Trucks

Anders Tenstam Mattias Hejdesten
2024-01-29
Технології та інновації Паливна ефективність
Authors
Anders Tenstam
Technology Specialist Aerodynamics
Mattias Hejdesten
Senior Engineering Expert Aerodynamics.

Як розробка подовженої кабіни вантажівки посприяла підвищенню енергоефективності

Завдяки унікальному аеродинамічному дизайну Volvo FH Aero встановлює нові стандарти енергоефективності та аеродинаміки. Модель Volvo FH Aero стала результатом кропітких досліджень і розробок, які тривали понад десятиліття, а також безперервних удосконалень, спрямованих на створення максимально економічної вантажівки.

 

Найпомітнішою особливістю нових моделей Volvo FH Aero та Volvo FH16 Aero є подовжена передня частина, яка дещо відрізняє їх від традиційних вантажівок із кабіною над двигуном. Вона також покращує аеродинамічні характеристики, а в поєднанні з попередніми вдосконаленнями ефективність використання пального в новому модельному ряді покращується на 5 %*. Отже, ці моделі мають найкращі аеродинамічні характеристики та найенергоефективніший дизайн серед вантажівок Volvo Trucks.
 

«Якщо говорити про аеродинаміку, ми хочемо, щоб кути були якомога плавнішими та заокругленими, але донедавна ми були обмежені законодавством щодо довжини транспортного засобу», — говорить Андерс Тенстам, старший експерт із технологій відділу аеродинаміки у Volvo Trucks. «Тепер ми маємо можливість подовжити передню частину кабіни та збільшити вигин. Це не тільки покращить аеродинаміку кабіни, але й допоможе максимально збільшити ефект від усіх інших удосконалень, які ми зробили в усьому вантажному автомобілі».

 

Як робота на довгострокову перспективу сприяла покращенню аеродинамічних характеристик


Хоча подовження передньої частини стало можливим завдяки змінам у законодавстві ЄС щодо довжини вантажівки, плани створення Volvo FH Aero з’явилися набагато раніше. Насправді інженери Volvo Trucks більше десяти років досліджували нові концепції та ідеї для вдосконалення Volvo FH. Першим кроком було створення окремої організації у складі компанії, яка зосередилася на передових технологіях. Замість упровадження невеликих окремих поступових удосконалень для негайного запуску, мета нової команди полягала в застосуванні довгострокового цілісного підходу до всього автомобіля.
 

«Зазвичай ми намагаємося не надто обмежувати себе, бо дуже важливо створити простір для появи нових ідей», — каже Андерс. «Якщо ви працюєте з декількома проєктами за чітким календарним планом, вам потрібно розставити пріоритети, і зазвичай тоді страждає довгострокове проєктування. Замість цього ми використовуємо ширший підхід і намагаємось одночасно досліджувати різні концепції, які можна пізніше об’єднати для створення рішення, що є більшим, ніж сума його частин».

Завдяки подовженню передньої частини кабіни інженери Volvo Trucks змогли скруглити кути та збільшити вигин.

Результат десятиліть досліджень

Центральним у підході Volvo Trucks до покращення аеродинаміки є принцип оптимізації, коли всі частини автомобіля розглядаються як взаємопов’язані та залежні одна від одної. Іншими словами, покращення аеродинаміки в задній частині автомобіля матиме ще більший вплив, якщо було оптимізовано аеродинаміку в передній частині.

«Якщо покращено аеродинамічні характеристики передньої частини, повітряний потік проходить ближче до кузова вантажівки, а це означає, що вдосконалення в задній частині матимуть ще більший ефект», — пояснює Андерс. «І навпаки, удосконалення в передній частині може бути частково зведено нанівець будь-якими недосконалостями в задній частині. Ось чому не варто сподіватися, що окремі зміни матимуть значний вплив. Натомість потрібно думати про аеродинаміку в цілому».
 

Volvo Trucks з 2012 року зосереджується на вдосконаленні всіх компонентів, і багато рішень для покращення аеродинамічних характеристик уже було представлено в 2022 році. Зокрема йдеться про додаткові ущільнювачі на лініях роз’єму передньої частини кабіни, закриття підніжки та ближчий периметр колісних арок.
 

