اهمیت طراحی آیرودینامیکی برای وسایل نقلیه

چرا وسایل نقلیه حمل و نقلی که باید از نظر مصرف انرژی و سرعت در نظر گرفته شوند، همگی از نظر زیبایی برای عموم خوشایندتر و از نظر ظاهری نرم تر می شوند؟ و این کیت های هوا برای کامیون ها چه معنایی دارند؟

مارسل داسو، موسس شرکت فرانسوی Dassault Aviation، که در ساخت و تولید جت‌های جنگنده تخصص دارد، زمانی گفت که هواپیمایی که عملکرد خوبی دارد معمولاً زیباست. شاید کامیون های "بصری زیبا" احتمالاً مصرف سوخت بیشتری داشته باشند.

همانطور که وسایل حمل و نقل سریعتر و سریعتر می شوند، طراحی کامیون ها به تدریج به جایی می رسد که نمی توان مقاومت باد را نادیده گرفت.

به گفته سازمان های تحقیقاتی، زمانی که یک کامیون به سرعت 88 کیلومتر در ساعت می رسد، حدود نیمی از اسب بخار آن برای غلبه بر مقاومت در برابر باد استفاده می شود. این نتیجه سازندگان کامیون را مجبور کرده است تا تلاش زیادی برای کاهش مقاومت در برابر باد انجام دهند.

در ماه مه 2008، در پیست پرسرعت معروف ناردو در جنوب ایتالیا، یک مرسدس بنز آکتروس 1844 LS جدید با وزن ناخالص خودرو حدود 40 تن رکورد جدیدی را در گینس در آن زمان ثبت کرد - 40- کامیون تنی با کمترین مصرف سوخت در جهان. پس از 12728 کیلومتر آزمایش، این خودرو به مصرف سوخت 19.44 لیتر در هر 100 کیلومتر دست یافت!

علاوه بر پیشرانه کارآمد، طراحی آیرودینامیکی Actros نیز یکی از عوامل اصلی چنین نتیجه شگفت انگیزی است.

همانطور که از تصویر می بینیم، Actros دارای یک مجموعه آیرودینامیکی غنی است، با سقف و منحرف کننده های جانبی که با جعبه بار مطابقت دارند، و منحرف کننده های جانبی که شامل تریلر می شوند، علاوه بر جعبه باری پانل کامپوزیت صاف. این طراحی های آیرودینامیکی بدنه Actros را بسیار صاف و کمتر در معرض تلاطم قرار می دهد.

ما خلاصه‌ای از طرح‌هایی را به شما ارائه می‌دهیم که مقاومت در برابر باد را به ترتیب از جلو تا عقب خودرو کاهش می‌دهند، که می‌توانید هنگام انتخاب وسیله نقلیه روی آنها تمرکز کنید.

● مشبک ورودی هوای فعال مشبک ورودی هوای فعال به مشبک‌هایی در مشبک مرکزی اطلاق می‌شود که می‌توانند به طور مستقل با توجه به محیط کار خودرو باز و بسته شوند. این توری ها توسط میله های اتصال به یکدیگر متصل می شوند که توسط موتورهای الکتریکی کنترل می شوند که با کنترل موتورهای محرک از طریق رایانه سفری (ECU)، توری ها را می چرخانند.

مشبک ورودی هوای فعال می تواند به طور موثری سرعت گرم کردن خودرو را کنترل کند و همچنین می تواند در کاهش مقاومت باد نقش داشته باشد.

هنگامی که موتور در محیطی با دمای پایین قرار دارد یا زمانی که بار موتور کم است و تقاضای زیادی برای اتلاف گرما وجود ندارد، ECU مشبک فعال را می‌بندد تا موتور را گرم نگه دارد تا موتور بتواند به عملکرد مطلوب برسد. دما

هنگامی که دمای کار موتور بالاتر از دمای ایده آل باشد، ECU مشبک ورودی هوای فعال را باز می کند، مقدار زیادی هوا در مش مرکزی ریخته می شود، گرما را از بین می برد تا به خنک شدن موتور کمک کند. در مورد زمان باز یا بسته شدن مشبک ورودی هوای فعال، با توجه به دمای مایع خنک کننده موتور، دمای روغن، دمای محیط، سرعت و سایر عوامل توسط ECU در نظر گرفته می شود.

مشبک ورودی هوای فعال علاوه بر کمک به موتور در حفظ دمای کارکرد بهینه، مقاومت هوا را برای دستیابی به صرفه جویی در سوخت کاهش می دهد.

با توجه به یک تست نیمکت NEDC که توسط انجمن مهندسین خودرو SAE در دمای محیط 25 درجه انجام شده است، مشبک ورودی هوا فعال می تواند مصرف سوخت را تا حدود 2٪ بهبود بخشد. این بهینه سازی جزئی مصرف سوخت عمدتاً از کاهش مقاومت در برابر باد وسیله نقلیه در هنگام بسته شدن مشبک ورودی هوای فعال ناشی می شود.

هنگامی که کامیون با سرعت بالا حرکت می کند، باد ناشی از برخورد انتهای جلو از چندین مکان - سقف، کناره ها و پایین - عبور می کند و قسمت جلویی که مستقیماً به باد می رود بسیار مهم است.

هنگامی که جریان هوا از مشبک ورودی به داخل کابین عبور می کند و از طریق رادیاتور و سایر وسایل جریان می یابد، با ساختار مقیاس داخل رادیاتور برخورد می کند و مقاومت بسیار زیادی در رانندگی ایجاد می کند.

