空力ドラッグを減らすことは、燃料経済を改善し、商用車における所有コストを削減するための最も費用対効果の高いレバーの1つです。 貨物需要が上昇し、排出規制がグローバルに強化されるにつれて、メーカーやフリート事業者は風力抵抗を削減する戦略に大きく投資しています。 燃料節約を超えて、低ドラッグは温室効果ガス排出量を削減し、電気自動車の範囲を拡張し、高速安定性を向上させます。 この記事では、ドラッグ、最新の設計と技術の革新、および実際の戦略の物理学を検討しています。

商用車における風力の物理学

エアロダイナミックドラッグは、車両のフォワードモーションに対抗する力で、空気を通したまま押します。高速道路速度で走行する典型的なヘビーデューティトラックの場合、全エネルギー消費の約65%のエア抵抗アカウントを克服します。ドラッグフォースは、式によって定義されます。F[[]d] = 1⁄2 ρ v2 C[FLT係数:2]d:A] と、ALTは、速度を上昇させる)。

商用車は、乗用車と比較して、ユニークな空力の問題に直面しています。 彼らの大きな、ボクシーの正面エリアは、多くの場合、10平方メートルを超える - 高ドラッグ係数(通常0.6〜0.9の従来のトラック)と相まって、大きな抵抗を作成します。 さらに、トラクターとトレーラーの間のギャップは、全体的なドラッグを20〜30%増加させる複雑な乱流を生成します。 これらの要因を理解することは、効果的な対策をガイドします。

ドラッグを減らすためのキーデザインイノベーション

外部形状の最適化

外部形状を滑らかにすることは、空力設計の基礎です。現代のトラックキャブは、前方圧力蓄積を減らす丸みのあるフロントコーナー、傾斜フード、テーパーされた屋根ラインを備えています。古典的な「キャブオーバー」設計は、ドライバーの快適性とメンテナンスアクセス現在のトレードオフよりも、より長い鼻の従来よりも低いドラッグ係数を収量ります。多くのメーカーは、ウェイクターブレンスを最小限に抑える「ティアドロップ」ボディ形状を採用し、トレーラー「テールボート」は、その5〜10%のドラッグバックを使用できます。

活動的なエアロダイナミック システム

静的設計は、すべての運転条件を横断する気流を最適化することはできません。 アクティブエアロダイクスは、リアルタイムでコンポーネントを調整します。 [アクティブグリルシャッター]は、エンジンの冷却要求が低いときに高速道路速度で閉じ、ラジエーターを介して空気の摂取量を減らす。 ]]調整可能なスポイラー]は、トレーラー上の気流を抜くために自動的に上昇します。 一部の車両は、車両が、車両が速度を低下させるまで低下させる必要はありません。 運転速度が、これらの車両は、車両が低下するの減少しません。

体内・ホイールのカバレッジ

エアフローは、トラックの下の非常に濁り、総ドラッグの約15%に貢献します。 []]]エアロダイナミックサイドスカート] - バックホイールにキャブから拡張された硬質パネル - 体内のフローを滑らかにし、燃料経済を4〜8%改善することができます。 ]とフルアンダーボディパネルは、さらにターブレンスを削減します。 トレーラーの場合、FLT[FLT]FLT] - リアドライブの下部にある[FLT]:[FLT] - は、FLTF] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [FLT] - [F] - [F] - [F] - [FATF] - [FLTF] - [F] - [F] - [F] - [FLTF] - [F] - [F] - [F] - [F] - [F] - [FLTF] - [F] - [FLTF] - [F] - [F] - [FLTF

トレーラーギャップ管理

トラクターとトレーラーの間の隙間は、主要なドラッグソースです。製造業者は、このギャップフェアリング]を-キャブとトレーラーの間のスペースを埋める剛性パネル - ]調節可能なキャブエクステンダー[])をこのアドレスに置きます。 トレーラーサイドパネル(いわゆるサイドまたはサーモディミットを組み合わせるときに、全体のギャップを低減することができます)。

高度なシミュレーションとテスト

効果的なエアロダイナミクスソリューションを開発するには、洗練されたツールが必要です。 計算式流体力学(CFD)]] は、エンジニアが仮想モデルの周りの気流をシミュレートし、物理的なプロトタイプなしで迅速に形状を反復することができます。 現代のCFDは、複雑なターブレンス、モデル回転ホイール、およびクロスウィンド効果のアカウントを解決できます。 しかし、CFDの検証は、物理的なテストを要求します。

