最近看到很多人在討論平頭卡車和長頭卡車的優(yōu)缺點(diǎn),很多人也發(fā)現(xiàn)在歐亞大陸上大部分卡車都是平頭車,而在北美則是長頭車。長頭車相對于平頭車來說在人員安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性上比平頭車有著先天的優(yōu)勢,而發(fā)揮出長頭車燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢的并不是說車輛的動力系統(tǒng)和平頭車有多大的不同,而是來自于長頭車更優(yōu)秀的空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)。今天就和大家簡單介紹一下北美的長頭卡車空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)。
從某種意義上來說,今時(shí)今日的北美長頭卡車越來越像滑翔機(jī),尤其是牽引卡車??諝鈩恿W(xué)的提升賦予了現(xiàn)代牽引車在空氣中滑行的能力,相對前幾代產(chǎn)品而言,燃油經(jīng)濟(jì)性有兩位數(shù)字的提升。后市場的改裝,能夠進(jìn)一步的提高空氣動力學(xué)性能。而整車廠也在不斷的嘗試各種新的理念和設(shè)計(jì),試圖使下一代重卡性能更高。美國政府也在不斷推動企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新,超級卡車計(jì)劃在美國政府的主導(dǎo)下已經(jīng)進(jìn)行到第二階段,空氣動力學(xué)特性的優(yōu)化是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。
對于車主來說,現(xiàn)實(shí)中最大的顧慮是空氣動力學(xué)套件是否物有所值。套件本身的成本是否能換來更多的效益?是否和廣告中宣傳的一樣有效?大多數(shù)情況下,答案是肯定的。牽引車空氣動力學(xué)技術(shù)在過去的10年中有巨大的飛躍。同樣取得巨大進(jìn)展的還有發(fā)動機(jī)的小型化和高效化。這些高效發(fā)動機(jī)帶來的除了與智能傳動系匹配后的傳動效率以外。也使得卡車制造商能夠通過減小發(fā)動機(jī)罩的尺寸,優(yōu)化風(fēng)擋的曲線,減少保險(xiǎn)杠和倒車鏡的風(fēng)阻等,極大的減小卡車的前迎風(fēng)面積。這些措施帶來了超過10%的風(fēng)阻降低。
當(dāng)談到加裝空氣動力學(xué)套件的時(shí)候,如果套件不能和整車配置很好的契合,那么加裝不會帶來什么明顯的效果。最關(guān)鍵的是必須要通盤考慮,局部改裝會有所幫助,但是各個(gè)部分都會互相影響。卡車可以加裝各種套件,但是如果他們不是互相匹配,就無法得到滿意的效果。目前國內(nèi)的卡車也有一些空氣動力學(xué)優(yōu)化方面的設(shè)計(jì),但大多是局部的設(shè)計(jì)修改,還沒有進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)開發(fā)。
現(xiàn)在,北美的每一家生產(chǎn)商都提供各自的標(biāo)準(zhǔn)和選裝空氣動力學(xué)套件。例如納威司達(dá)的新LT系列,標(biāo)配3片式前保險(xiǎn)杠,曲面風(fēng)擋,和流線型倒車鏡。再加上頂部導(dǎo)流板和側(cè)面套件,在匹配53英尺帶空氣動力學(xué)套件的掛車時(shí),燃油經(jīng)濟(jì)性能夠提高多達(dá)12%。其他部件對燃油消耗率的貢獻(xiàn)大致為——大梁裙邊6%,流線型保險(xiǎn)杠2%,流線型倒車鏡1%。每一代的牽引車都會在上一代的基礎(chǔ)上有質(zhì)的飛躍。弗萊那2018款Cascadia的空氣動力學(xué)套件包括20英寸的駕駛室側(cè)延長,全底盤側(cè)裙邊,后輪罩等,能夠在2014款的基礎(chǔ)上再提升1.1%的燃油經(jīng)濟(jì)性。如果加裝AeroX套件,包括小間隙前保險(xiǎn)杠,24英寸駕駛室側(cè)延長,驅(qū)動橋導(dǎo)流板,可以再提升約1.5%。在北美卡車的空氣動力特性優(yōu)化已經(jīng)發(fā)展到了一定的高度,進(jìn)一步的優(yōu)化空間變得越來越?。坏珜τ趪鴥?nèi)的卡車企業(yè)來說,這項(xiàng)工作可能才剛剛起步。隨著油耗法規(guī)的要求不斷提高,內(nèi)燃機(jī)本身的燃油經(jīng)濟(jì)性無法取得突破,整車空氣動力學(xué)特性的優(yōu)化會成為各個(gè)車企下一階段提升油耗的一個(gè)主要著眼點(diǎn)。
另外法規(guī)的變革也會帶來新的優(yōu)化方向,例如取消外部倒車鏡改為攝像頭,可以帶來顯著的提升。有幾種概念設(shè)計(jì)也能夠進(jìn)一步提升牽引車附近的空氣流動,但是可能不具備推向市場的可行性。例如單人駕駛室,可以做得更流線型。但是客戶,特別是二級市場的客戶,還是只接受雙人駕駛室。特斯拉2017年11月發(fā)布的全電動牽引車上,就采用了駕駛員座椅中央布置的設(shè)計(jì),另外在后部安裝了另外一個(gè)座位。此外,得益于不需要安裝內(nèi)燃機(jī),駕駛室也做得更為流線型。輕量化材料的應(yīng)用也是未來的一個(gè)方向,例如碳纖維。此外,更多的應(yīng)用電子智能子系統(tǒng),比如在啟動和爬坡階段起作用的電子輔助駕駛車橋。以及再回收能源制動系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用也會有幫助。
進(jìn)一步提升空氣動力學(xué)性能需要從整車廠和客戶的角度有更多的創(chuàng)新理念。在目前美國正在進(jìn)行的超級卡車項(xiàng)目中,就有不少類似的實(shí)踐。比如,由于將風(fēng)擋做得越來越傾斜,將迫使車門由側(cè)面轉(zhuǎn)移到駕駛室背面。這會帶來多大的提升,對日常運(yùn)營有怎樣的影響?在卡車越來越像高鐵前,各方面的評估都必須完成。還有一些提出多年的設(shè)計(jì)理念,包括可變間隙格柵,可升降懸掛系統(tǒng),牽引車底部導(dǎo)流設(shè)計(jì)等。
空氣動力學(xué)性能的研究,對于很多國內(nèi)卡車廠商來說都是一個(gè)比較新的課題,但這是一個(gè)對企業(yè)、社會和用戶來說都有益的課題。節(jié)能減排,利國利民,希望我們自己的卡車也做得越來越節(jié)能,越來越漂亮。
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