在当今这个时代,卡车技术的发展可谓是日新月异。随着技术的发展,卡车的结构设计也得到了大幅改进。通过车身结构的优化,现代卡车具有极低的风阻系数,而这也降低了能耗,进而降低运营成本,延长续航。
采用低风阻结构设计的沃尔沃FH Aero系列车型
对于一台平头结构的欧洲卡车来说,如何才能做到更低的风阻?答案都是不约而同的,那就是:加长车头,形成类似楔形的结构,从而对空气进行更好的引导。与此同时,车门、导流罩等结构的接缝处都被进行填补,减少空气乱流的生成,进而降低空气阻力。对于柴油卡车来说,降低空气阻力有助于降低油耗。而对于近年来兴起的长途重型电动卡车来说,降低空气阻力能够显著延长续航里程,进而大大改善运行效率。
对于一台卡车来说,什么样的造型空气阻力最低?毫无疑问,那当然是流线造型,例如上图中的英国搬家车:它在原车的驾驶室顶部安装了睡眠舱,以柔和的后倾线条过渡。货箱前半部分微微上扬,而后半部分则进行下沉处理。这种水滴状造型被称之为“泪滴(TearDrop)”,降低空气阻力的奥秘就藏在其中。
施密茨是一家来自德国的挂车制造专业户。针对未来的低空阻、高效率运输需求,施密茨推出了EcoGeneration系列侧帘挂车。这些挂车的特色在于:它们采用了特殊的弧形车顶设计,最高能够实现10%的燃料节省。
仅凭一道弧形车顶,就能将卡车油耗降低10%,听起来究竟靠谱吗?特殊的车顶设计会对实际运行造成哪些影响?有哪些需要注意的特殊之处?在今天的文章里,提加为您带来了一台施密茨EcoFlex侧帘挂车。它采用了可升降的柔性车顶技术,可在普通模式和低风阻模式之间自由切换。
与这款挂车匹配的是一台曼恩TGX 18.510 4x2牵引车。作为德国本土车企,曼恩对这款挂车的实际效能极其感兴趣。正是因此,曼恩和德国评测机构合作,派出了两台车辆进行对比测试。
这两台TGX虽然颜色不同,但车辆配置都基本一致。它们都采用4x2单拖的驱动形式,搭载510匹的曼恩D26柴油发动机,并匹配曼恩TipMatic变速箱、GX规格高顶驾驶室,还搭载了曼恩OptiView电子后视镜系统。前风挡顶部的遮阳板并未缺装,与实际使用工况相匹配。这两台TGX一台采用施密茨EcoFlex挂车,另一台则采用普通侧帘挂车。两车以相同的路线、相同的天气情况共同行驶,以此来进行数据比对。
车辆数据记录借助曼恩官方测试套件来进行,它们与车辆行车电脑进行直连。当需要记录数据时,驾驶员仅需按下空格键即可。
油耗等数据由电脑直接从传感器读取,不经过CAN总线,以此来保证0误差
看完测试背景,就让我们回到挂车本身。近些年来,低鞍座(Low Deck)牵引车在欧洲十分火热。它们通过空气悬挂、小规格轮胎等手段降低鞍座高度,将更多高度空间让给挂车,从而实现更高的方量。施密茨EcoFlex挂车便兼容这种设计,它的内部装载高度可达3米,面积可容纳34个欧标托盘,装载量非常大。
当然,并不是所有托盘都会满载3米高的货物,总会有一些托盘的货物高度较矮。正是因此,施密茨EcoFlex挂车的升降式柔性车顶设计便起了作用:装载时可将较矮的托盘装至车尾,降低车顶,从而获得更强的空气动力学。当托盘满载时,也可将车顶放平,与普通侧帘挂车保持一致。
施密茨EcoFlex挂车的车顶升降操作需要全程人工进行,全过程大概在20分钟左右。首先,驾驶者需要将尾门打开,旋转270度,锁定至侧壁上。之后,利用随车提供的延长杆,将尾门挡板向内折叠,完成车门的处理工作。
施密茨将对应的工具设计在了侧储物箱上方的夹层处,以此来便于拿取
尾门解锁完成后,将侧帘布的张紧器松开
由于车尾需要进行降低,因此侧帘布就会长出一节来。为了不影响车辆正常使用,驾驶员需要将帘布向内折叠,并固定在帘布的挂钩上
帘布下端设计有挂钩,将其挂在帘布内侧的挂钩上,便可完成折叠操作
