Kuorma-autot
Kuorma-autot
Aerodynaaminen vastus vaikuttaa merkittävästi kuorma-autosi polttoainetalouteen, varsinkin ajoneuvon kulkiessa yli 50 km/h:n nopeudella. Avain tämän vaikutuksen vähentämiseen ja polttoainekustannusten alentamiseen on sen ymmärtäminen, miten kuorma-autojen aerodynamiikka toimii.
Kun kuorma-auto työntyy ilman läpi, se kohtaa merkittävän aerodynaamisen vastuksen – ilman aiheuttaman voiman. Vaikka ilmanvastusta esiintyy millä tahansa ajoneuvon nopeudella, sen suhde nopeuteen ei ole samassa suhteessa. Kun nopeus kaksinkertaistuu, ilmanvastus kasvaa nelinkertaiseksi. Jos nopeus kolminkertaistuu, vastus kasvaa yhdeksänkertaiseksi ja niin edelleen.
Tällä on dramaattinen vaikutus raskaan kuorma-auton energiatalouteen, varsinkin, kun se kulkee suurilla nopeuksilla moottoritiellä. Itse asiassa ilmanvastus voi aiheuttaa jopa kolmanneksen polttoainehäviöistä tyypillisessä kaukoliikenteessä. Akkukäyttöisissä sähkökuorma-autoissa energiahäviöt voivat olla jopa 50 prosenttia. Kuorma-auton aerodynamiikka on siis yksi suurimmista tekijöistä, jotka vaikuttavat polttoainetalouteen ja sitä kautta ympäristöön.
Ilmanvastuksen vaikutuksen pienentämiseksi on tärkeää viivyttää ilmanvirtauksen erotusta tai minimoida se. Erotus tarkoittaa virtaavan ilmakerroksen irtoamista kuorma-auton pinnasta ja muuttumista hyvin pyörteiseksi. Mitä aikaisemmin ilmanvirtaus irtoaa, sitä suuremman vanan se muodostaa kuorma-auton taakse. Suurempi vana tuottaa puolestaan suuremman painevastuksen.
Yksi tapa vähentää ilmanvirtauksen erotusta on tiivistää kuorma-auton etuosan raot mahdollisuuksien mukaan. Etenkin etukulmat ovat herkkä alue, jossa pienetkin välit voivat aiheuttaa ilman irtoamisen. Tämä vaikuttaa merkittävästi ilmanvirtaukseen kokonaisuutena.
"Kun ilmavirta lähestyy kuorma-auton kulmaa, ajattele sitä karuselliajeluna. Sinun täytyy pitää kiinni pysyäksesi kaarevalla radalla. Sama koskee ilmavirtaa, paitsi että sillä ei ole käsiä kiinni tarttumista varten, kuten meillä. Pysyäkseen kiinni ilman on käytettävä alhaista painetta", sanoo Anders Tenstam, joka on Volvo Trucksin aerodynamiikasta vastaava teknologia-asiantuntija.
Kun kuorma-auton etuosan aukot täytetään, avautuu myös muita parannuskohteita, kuten pidemmät ovien jatkeet, jotka pienentävät askelman aukkoa. Tämä viivästyttää virtauksen erotusta, koska ilmalla on tasainen pinta kiinnittymiseen.
Sama periaate pätee lokasuojiin, jotka pienentävät pyörän yläpuolella olevaa rakoa. Kuorma-autojen peilejä voidaan myös parantaa kaarevilla linjoilla ja pienemmillä ylärei'illä. Lisäksi peilikamerat varsinaisten peilien sijaan pienentävät kuorma-auton etuosaa. Tämä vähentää aerodynaamista vastusta.
Tulevaisuutta ajatellen on tärkeää, että kuorma-autot ovat mahdollisimman energiatehokkaita ja aerodynamiikan kehityksellä on tärkeä rooli
Katolla oleva ilmanohjain on tärkein aerodynaaminen laite, joka vähentää polttoaineen kulutusta. Vaikutus määräytyy toimintatyypin mukaan, mutta monet kuorma-autoyritykset hyötyvät katolla olevasta ilmanohjaimesta, kun se valitaan ja asennetaan sopimaan perävaunun kokoonpanoon. Optimaalisen korkeuden varmistaminen on olennaista – Volvo Trucksin simulaatioihin perustuvat viimeaikaiset havainnot osoittavat, että ilmanohjain voi säästää oikein säädettynä 2–6 prosenttia* polttoainetta.
