重型卡车减阻措施介绍
8级满载重卡的发动机功率平衡图
上表为动力传动系统、惯性/制动、滚动阻力、附件负载以及气动损失等五种因素在不同环境下所消耗的发动机功率比例,等同于所占燃油消耗比。可以清晰的看出,在城市中卡车由于空气阻力而导致的燃油消耗达到总消耗的10%到25%,而当在高速上行驶时,用于克服空气阻力而消耗的燃油竟然达到惊人的35%到55%,所以对于重型卡车来说,实现降阻对其意义更为明显。
在重卡的阻力中,由于卡车相对较为巨大的迎风面积,使得高速气流撞击产生的压差阻力仍是主要的阻力,汽车与空气之间的摩擦阻力对整体风阻的贡献相对来说很小,仅有10%,甚至更少,所以,前者依旧是实施减阻技术的主要候选者,而卡车外形的优化(例如下图中箭头所指部位)就是一个十分实用且普遍的切入点。
本文就从卡车外形出发,着重介绍几种在重型卡车应用较为广泛的减阻措施。
1.顶部导流罩
基于重型卡车的用途,使得挂车车厢有一部分高于驾驶室,这种特殊的结构使得卡车在行驶时,有较大的气流从正面直接撞击到货箱,致使气动阻力大大增加。在驾驶室顶部安装导流罩,可以使得气流更为平顺的流过,减少正面来流冲击,有效降低气动阻力。
2.牵引车—挂车间隙气流控制
在重型卡车牵引车-拖车(或者说是驾驶室和货箱)之间的间隙处,无论是正面来流的撞击还是侧风穿过间隙的横向流动,最终都会增加整车的气动阻力。
目前主要存在两种主要类型的装置,用来减少牵引车-挂车之间空气阻力。
第一种类型是安装在牵引车上的。通过在驾驶室侧后部加装导流板或者说是驾驶室延板,以阻止或减少进入驾驶室与货箱之间间隙的气流量。相比于没有在间隙处加装导流装置的车来说,其降阻效果十分明显。
第二种类型的装置是加装在挂车上的。通过在挂车尾部加装导流罩,对经过尾部的气流进行导流,减轻尾部紊流,以此达到降阻提高燃油经济性的目的。
3.侧面裙部
通过在卡车的挂车下部加装侧裙板,减少直接进入挂车底部的气流量,实现阻力系数的减小。
而且有的车型,在已经具有流线型的侧裙板上开设凹槽,对行驶中的气流进行引导,进一步降低空气阻力。
4.保险杠优化
卡车保险杠区域的形状对其下部流动气流影响很大。可以通过气坝或扰流器降低保险杠,调节其过渡角,使气流更多的流向侧面,减少通过底部的气流量,从而降低阻力。
除上述卡车特有的减阻措施之外,还有与乘用车相近的减阻措施,例如发动机罩与前脸的圆滑过渡、前阻流板的设计等。
相比于上面介绍的已经成熟的减阻措施,卡车目前正处于实验阶段的一些减阻新技术也值得期待。
5.后视摄像头
利用短波红外(SWIR)相机与后视摄像头搭配代替传统的后视镜,不仅会降低空气阻力还会获得更加良好的视觉效果,尤其在雾天等较为恶劣的环境下。(不过该方案目前尚处于实验阶段,但其前景却很广阔)
6.底部箱
类似于侧裙的方式,为进一步减小气流对卡车底部的影响,开发出一种轻型底部箱,在其风洞实验中,降阻效果明显。但由于自身重量以及挂车离地间隙的约束,目前尚未普及。
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