需要考慮能耗和速度的運(yùn)輸工具,為什么都越來(lái)越符合大眾審美,越變?cè)狡?,越變?cè)搅鲿??而那些空氣?dòng)力學(xué)套件能給卡友們帶來(lái)什么,“用風(fēng)省錢(qián)”到底靠不靠譜?今天我們就來(lái)好好聊聊這個(gè)話(huà)題!

在聊卡車(chē)之前,我想很有必要聊聊“把風(fēng)玩到極致”的飛行器了。早在1933年美國(guó)國(guó)家航空咨詢(xún)委員會(huì)就根據(jù)當(dāng)時(shí)主流飛行器的機(jī)翼數(shù)據(jù),仿制了其機(jī)翼結(jié)構(gòu),在全世界第一個(gè)可變氣壓風(fēng)洞中展開(kāi)實(shí)驗(yàn),測(cè)試其風(fēng)阻大小。

這是115個(gè)奇怪形狀,您覺(jué)得里面都藏有什么玄機(jī)?在一系列測(cè)試對(duì)比之后,委員會(huì)的專(zhuān)家們最終確定了“4412號(hào)”方案為空氣動(dòng)力學(xué)最優(yōu)翼形。此后,幾乎老美的一代“名機(jī)”,包括但不限于P-38戰(zhàn)斗機(jī)、DC-3運(yùn)輸機(jī)、B-17轟炸機(jī)等,幾乎都基于這種翼形設(shè)計(jì)。

正如專(zhuān)業(yè)制造和生產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)的法國(guó)達(dá)索公司創(chuàng)始人馬塞爾·達(dá)索說(shuō)的那樣:性能優(yōu)秀的飛機(jī)外觀一定漂亮。我們的審美竟然也與超低風(fēng)阻不謀而合,也許“視覺(jué)上漂亮”的卡車(chē)很可能意味著更節(jié)油。

隨著運(yùn)輸工具的速度越來(lái)越快,卡車(chē)逐漸達(dá)到了不能忽視風(fēng)阻的地步。根據(jù)國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)的調(diào)研結(jié)果顯示,當(dāng)卡車(chē)時(shí)速達(dá)到88km/h時(shí),大約有一半的馬力都要用來(lái)克服風(fēng)阻。這個(gè)現(xiàn)實(shí)而又略顯“恐怖”的結(jié)論迫使卡車(chē)制造商必須要將很大精力用來(lái)降低車(chē)輛風(fēng)阻,他們把卡車(chē)也送進(jìn)了風(fēng)洞,因?yàn)榻档惋L(fēng)阻就意味著高能效、更節(jié)油。


時(shí)間來(lái)到2008年的5月,在意大利南部著名的Nardo高速環(huán)型賽道上,一輛車(chē)貨總重約40噸的新款奔馳Actros 1844 LS在當(dāng)時(shí)創(chuàng)造了一項(xiàng)全新的吉尼斯世界記錄——世界上油耗最低的40噸重卡。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)12728公里的測(cè)試,這臺(tái)車(chē)的每百公里油耗達(dá)到了讓人驚掉下巴的19.44升!

取得如此驚喜的成績(jī),除了本身高效的動(dòng)力系統(tǒng)以外,武裝到牙齒的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)也是大功臣一個(gè)。從圖中我們能看出,這臺(tái)Actros的空氣動(dòng)力學(xué)套件相當(dāng)豐富,有與貨箱匹配度極高的車(chē)頂、車(chē)側(cè)導(dǎo)流罩,還有包含了掛車(chē)的側(cè)裙板,除此之外還使用了平滑的復(fù)合板貨箱,這些空氣動(dòng)力學(xué)套件,使得Actros車(chē)身極度平整,且不易形成紊流。

那么如何“借助風(fēng)來(lái)省錢(qián)”呢,常見(jiàn)的解決辦法就是賦予卡車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)特征。但卡友們?nèi)粘K{駛的卡車(chē)無(wú)法像上文中提到的那樣,將低風(fēng)阻做得那樣極致。所以,我們按照從車(chē)頭到車(chē)尾的順序給大家聊聊能降低風(fēng)阻的套件,選車(chē)時(shí)可以著重考慮,有這些配置的卡友們也一定要利用起來(lái)。
● 主動(dòng)式進(jìn)氣格柵

主動(dòng)式進(jìn)氣格柵指的是中網(wǎng)內(nèi)的格柵可以根據(jù)車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境自主選擇開(kāi)閉,這些格柵都通過(guò)連桿連接在一起,用電機(jī)控制連桿,通過(guò)行車(chē)電腦(ECU)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)旋轉(zhuǎn)格柵。

