa optimerade sidospoilrar bidrar också till att nya Actros drar mindre bränsle än sina föregångare.
Med fokus även på att hålla smutsen borta.
Förutom att sänka förbrukningen använde ingenjörerna vindtunneln och CFD-analyserna för att kontrollera hur man bäst håller smutsen borta. ”Där handlar det framför allt om säkerhetskritiska områden som vind- och sidorutorna och linserna på kameraarmarna”, förklarar Hilgers. Aerodynamiken påverkar hur mycket smuts från det egna och framförvarande fordon som fastnar.
Det är inte bara aerodynamik-ingenjörernas eget arbete som är viktigt – de måste också stämma av med kollegor från andra kärnområden, framför allt designer och konstruktörer. Allt som är bra för aerodynamiken är ju inte alltid positivt för utseendet eller ens möjligt för konstruktörerna att utföra.
Och omvänt måste ingenjörerna som arbetar med aerodynamiken ibland lägga in sitt veto mot vissa idéer från kollegorna. ”I slutändan har alla inblandade samma mål”, betonar Michael Hilgers: ”Det handlar alltid om att utveckla den bästa lösningen tillsammans.”
Med fronten mot strömmen: under arbetet i vindtunneln fokuserade utvecklarna på MirrorCams kameraarmar och förarhyttens sidospoiler.
Foto: Daimler, Lars Kruse
Kommentar
Logga in om du vill skriva 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).