هنگامی که جریان هوا وارد کابین می شود، بیشتر آن از دهانه زیر محفظه موتور خارج می شود و با جریان هوای پرسرعتی که در ابتدا در زیر خودرو جریان داشت برخورد می کند و باعث تلاطم و افزایش مقاومت هوا می شود.

بنابراین، قابلیت بسته شدن جزئی یا کامل دریچه ورودی هوا در زمانی که وسیله نقلیه با سرعت متوسط ​​و بالا حرکت می کند، در کاهش مقاومت باد مفید است. به راحتی می توان فهمید که چرا اکثر خودروهای الکتریکی خالص بدون موتور، طراحی قسمت جلویی بسته دارند.

● انحراف‌کننده‌های سقف و کناری در واقع، انحراف‌کننده‌های سقف و کناری البته ساده‌ترین کارکرد و کنترل هستند. طبق آمار، خودرویی با انحراف‌گر می‌تواند تا 4-5 درصد در مصرف سوخت در مقایسه با خودروی بدون منحرف کننده صرفه‌جویی کند.

از چپ به راست، منحرف کننده های یکپارچه، ترکیبی و انحرافی

به طور کلی می توان بادگیر را از نظر شکل به سه دسته تقسیم کرد: نوع انتگرال، نوع ترکیبی و نوع انحرافی.

ایالات متحده از حمل و نقل چند وجهی استفاده می کند ، اندازه تریلر آنها نسبتاً یکنواخت تر است ، بنابراین کامیون های سنگین آمریکایی عمدتاً از منحرف کننده یکپارچه استفاده می کنند.

در کشورهای اروپایی به دلیل تفاوت در شرایط ملی، بین خودروها و جعبه های بار تفاوت هایی وجود دارد، بنابراین دفلکتور خودرو بیشتر بر پایه دفلکتور ترکیبی قابل تنظیم است.

نوع آخری از نوع انحرافی دارای اثر پخش همزمان جریان هوا به سمت بالا و سمت چپ و راست است که کارایی بیشتری دارد و به همین دلیل در انواع کامیون ها استفاده می شود. معمولاً باید مطابق با جعبه بار مربوطه تولید شود.

در عمل، منحرف کننده بالای کابین باید در ارتفاعی برابر یا کمی کمتر از ارتفاع تریلر تنظیم شود. انتقال صاف جریان هوا از کابین به جعبه بار با استفاده از یک منحرف کننده، از برخورد مستقیم جریان هوا به جعبه بار جلوگیری می کند. مقاومت رانندگی ناشی از تلاطم هوا بین تراکتور و تریلر را به حداقل می رساند.

منحرف کننده های جانبی نیز مهم هستند و وجود آنها فاصله بین تراکتور و تریلر را کاهش می دهد. این باعث می شود که جریان هوا به راحتی از شکاف بین قسمت جلو و تریلر در زمانی که وسیله نقلیه با سرعت بالا حرکت می کند راحت تر جریان یابد و احتمال تشکیل گرداب را تا حد زیادی کاهش می دهد. منحرف کننده جانبی در هدایت جریان هوا در باد متقابل بسیار مهم است، حتی ضعیف تر از منحرف کننده سقف نیست.

اکنون بسیاری از تریلرهای تراکتور مجهز به انحراف‌کننده‌های قابل تنظیم ارتفاع هستند و تطبیق ارتفاع انحراف‌گیر با ارتفاع جعبه بار تا حد امکان قبل از هر حرکت راهی بسیار کاربردی برای صرفه‌جویی در مصرف سوخت است.

پانل های جانبی و پانل های تریلر

کامیون های بدون پانل های جانبی به دلیل وجود وسایل متعددی که در دو طرف تیر چیده شده اند، مقاومت زیادی در برابر هوا دارند که با نصب پانل های جانبی می توان از آن جلوگیری کرد.

از یک طرف، می تواند مرکز فشار باد وسیله نقلیه را کاهش دهد و توانایی خودرو را برای مقاومت در برابر بادهای جانبی بهبود بخشد. از سوی دیگر، می تواند هوای دو طرف خودرو را از مکش زیر خودرو جلوگیری کند و جریان هوا را در زیر خودرو کاهش دهد. این می تواند تاثیر جریان هوا را با قسمت های مختلف بیرون زده در شاسی خودرو کاهش دهد، به طوری که جریان هوا در زیر خودرو روان تر شود و در نتیجه مقاومت هوا را کاهش دهد.

این شکل همگرا، مشابه شکل دم هواپیما، به طور موثری تلاطم و مقاومت باد در عقب جعبه بار را کاهش می دهد و باعث بهبود بیشتر مصرف سوخت می شود.

٪e2٪97٪8f تخته دم

قسمت عقب خودرو راحت‌ترین مکان است که نادیده گرفته می‌شود، اما در واقع تنظیم معقول قسمت انتهایی و عقب تریلر می‌تواند نقطه جدایی جریان هوا را به عقب عقب بیاندازد، که منجر به کاهش ناحیه فشار منفی در پشت جعبه بار می‌شود.

در "تریلر پرنده" منتشر شده توسط مرسدس بنز و "ون ها و نیمه تریلرهای مقاوم در برابر باد" که توسط تعدادی از سازندگان چینی به بازار عرضه شده است، می توان وجود "دنباله قایق شکل" را مشاهده کرد. مطالعات نشان داده است که با این نوع ساختار می توان مقاومت هوا را تا 10-15 درصد کاهش داد.