裝備了主動(dòng)式進(jìn)氣格柵的鷹途牽引車(chē)
主動(dòng)式進(jìn)氣格柵可以有效控制熱車(chē)速度,同時(shí)還能起到降低風(fēng)阻的作用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫環(huán)境下或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載較低沒(méi)有太高的散熱需求時(shí),ECU便會(huì)關(guān)閉主動(dòng)格柵,來(lái)給發(fā)動(dòng)機(jī)“保溫”,使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)快達(dá)到最佳的工作溫度。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度高于理想溫度時(shí),ECU就會(huì)打開(kāi)主動(dòng)式進(jìn)氣格柵,大量空氣就會(huì)灌入中網(wǎng),帶走熱量,幫助發(fā)動(dòng)機(jī)降溫。至于開(kāi)閉主動(dòng)式進(jìn)氣格柵的時(shí)機(jī),則是由ECU參考發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度、油溫、環(huán)境溫度、時(shí)速等因素來(lái)綜合考慮。
主動(dòng)式進(jìn)氣格柵除了能幫助發(fā)動(dòng)機(jī)保持最佳工作溫度外,它還能降低空氣阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)油效果。據(jù)SAE美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)進(jìn)行的一項(xiàng)環(huán)境溫度為25°C的NEDC臺(tái)架測(cè)試顯示,主動(dòng)進(jìn)氣格柵可以提高2%左右的燃油經(jīng)濟(jì)性。這部分油耗的優(yōu)化,主要是源于主動(dòng)進(jìn)氣格柵關(guān)閉后,整車(chē)風(fēng)阻的降低。

卡車(chē)在高速行駛時(shí),車(chē)頭撞擊的風(fēng)將會(huì)從車(chē)頂、車(chē)側(cè)、車(chē)底這幾個(gè)位置流過(guò),直接迎風(fēng)的前臉就至關(guān)重要了。當(dāng)氣流穿過(guò)進(jìn)氣格柵進(jìn)入機(jī)艙,并流經(jīng)散熱器等裝置時(shí),就會(huì)與散熱器內(nèi)部的鱗片結(jié)構(gòu)相撞,帶來(lái)巨大的行駛阻力。當(dāng)然還不止于此,當(dāng)氣流進(jìn)入機(jī)艙后,大多數(shù)將會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)艙下方的開(kāi)口處流出,將會(huì)與原本從車(chē)底下方流過(guò)的高速氣流相撞,使氣流紊亂增大空氣阻力。

所以,車(chē)輛在中高速和高速行駛時(shí),能部分關(guān)閉或全部關(guān)閉進(jìn)氣格柵,對(duì)于降低風(fēng)阻是有一定好處的,這就不難理解為什么沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)車(chē)大多都采用了封閉式車(chē)頭的設(shè)計(jì)了。
● 車(chē)頂/車(chē)側(cè)導(dǎo)流罩
現(xiàn)實(shí)中我們最容易操作和控制的當(dāng)然要屬車(chē)頂、車(chē)側(cè)的導(dǎo)流罩了。據(jù)統(tǒng)計(jì),有導(dǎo)流罩的車(chē)子相比沒(méi)有導(dǎo)流罩的車(chē)子可節(jié)約油耗4-5%。不過(guò),車(chē)子可不是有了導(dǎo)流罩就萬(wàn)事大吉了,還要注意車(chē)掛匹配,正確調(diào)整導(dǎo)流罩才能發(fā)揮其作用!

從左至右分別為整體式、組合式、分流式導(dǎo)流罩
導(dǎo)流罩按照形態(tài)大體可以分為整體式、組合式、分流式三大類(lèi)。由于美國(guó)多式聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸方式,他們的掛車(chē)尺寸相對(duì)更統(tǒng)一,所以美式重卡比較熱衷于整體式導(dǎo)流罩;而歐洲各國(guó),因各國(guó)國(guó)情差異,車(chē)輛與貨箱存在差異,以可以調(diào)節(jié)的組合式導(dǎo)流罩為主;而最后一類(lèi)分流式具有向上和向左右兩側(cè)同時(shí)分散氣流的效果,效率較高,在各類(lèi)貨車(chē)上都有應(yīng)用,通常需要按貨箱對(duì)應(yīng)制造。
在實(shí)際操作起來(lái)就是要將駕駛室頂部導(dǎo)流罩調(diào)節(jié)到高度與掛車(chē)高度相當(dāng)或略低于掛車(chē),通過(guò)導(dǎo)流板將氣流從駕駛室平滑過(guò)渡到貨箱,避免氣流直接撞向貨箱,盡可能降低牽引車(chē)與掛車(chē)之間的空氣紊流所帶來(lái)的行駛阻力。
側(cè)導(dǎo)流板也很重要,它的存在可以縮短牽引車(chē)與掛車(chē)之間的距離,這使得車(chē)輛在高速行駛時(shí),使得氣流更易平滑流經(jīng)車(chē)頭與掛車(chē)的空隙,形成漩渦的機(jī)率大大減少。側(cè)導(dǎo)流板對(duì)橫風(fēng)的氣流導(dǎo)向作用非常顯著,甚至不弱于車(chē)頂導(dǎo)流罩。

