A importância do design aerodinâmico para veículos

Por que os veículos de transporte que precisam ser considerados para consumo de energia e velocidade estão se tornando mais esteticamente agradáveis ​​ao público e mais suaves em seu estilo? E o que esses kits aerodinâmicos significam para caminhões?

Marcel Dassault, fundador da empresa francesa Dassault Aviation, especializada na fabricação e produção de jatos de caça, disse uma vez que um avião que tem um bom desempenho geralmente é bonito de se ver. Talvez caminhões "visualmente bonitos" provavelmente sejam mais econômicos em termos de combustível.

À medida que os meios de transporte se tornam cada vez mais rápidos, o design dos caminhões está gradualmente chegando a um ponto em que a resistência do vento não pode ser ignorada.

De acordo com organizações de pesquisa, quando um caminhão atinge velocidades de até 88km/h, cerca de metade de sua potência é usada para superar a resistência do vento. Essa conclusão forçou os fabricantes de caminhões a se esforçarem muito para reduzir a resistência do vento.

Em maio de 2008, no famoso circuito de alta velocidade de Nardo, no sul da Itália, um novo Mercedes-Benz Actros 1844 LS com um peso bruto de veículo de cerca de 40 toneladas estabeleceu um novo recorde mundial do Guinness na época - o caminhão de 40-ton com o menor consumo de combustível do mundo. Após 12.728 quilômetros de testes, o veículo atingiu um consumo de combustível de cair o queixo de 19,44 litros por 100 quilômetros!

Além do trem de força eficiente, o design aerodinâmico do Actros também é um dos principais contribuintes para um resultado tão surpreendente.

Como podemos ver na imagem, o Actros tem um rico conjunto aerodinâmico, com defletores de teto e laterais que combinam com a caixa de carga, e defletores laterais que incluem o trailer, além de uma caixa de carga de painel composto suave. Esses designs aerodinâmicos tornam a carroceria do Actros extremamente plana e menos propensa a turbulências.

Daremos a você um resumo dos designs que reduzem a resistência ao vento, da parte dianteira para a traseira do veículo, nos quais você pode se concentrar ao escolher um veículo.

● Grade de entrada de ar ativa A grade de entrada de ar ativa se refere às grades na grade central que podem ser abertas e fechadas independentemente de acordo com o ambiente operacional do veículo. Essas grades são conectadas entre si por bielas, que são controladas por motores elétricos que giram as grades controlando os motores de acionamento por meio do computador de viagem (ECU).

A grade de entrada de ar ativa pode controlar efetivamente a velocidade de aquecimento do veículo e também pode desempenhar um papel na redução da resistência do vento.

Quando o motor estiver em um ambiente de baixa temperatura ou quando a carga do motor for baixa e não houver alta demanda por dissipação de calor, a ECU fechará a grade ativa para "manter o motor aquecido" para que ele possa atingir a temperatura operacional ideal.

Quando a temperatura operacional do motor for maior que a temperatura ideal, a ECU abrirá a grade de admissão de ar ativa, uma grande quantidade de ar será despejada na malha central, retirando o calor para ajudar o motor a esfriar. Quanto ao momento de abertura ou fechamento da grade de admissão de ar ativa, ele é considerado pela ECU com referência à temperatura do líquido de arrefecimento do motor, temperatura do óleo, temperatura ambiente, velocidade e outros fatores.

Além de ajudar o motor a manter temperaturas operacionais ideais, uma grade de entrada de ar ativa reduz a resistência do ar para economizar combustível.

De acordo com um teste de bancada NEDC conduzido pela SAE Society of Automotive Engineers em uma temperatura ambiente de 25 graus, a grade de admissão de ar ativa pode melhorar a economia de combustível em cerca de 2%. Essa otimização parcial do consumo de combustível decorre principalmente da redução da resistência do veículo ao vento quando a grade de admissão de ar ativa está fechada.

Quando o caminhão está viajando em alta velocidade, o vento do impacto frontal fluirá por vários locais - teto, laterais e parte inferior - e a face frontal, que fica diretamente na direção do vento, é crítica.

À medida que o fluxo de ar passa pela grade de admissão para a cabine e flui pelo radiador e outros acessórios, ele colide com a estrutura de incrustações dentro do radiador, criando uma tremenda resistência à direção.