Päivittäisessä toiminnassa käytettävä perävaunutyyppi vaikuttaa myös aerodynaamisten varusteiden toimintaan ja siihen, kuinka paljon polttoainetta tai energiaa voit säästää. Yhdistettyinä simulaatiot esimerkiksi osoittavat, että ohjaamon katolla oleva ilmanohjain ja ohjaamon sivuilmanohjaimet voivat vähentää polttoaineen kulutusta jopa neljästä viiteen prosenttia* tyypillisessä kaukoliikenteessä.
Eri tyyppisiä perävaunukokoonpanoja käytettäessä säästyvän polttoaineen määrä vaihtelee, mutta ohjaamon katolla ja sivuilla olevilla ilmanohjaimilla on silti myönteinen vaikutus. Tämä johtuu siitä, että kun ilmavirta vapautetaan ohjaamon takaosasta, se imeytyy ohjaamon ja kuorman väliseen rakoon, jolloin syntyy merkittävä ilmanvastus. Oikein sijoitetut katto- ja sivuilmanohjaimet ovat olennaisia suojattaessa ei-aerodynaamista kuormaa tältä ilmakuviolta.
Virtuaalisen simuloinnin edistysaskeleet ovat avanneet uusia mahdollisuuksia kuorma-autojen ilmanvirtauksen käyttäytymisen ja aerodynamiikan visualisointiin ja analysointiin. Simulaatioparametreja voidaan helposti säätää ja suorittaa yhä uudelleen lyhyessä ajassa. Tämä on nopeuttanut tarkistusprosessia ja aerodynaamisten parannusten markkinoille tuloa.
"Se on nopeatempoinen ja jatkuvasti kasvava alue. Voit nyt perehtyä mihin tahansa kuorma-auton yksityiskohtiin saadaksesi tietoa ilmanvirtauksesta ja parantaaksesi aerodynaamista suorituskykyä", Volvo Trucksin aerodynamiikkasuunnittelija Mattias Hejdesten kertoo.
Kuorma-autojen painoa ja mittoja koskevaan EU-lainsäädäntöön äskettäin tehty päivitys, jossa poistettiin 16,5 metrin rajoitus kokonaispituuteen, on myös tuonut enemmän vapautta kuorma-auton aerodynaamisen muodon optimointiin.
"Kaikki tämä on muuttanut tapaa, jolla kuorma-autojen valmistajat työskentelevät aerodynamiikan parissa, ja kuljetusyritykset voivat odottaa enemmän suunnittelumuutoksia tulevaisuudessa", Mattias Hejdesten sanoo.
Aerodynamiikka ei myöskään liity enää pelkästään polttoaineenkulutuksen vähentämiseen. Kyse on energiatehokkuuden lisäämisestä kuorma-auton polttoainetyypistä riippumatta ympäristövaikutusten vähentämiseksi.
Parannettu aerodynamiikka on erityisen tärkeää akkukäyttöisissä sähkökuorma-autoissa, joissa käytettävissä on vähemmän energiaa. Oikeiden asennusvalintojen tekeminen ja aerodynaamisen suunnittelun huomiointi määritettäessä kuorma-autoa yhdessä toimittajan kanssa ovat siksi tärkeitä tapoja optimoida reittejä ja lisätä toimintasädettä.
"Tulevaisuuden kannalta on olennaista, että kuorma-autot ovat mahdollisimman energiatehokkaita, ja aerodynamiikan kehityksellä on tässä tärkeä rooli", Anders Tenstam sanoo.
Kun ilmavirta lähestyy kuorma-auton kulmaa, ajattele sitä kuin karuselliajelua. Sinun täytyy pitää kiinni pysyäksesi kaarevalla polulla. Sama koskee ilmavirtaa, paitsi että sillä ei ole käsiä, jolla tarttua kiinni kuten meillä
*Perustuu tyypilliseen pitkän matkan dieselkäyttöön ja perävaunun vakiokokoonpanoon sekä laajoihin virtuaalisimulaatioihin ja Volvo Trucksin tekemään tutkimukseen. Todelliseen polttoainetalouteen vaikuttavia tekijöitä on useita, kuten ajonopeus, vakionopeussäätimen käyttö, ajoneuvon erittely, ajoneuvon kuorma, todelliset pinnanmuodot, kuljettajan ajokokemus, ajoneuvon huolto ja sääolosuhteet.