越來(lái)越多國(guó)產(chǎn)重卡也配備了可手動(dòng)調(diào)節(jié)的導(dǎo)流罩 圖為X6000的調(diào)節(jié)手柄
現(xiàn)在很多牽引車(chē)配備了高度可調(diào)節(jié)的導(dǎo)流罩,每次出發(fā)前將導(dǎo)流罩與貨箱高度盡可能做好匹配就是非常實(shí)用的省油辦法了,有如此低成本的省油辦法卡友們一定要善用啊。
● 側(cè)裙板與掛車(chē)裙板

未安裝側(cè)裙板的卡車(chē),由于其大梁兩側(cè)布置有眾多的設(shè)備,突出部尺寸與形狀各異,會(huì)帶來(lái)較大的空氣阻力,安裝側(cè)裙板后可以很大程度上避免這一情況的發(fā)生。

在國(guó)外,側(cè)裙板的能見(jiàn)度要比目前國(guó)內(nèi)高很多,很多車(chē)型都會(huì)標(biāo)配這一配置,不過(guò)這一配置在國(guó)內(nèi)仍然在“小步慢跑”中。它的原理與車(chē)頂車(chē)側(cè)的導(dǎo)流罩類(lèi)似,一方面可以降低整車(chē)的風(fēng)壓中心,提高整車(chē)的抗側(cè)風(fēng)能力;另一方面可以阻擋車(chē)輛兩側(cè)的空氣被吸入車(chē)輛下方,減少車(chē)輛下方的氣流堆積,減少氣流與車(chē)輛底盤(pán)中各突出部件的撞擊,使車(chē)輛下方氣流流動(dòng)更加順暢,從而減少空氣阻力。

在掛車(chē)上側(cè)裙板同樣重要,上圖為中集開(kāi)發(fā)的掛車(chē)側(cè)裙板,流線型設(shè)計(jì)的側(cè)裙板和預(yù)制凹槽可以對(duì)行駛中的氣流進(jìn)行引導(dǎo)。并且該側(cè)裙板還采用了折疊式設(shè)計(jì)和鋁合金材質(zhì),在通過(guò)惡劣路況時(shí)可以將其收納起來(lái),非常方便。

掛車(chē)尾板設(shè)計(jì)非常別出心裁,這種類(lèi)似于飛機(jī)尾椎的收斂造型,這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu),可以有效減少貨箱尾部紊流、降低風(fēng)阻,進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
最后還是需要提醒大家的是,像側(cè)裙板等如果出廠時(shí)沒(méi)有選裝而選擇后續(xù)改裝,會(huì)有被交警抓“非法改裝”的風(fēng)險(xiǎn),這一點(diǎn)需要特別注意。
● 艇型尾椎/尾板

車(chē)尾絕對(duì)是最容易被大家所忽略的地方,然而這里的重要性也非常大。合理設(shè)置掛車(chē)尾椎和尾板可以使氣流分離點(diǎn)向后延遲,還有利于減小貨箱后方的負(fù)壓區(qū)。


在梅賽德斯-奔馳所發(fā)布的“飛行掛車(chē)”,以及國(guó)內(nèi)多家廠商推出的“低風(fēng)阻廂式半掛車(chē)”中,我們就能看到“艇形尾椎”的存在。研究表明,設(shè)置了這類(lèi)結(jié)構(gòu)后,可以進(jìn)一步降低10-15%的空氣阻力。不過(guò)根據(jù)法規(guī),這樣的艇型尾椎會(huì)占用整車(chē)長(zhǎng)度,而如果整車(chē)長(zhǎng)度合規(guī)又勢(shì)必會(huì)壓縮貨箱容積。這樣確實(shí)會(huì)有些左右為難,這一點(diǎn)也是制約艇型尾椎發(fā)展的一大因素。
● 編后語(yǔ):
油耗總被很多人認(rèn)為是“玄學(xué)”,因?yàn)樗_實(shí)難以被控制。改善油耗并不止于更好的空氣動(dòng)力學(xué)性能,像是動(dòng)力鏈、輪胎、駕駛習(xí)慣等方方面面都會(huì)對(duì)油耗產(chǎn)生影響。不過(guò)不積硅步,無(wú)以至千里,想要改善油耗就必須要從這些細(xì)節(jié)開(kāi)始著手??吹娇ㄜ?chē)設(shè)計(jì)師們對(duì)風(fēng)的鉆研我不禁感嘆,千萬(wàn)人當(dāng)中極少會(huì)有人去觀察、研究風(fēng),但卻有萬(wàn)分之一的人將風(fēng)的成果,帶到我們每個(gè)人身邊。關(guān)于如何節(jié)油,卡友們還有什么好辦法,歡迎在下方留言參與討論。
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