Quando o fluxo de ar entra na cabine, a maior parte dele sai pela abertura sob o compartimento do motor e colide com o fluxo de ar de alta velocidade que originalmente fluía sob o veículo, causando turbulência e aumentando a resistência do ar.

Portanto, a capacidade de fechar parcial ou totalmente a grade de entrada de ar quando o veículo está viajando em velocidades médias e altas é benéfica na redução da resistência ao vento. É fácil ver por que a maioria dos veículos elétricos puros sem motores tem um design de extremidade frontal fechada.

● Defletores de teto/laterais Na realidade, os defletores de teto e laterais são, naturalmente, os mais fáceis de operar e controlar. De acordo com as estatísticas, um veículo com defletor pode economizar até 4-5% no consumo de combustível em comparação a um veículo sem defletor.

Da esquerda para a direita, defletores monolíticos, combinados e desviadores

O defletor de ar geralmente pode ser dividido em três categorias de acordo com seu formato: tipo integral, tipo combinado e tipo de desvio.

Os Estados Unidos usam transporte multimodal, o tamanho dos reboques é relativamente mais uniforme, então os caminhões pesados ​​americanos usam principalmente o defletor integral.

Nos países europeus, devido às diferenças nas condições nacionais, há diferenças entre veículos e caixas de carga, portanto, o defletor do veículo é baseado principalmente no defletor combinado ajustável.

O último tipo de defletor de desvio tem o efeito de dispersar o fluxo de ar para cima e para os lados esquerdo e direito ao mesmo tempo, o que é mais eficiente e, portanto, é usado em todos os tipos de caminhões. Normalmente, ele precisa ser fabricado de acordo com a caixa de carga correspondente.

Na prática, o defletor superior da cabine deve ser ajustado para uma altura igual ou ligeiramente menor que a altura do trailer. Transição suave do fluxo de ar da cabine para a caixa de carga por meio de um defletor, evitando que o fluxo de ar atinja a caixa de carga diretamente. Minimiza a resistência de direção causada pela turbulência do ar entre o trator e o trailer.

Os defletores laterais também são importantes, e sua presença reduz a distância entre o trator e o trailer. Isso facilita o fluxo de ar fluir suavemente através do vão entre a extremidade dianteira e o trailer quando o veículo está viajando em altas velocidades, reduzindo muito a chance de formação de vórtices. O defletor lateral na orientação do fluxo de ar do vento cruzado é muito significativo, nem mesmo mais fraco do que o defletor do teto.

Hoje em dia, muitos tratores-reboques são equipados com defletores ajustáveis ​​em altura, e combinar a altura do defletor com a altura da caixa de carga da melhor forma possível antes de cada partida é uma maneira muito prática de economizar combustível.

Painéis laterais e painéis de reboque

Caminhões sem painéis laterais apresentam grande resistência ao ar devido aos inúmeros dispositivos dispostos em ambos os lados da viga, o que pode ser evitado com a instalação de painéis laterais.

Por um lado, pode reduzir o centro de pressão do vento do veículo e melhorar a capacidade do veículo de resistir a ventos laterais; por outro lado, pode bloquear o ar em ambos os lados do veículo de ser sugado para baixo do veículo e reduzir o acúmulo de fluxo de ar sob o veículo. Isso pode reduzir o impacto do fluxo de ar com várias partes salientes no chassi do veículo, de modo que o fluxo de ar sob o veículo seja mais suave, reduzindo assim a resistência do ar.

Esse formato convergente, semelhante ao da cauda de um avião, reduz efetivamente a turbulência e a resistência do vento na parte traseira da caçamba, melhorando ainda mais a economia de combustível.

● Painel traseiro

A parte traseira do veículo é o local mais facilmente esquecido, mas, na verdade, o ajuste razoável da rabeta e da traseira do trailer pode fazer com que o ponto de separação do fluxo de ar seja atrasado para trás, o que contribui para reduzir a área de pressão negativa atrás da caixa de carga.

No "Flying Trailer" lançado pela Mercedes-Benz e nos "Low Wind Resistance Vans and Semi-Trailers" lançados por vários fabricantes chineses, podemos ver a existência do "cóccix em forma de barco". Estudos mostraram que com esse tipo de estrutura, a resistência do ar pode ser ainda mais reduzida em 10-15%.