在实际使用中,挂钩比较难以操作,施密茨已经着手开发新的结构来改善易用性
完成这些处理后,可使用液压气动阀来解锁支柱等结构,并开始降低这些部件
想要降低车顶,首先得降低两根侧立柱。它们的作用是支撑车顶,从车尾方向开始,倒数第二根立柱需要降低5厘米,而倒数第一根立柱则需要降低25厘米。
施密茨为立柱设计了标尺,便于观察操作
在降低完成后,车尾的高度比车前降低了50厘米左右
这50厘米的降低大大改善了挂车的空气动力学。在柔性车顶结构的加持下,整台挂车呈现出了美妙的弧线。
完成帘布折叠、车顶降低等操作后,还需要重新拉紧侧帘布,通过侧面张紧器及张紧带来进行
在降低车顶、折叠帘布下摆后,帘布原有的曲率发生变化,这在车尾处形成了一些不规则褶皱,进而影响了整车空气动力。这些褶皱难以处理,即使将张紧器拉到最紧也改善不了多少,这便是升降车顶结构带来的妥协。
虽然这并不会对整体强度带来影响,但确实会影响空阻,还会带来潜在的噪音、外观等问题
而在施密茨EcoFix侧帘挂车上,得益于其采用的固定式弧形车顶,匹配特殊裁剪的帘布,能够形成平滑的表面,让空气更顺畅的流过。
作为施密茨旗下的高端挂车产品,EcoFlex的机械配置也堪称拉满。它采用了三根施密茨自产的ROTOS 22.5车桥,匹配430mm盘刹,并搭载施密茨MRH空气悬挂,安装施密茨和韩泰合作的低滚阻挂车轮胎。除此之外,它还搭载了EBS电控刹车等系统,保障行驶安全性。
MODULOS底盘亦是施密茨EcoFlex挂车的标配,采用I型横梁设计具备轻量化、高强度的优势。挂车的最低整备质量仅为6.1吨,而其最大载荷可达到32.284吨。
同时,施密茨EcoFlex挂车的帘布采用了施密茨PowerCurtain系统,它由多层芳纶纤维合成,并内置钢丝加强,从而具备耐割、防火、支撑性强等特点,为挂车提供封闭、安全的装载空间。它通过了欧盟防火认证、DIN EN 12642 Code XL加强车身认证,并有着轮胎运输、饮料运输等认证。同时,它还可满足戴姆勒指令9.5运输认证,可用于运输汽车行业的各类重型、尖锐零部件。
高容量模式
接下来,就该聊聊它的实际表现了。活动部件更多、价格更高昂的升降车顶结构,究竟为EcoFlex挂车带来了多少收益?让我们直接看看油耗:在车顶放平的高容量模式下,整车的满载静风油耗为百公里23.7升。而在车顶降低的低风阻模式下,整车的满载静风油耗为百公里23.2升,降低了2.1%。
低风阻模式
作为一款空气动力学挂车,施密茨EcoFlex受风的影响很大。在逆风行驶的情况下,高容量模式满载油耗为百公里26.1升,而低风阻模式的满载油耗仅为24.7升,大幅降低了5.4%,这一成绩不可谓不亮眼。
影响施密茨EcoFlex挂车推广的一大因素主要是:价格。相较于传统的固定式挂车来说,施密茨EcoFlex挂车的购置成本要高出10%以上。与此同时,额外液压系统、活动部件的加入,势必会影响维护、保养成本,也会花掉更多的时间。此外,它的省油效果更多凸显于逆风等行驶状况下,假如在无风、顺风等情况下行驶时,它能够带来的油耗降低则更加“感知不强”。
对于柴油卡车来说如此,但对于电动卡车来说,情况就完全不一样了。空气阻力是电动卡车续航的一大敌人,显著影响着车辆续航里程数据。正是因此,各大厂商的新一代电动重卡,都在不约而同的采用低风阻造型。
在施密茨EcoFlex低风阻挂车的加持之下,车辆的续航能力能够得到提升,这大大改善了长途重型电动卡车的可用性。毕竟,续航更长一点,路线规划就能更灵活一点,运输效率就能更高一点。与此同时,这类挂车未来还能够与电驱桥、动能回收系统匹配,进一步降低阻力,提升整车性能及续航里程。
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