Зміни в законодавстві ЄС, які дозволяють робити кабіни довшими, почали обговорюватися ще в 2013 році, перш ніж набути чинності в кінці 2019 року. Завдяки своєму довгостроковому підходу компанія Volvo Trucks змогла передбачити майбутній закон і завчасно вивчити можливості, які він відкриє щодо змін конструкції кабіни. Отже, нову кабіну з подовженою передньою частиною було розроблено разом із цими попередніми удосконаленнями. Це суттєво допомагає додатково покращити ці функції та зробити пакет комплексним. «Це той випадок, коли 1 + 1 = 3», — каже Андерс. «Кожне з цих рішень для покращення аеродинамічних характеристик окремо забезпечить економію пального, але якщо об’єднати їх усі разом, загальна економія буде ще більшою».
 

Які доповнення можна зробити для подальшого підвищення енергоефективності? 

На додаток до подовженої кабіни, у моделі Volvo FH Aero також реалізовано нову систему оглядових камер, яка фактично замінює бічні дзеркала крилоподібними камерами. У результаті усувається одна з головних перешкод для потоку повітря з боків вантажівки.
 

«Оскільки задня сторона дзеркала має бути пласкою, виникнення зони «хвилювання» за нею є неминучим, тому це завжди погіршуватиме аеродинамічні характеристики», — каже Маттіас Хейдестен, старший технічний експерт відділу аеродинаміки у Volvo Trucks. «Але якщо замінити бічні дзеркала камерами з меншим об’єктивом, повітряний потік щільніше прилягає до кузова вантажівки».

Андерс Тенстам, старший експерт із технологій відділу аеродинаміки у Volvo Trucks, і Маттіас Хейдестен, старший технічний експерт відділу аеродинаміки у Volvo Trucks
«Це той випадок, коли 1 + 1 = 3. Кожне з цих рішень для покращення аеродинамічних характеристик окремо забезпечить економію пального, але якщо об’єднати їх усі разом, загальна економія буде ще більшою».

Якщо справа доходить до традиційних засобів покращення аеродинамічних характеристик, як-от дефлектори з боків і на даху, спойлери, крила, обтічники шасі та ковпаки коліс, вони залишаються важливими, коли йдеться про максимальну економію пального. Компанія Volvo Trucks також нещодавно розробила додаткове рішення для свого шасі з пневматичною підвіскою: автоматичну функцію зменшення поточного кліренсу на швидкості понад 60 км/год.
 

«Тепер, коли ми оптимізували передню частину за допомогою подовженої кабіни, потрібно оптимізувати також і задню частину, і тут ми покладаємося на спойлери, крила та розширені обтічники шасі, щоб допомогти підтримувати потік повітря з боків вантажівки», — каже Маттіас.

Як розширення кабіни впливає на електровантажівки?

І Volvo FH Aero, що працює на газі, і Volvo FH Aero Electric мають однакові переваги з точки зору енергоефективності завдяки подовженій кабіні. Однак коли йдеться про Volvo FH Aero Electric, потенційні переваги ще більші завдяки системі рекуперації, яка використовується в агрегатах електричної трансмісії. «Електровантажівки рекуперують енергію під час кожного гальмування. Енергія повертається в систему, а не втрачається», — пояснює Маттіас. «Оскільки менший опір призводить до збільшення енергії гальмування педаллю, система рекуперації збиратиме більше такої енергії для генерування електроенергії. Отже, відносна окупність подовженої передньої частини кабіни навіть краща, ніж у разі використання газу чи дизельного пального».

Для електровантажівок підвищена висока енергоефективність означає збільшення запасу ходу, обмеження якого є однією з найбільших проблем використання електричної трансмісії.

Докладніше про систему оглядових камер та її переваги  читайте тут, зокрема про таке:

  • Як вона сприяє зменшенню викидів CO2 та витрати пального
  • Як вона покращує пряму й непряму оглядовість
  • Чому вона підвищує безпеку водіїв та інших учасників дорожнього руху

    * Фактична економія пального може варіюватися залежно від багатьох факторів, як-от швидкість руху, використання круїз-контролю, специфікація транспортного засобу, навантаження транспортного засобу, фактичний рельєф, досвід водія, технічне обслуговування вантажівки та погодні умови.
Система оглядових камер сприяє покращенню аеродинаміки завдяки заміні звичайних бічних дзеркал крилоподібними камерами.