]Wind Tunnel]は、シミュレーションとフルスケール車両のテストに不可欠です。 移動中のトラックの下の地面をシミュレートするロールアウトトンネルは、最も正確なデータを提供します。 多くのメーカーは、]を現実世界の海岸線路上テスト]と]]オンロード燃料消費試験をドラッグダウン条件に使用して、実際のエネルギーを効率性を向上させます。 [FLT] 実際にエネルギーを駆動するプログラムを、UFLTは、または、エネルギーを、例えば、制御します。 [FLT]。

物質科学の貢献

軽量材料は重量を加えることなく、より積極的な空力形状を有効にします。 カーボン繊維強化複合材料]は、設計者は、鋼に危険性がある複合体、円滑な曲線のボディパネルを作成することができます。 アルミニウムおよび高強度鋼はまた、増量を減らし、エアロダイナミックアドオンのペイロード容量を解放します。 一部のメーカーは、合成の外側の皮膚が最小ドラッグのために設計された、すべてのトラクターキャブを提供します。

素材の選択は耐久性とメンテナンスにも影響します。 プラスチックと複合パネルは、金属よりも優れたデントや腐食に抵抗し、車両の寿命を上回る空気力学的性能を維持します。 低摩擦コーティング[]]]で利点は、ボディパネルに適用され、さらには、表面粗さを最小限に抑えることで、さらにドラッグを低減します。

電気自動車におけるエアロダイナミクスの役割

電動トラックはディーゼル車と同じ物理に直面していますが、ステークは高いです。 直接範囲をドラッグします。 空力ドラッグの10%削減は、バッテリー電気自動車の範囲で5〜7%増加につながります。 バッテリーが重くて高価であるため、ドラッグを減らすことによって保存されたすべてのキロワット時のバッテリーコストと重量を削減します。 電動トラックのデザインは、より積極的な空力形状(例えば、テスラセミの涙のカボチャは、より効率的なホイールをカバーしますが、より重要な効果が、より高くなります。

熱管理とエアロダイクスを統合するも重要です。電動トラックは、電池と電力電子機器の冷却を必要としますが、ドラッグでダクトの開口部サイズのバランスをとらなければなりません。必要なときにのみ開くアクティブルーバーは、ディーゼルのグリルシャッターコンセプトをミラーリングします。

実践的な実装と経済上の利点

航空力学のアップグレードを評価する艦隊オペレータは、通常12〜24ヶ月以内にリターンを参照してください。 米国環境保護庁のスマートウェイプログラムによると、検証された空力装置は、コンポーネントと運転条件の組み合わせに応じて、燃料経済を向上させることができます。 6mpgで1年10万マイルを運転するトラックの場合、10%の燃料節約は$ 3.50ガロンごとに$ 5〜15%を節約できます。

燃料を超えて、エンジンの負荷を下げ、エンジンの寿命とメンテナンス間隔を延ばします。 削減された排出物は、カリフォルニアの高度なクリーントラック規制や欧州連合のCO]2などのコンプライアンス基準を満たします。 エアロダイナミックな改良は、風騒音を減らし、クロスウィンドの安定性を向上させることで、ドライバーの快適性を高めます。

商用車エアロダイナミクスの未来の動向

いくつかの新興技術は、さらなるドラッグ削減を約束します。 ] プラトン ] - トラックがタイトなコンボで旅行する場所 - リードトラックのドラッグを削減し、ほぼ追跡車両にドラッグを解除します。 合成ジェットやプラズマアクチュエータなどのアクティブフロー制御装置は、フローの分離を遅らせ、ウェイクサイズを削減するために境界層を操作できます。 バイオミメチック:3:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:XNUMX:

自動トラック操作は、よりラジカルな空力設計を可能にするかもしれません。人間キャブレイアウトの必要性がなければ、車は最小限のドラッグのために純粋に形作られ、高速道路旅行中に一緒に巣を付ける複数のポッドのような体を持つことができます。水素と燃料電池のパワートレインが市場に参入すると、それらの冷却要件はさらなる空力的な革新を促進します。

風力抵抗を減らすことは、ワンタイム設計目標ではなく、継続的なエンジニアリングチャレンジです。洗練された形状、アクティブシステム、高度な材料、スマート運用戦略の組み合わせは、既に測定可能な利益を配信しています。 コストを削減し、持続可能性目標を達成しようとする艦隊のために、空力学に投資することは、最も高いリターンの高い決定の1つです。