Намаляване на аеродинамичното съпротивление на камионите
Голямата зона на предна проекция и правоъгълната форма на каросерията на камиона и автобуса допринасят за значително аеродинамично съпротивление. Този факт е особено важен, ако вземем предвид, че съвременният транспорт на стоки изисква високи скорости, при които това съпротивление нараства още повече.
Максималната площ на предната проекция на камион или пътен влак е ограничена от съответните национални и международни разпоредби и стандарти и обикновено се използва напълно. В същото време каросерията на камиони и полуремаркета е много по-голяма от кабината на влекач и по-специално разликата във височините им има отрицателен ефект върху процеса на въздушен поток около пътния влак. В Европа най-често се използват ремаркета и особено полуремаркета с височина 3,6-3,8 м. Тяхната ширина, в съответствие с правилата за движение на повечето страни, не трябва да надвишава 2,5 м. Такова полуремарке с остри ребра надвишава трактора, както по височина, така и по ширина, и нарушава непрекъснатия аеродинамичен поток около цялата система трактор-полуремарке.
Друг фактор, който влошава рационализацията, е голямата пролука между трактора и ремаркето. При движение в него възниква силна турбуленция, което води до прекъсване на въздушния поток, особено при страничен вятър.
Следователно за такива товарни влакове, имащи голяма обща маса, както и голяма челна проекция, аеродинамичното съпротивление и съпротивлението при търкаляне стават еднакви при скорост от около 80 km/h. Коефициентът Cx на тези пътни влакове достига високи стойности, главно поради лошо опростената форма. На фиг. 1 показва стойностите на коефициента Cx в зависимост от ъгъла между посоката на въздухапотока и надлъжната ос на автомобила (ъгълът на изтичане) за камион с ремарке A, за влекач с полуремарке B и автобус C. По-опростена форма, автобус без странични процепи, остри ръбове и стъпала, се влияе по-малко от страничния въздушен поток. Подобряването на аеродинамиката на камионите и пътните влакове в момента получава повишено внимание, тъй като без големи промени е възможно да се намали разходът на гориво с 8-10%, което е много важно за икономичния транспорт на стоки. Проучвания в аеродинамични тунели показват, че чрез затваряне на пролуките между кабината на трактора с различни височини и каросерията на полуремаркето, като същевременно се подобрява формата на каросерията, е възможно да се намали аеродинамичното съпротивление с цели 48%. На практика обаче този максимум не е постижим. За конвенционален седалков влак Cx = 0,8; инсталирането на аеродинамичен щит на покрива на трактора го подобрява до 0,56, а пълното припокриване на всички пропуски, което елиминира центровете на турбулентност, до 0,48.
Основното внимание на специалистите е насочено към аеродинамичния капак [2], монтиран на покрива на трактора, който може да бъде адаптиран за полуремаркета с различна височина чрез промяна на ъгъла на наклон. Сравнително малката клапа отклонява въздушния поток по такъв начин, че той преминава без турбуленция към потока около покрива на полуремаркето.
Важно е и обтичането около долната част на камиона, която е много стъпаловидна и има неравномерно високи издатини. Поради това е необходимо да се ограничи въздушният поток под автомобила, което се постига с помощта на преден спойлер, чието монтиране, за разлика от лекия автомобил, е насочено главно към намаляване на аеродинамичното съпротивление. Спойлерът е монтиран под предната броня по цялата ширина на автомобила, така чедолният ръб припокрива долната точка на предната ос. На фиг. 3 показва промяната на Cx на влекач с полуремарке в зависимост от посоката на въздушния поток y при използване на аеродинамична клапа и преден спойлер, получена в резултат на изследване на MAN (Германия). Въпреки факта, че делът на трактора в общото аеродинамично съпротивление се увеличава, самият той значително намалява - до Cx = 0,5. Основната причина за това намаление е намаляването на съпротивлението на полуремаркетата.
Големите аеродинамични загуби се причиняват от завихрянето на въздуха в пролуката между автомобила и ремаркето. Един конвенционален влак с ремарке (камион и ремарке) има общ Cx = 0,76. Чрез заобляне на вертикалните ребра на ремаркето от предната му страна може да се постигне подобрение на Cx от 5,5%. Допълнителен начин за намаляване на Cx е да се монтира стабилизатор на вертикален поток на предната стена на каросерията на ремаркето. Този стабилизатор разделя пространството между теглещото превозно средство и ремаркето на две и ограничава завихрянето. В резултат Cx се намалява с 6,5%.
Чрез едновременно инсталиране на стабилизатор и заобляне на ребрата се постига подобрение на Cx с 10%. Още по-голямо подобрение - до 12% - се постига чрез пълно затваряне на празнината между автомобила и ремаркето. Еластична връзка, която се огъва по време на завиване, позволяваща бързо отделяне на пътния влак и поддържане на гладка повърхност на каросерията, води до допълнителни 2% подобрение на Cx.
Описаните по-горе мерки могат да намалят общото аеродинамично съпротивление с 25–27%, което осигурява спестяване на гориво до 6–8%.
За допълнително намаляване на стойностите на Cx при високи скорости на превозното средство е необходимо да се спусне предната част на тялото и, ако е възможно, задната част. Този метод е проведен експерименталноFord Proba IV, при който предната част на каросерията беше постепенно снижена, променяйки пътния просвет от 155 на 25 mm, което доведе до подобрение на Cx до 0,157, измерено на реална кола в аеродинамичния тунел Pinin Farina.
Прочетете също
Преглед на хибридния автомобил "Chevrolet Volt". Volt е масово произвеждан plug-in хибриден автомобил. Той е коренно различен от "паралелния" хибрид, като "Toyota Prius".
Двигателят на Стърлинг е нов възможен източник на механична енергия за управление на автомобил.