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奔馳新Actros是如何通過空氣動力學設計節(jié)油的?

2020-07-30 13:35:26·  來源:商車邦  作者:邵子桐  
 
僅攝像頭后視鏡MirrorCam取代了傳統(tǒng)的后視鏡,就為新Actros的整體燃油減少貢獻了1.5%。駕駛室上新的凹形駕駛室側導板也有助于降低能耗。在過去的幾十年中,Actr
僅攝像頭后視鏡MirrorCam取代了傳統(tǒng)的后視鏡,就為新Actros的整體燃油減少貢獻了1.5%。駕駛室上新的凹形駕駛室側導板也有助于降低能耗。

在過去的幾十年中,Actros的油耗一直在穩(wěn)步降低。例如,在典型的長途運輸業(yè)務中,從2011年到2019年推出新Actros以來,該車節(jié)省了多達15%的燃油消耗。新Actros比其前代產(chǎn)品在高速公路上的經(jīng)濟效益可以高出3%,而城市內(nèi)的交通則高達5%。除了優(yōu)化的預見性動力總成控制(PPC)巡航控制和變速箱控制系統(tǒng)之外,新的后橋速比和對卡車駕駛室的空氣動力學改進也為降低能耗做出了重要貢獻。

空氣動力學是減少油耗的最重要手段之一

空氣動力學的重要性可以用很多數(shù)字來說明:在歐洲長途運行的現(xiàn)代發(fā)動機上方駕駛室卡車中,需要約三分之一的可用機械能來克服空氣阻力。這也反映在新Actros身上:僅攝像頭后視鏡MirrorCam取代了傳統(tǒng)的后視鏡,就為新Actros的整體燃油減少貢獻了1.5%。駕駛室上新的凹形駕駛室側導板也有助于降低能耗。
復雜的系統(tǒng):風速高達250 km / h的軸流風機

這些改進不僅是由于在戴姆勒股份公司Untertürkheim工廠的風洞中進行了嚴格的測試。工程師在那里模擬了卡車周圍的空氣流動狀況,目的是優(yōu)化風阻系數(shù)Cd值,進而優(yōu)化油耗。特別是對于攝像頭后視鏡MirrorCam,工廠中的測試提供了寶貴的信息。一方面用于兩個攝像頭臂的空氣動力學設計,另一方面用于攝像頭臂在駕駛室左右兩側的定位。與傳統(tǒng)的鏡子不同,這些鏡子固定在新Actros的車頂框架上。

Untertürkheim的風洞使開發(fā)者能夠制造出每小時250公里的風速。“在此,與基于計算機的流量計算(即使用計算流體力學(CFD)的數(shù)字模擬)并行進行,以進行隨機點檢以確認概念組件的空氣動力學性能得到了改善。” 梅賽德斯·奔馳商用車開發(fā)CAE車輛功能主管Michael Hilgers介紹說。另外,空氣動力學測量在道路測試中得到驗證。因此,工程師可以同時運用多種強大的方法,這些方法可以使梅賽德斯·奔馳卡車盡可能保持最好的空氣動力學狀態(tài)。

共同尋找最佳解決方案:

設計師與生產(chǎn)之間的合作至關重要

與其他核心部門的同事尤其是在設計師和生產(chǎn)團隊之間進行協(xié)調(diào),對于空氣動力學專家的工作至關重要。梅賽德斯奔馳設計、品牌與運營負責人Kai Sieber說:“卡車的研發(fā)始終旨在共同尋找最佳解決方案。例如,MirrorCam的攝像頭臂賦予了新Actros一個純粹的外觀。在視覺上,由于省略了大后視鏡而使車輛的焦點向下移動,這讓整體感覺更加豐富。除了節(jié)省燃料外,還可以進一步改善動力。”

尋找最佳形狀和位置

那么,團隊在風洞中的工作究竟如何為進一步改善新Actros的空氣動力學性能做出了貢獻?例如,通過測試確定MirrorCam相機臂的最佳位置。可能的位置是A柱的上部、下部以及B柱的上部。在這些試驗中,使用了一輛真正的Actros,外后視鏡被相機臂的原型所取代,在三個測試位置上一個接一個地安裝??ㄜ嚤环胖迷陲L洞中的地磅上,并啟動了風扇。地磅的使用讓工程師能夠測量作用在車輛周圍的空氣的力。結果顯示:攝像機臂的最佳位置是在車頂邊緣區(qū)域中的A柱上。

同時,還需尋求防止上方散光降低相機性能的解決方案。在這些測試中,現(xiàn)在MirrorCam臂上配置的小型遮光罩獲勝。工程師還積極參與了新型凹形駕駛室側導板的開發(fā)。新的駕駛室側導流板也為新Actros帶來了比其任何前代產(chǎn)品更少的燃油消耗。

進展可觀:更好的視野和更高的安全性

除了盡可能降低燃油消耗外,工程師還致力于在風洞測試和CFD分析過程中將灰塵擋在車外。特別是對于與安全相關的區(qū)域,例如擋風玻璃和側窗,更不用說攝像頭鏡頭了??諝鈩恿W會影響您自己的車輛和前車所產(chǎn)生的仍粘附在車輛上的的灰塵數(shù)量。

運營數(shù)十年:Untertürkheim的風洞

Untertürkheim的風洞已經(jīng)供梅賽德斯奔馳開發(fā)人員使用了八十年。通過持續(xù)的針對性現(xiàn)代化升級,該系統(tǒng)一直保持著最新技術。兩個直流電機(每個電動機的輸出功率為250 kW)使直徑為8.5米的九葉片軸流風扇在運動狀態(tài)中可產(chǎn)生高達17級的強大風力。為此,大約需要9,000 立方米的空氣通過125米長的環(huán)形通道水平吹動。在測試區(qū)域中,車輛停在直徑為12米的轉(zhuǎn)盤上,這樣,它不僅可以從正面暴露在風中,而且可以以任何所需的角度從側面暴露在風中。除滾筒測功機外,轉(zhuǎn)盤上還集成了一個六組件的地磅,它用于高精度地確定包括空氣阻力在內(nèi)的多向力。力通過杠桿和連桿傳遞到稱重傳感器,以此進行評估。
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