卡車

新的空氣動力特性改良如何進一步降低油耗

2025-04-22
技术与创新 燃油经济性

Volvo Trucks 借鑒航太工業的成熟概念,並將其應用於重型卡車,進一步改善了自家車輛的空氣動力特性,進而提高了燃油和能源效率。

 

克服空氣阻力和拖曳力,有助於大幅減少卡車的耗油量,特別是在長途運輸時。 因此,改善空氣動力設計,長期以來一直是 Volvo Trucks 工程師的首要任務。 2024 年,Volvo FH Aero 的推出見證了多項空氣動力學改良,包括加長車頭設計,以及用攝影機監視系統取代後視鏡。 這些變革又創造了進一步改良的機會,包括本文提及的最新進展。

 

飛機和一級方程式賽車有哪些值得卡車借鑒之處?

駕駛室氣流穩定器是卡車最重要的新增裝置,位於擋風玻璃旁的駕駛室上方角落。 這些穩定器利用精心設計的微小斜向葉片圖案來控制氣流,使其在繞過駕駛室角落時仍貼附於車身表面。

 

「透過我們的模擬可以看到,在後視鏡區域的駕駛室上方角落,發生了大量的氣流分離現象。 然而,由於後視鏡的存在,我們始終無法著手改善此特定區域,直到最近才有所突破。」Volvo Trucks 空氣動力特性資深技術專家 Anders Tenstam 解釋道。 「移除後視鏡之後,我們才有更多機會改良這個對氣流高度敏感的區域。 這塊區域的氣流速度極高,一點微小的改變,就會引發蝴蝶效應。 利用這些微小葉片,我們可以在微觀尺度上控制氣流,進而對卡車的整體空氣動力特性產生宏觀影響。」

 

這項技術通常稱為渦流產生器,在航太工業中早已獲得廣泛採用,並應用於飛機、一級方程式賽車和風力發電機。 隨著駕駛室氣流穩定器問世,此概念現在也得以應用於重型卡車。

新的駕駛室氣流穩定器可讓氣流在繞過駕駛室角落時,仍貼附於車身表面 (左圖)。加長的空氣導流器縮小了駕駛室與拖車之間的間隙,這對於側風較強時的駕駛情境尤其有利 (右圖)。

一項改良如何成為更多改良的起點

駕駛室氣流穩定器改善了車頭部位的空氣動力特性,為另兩項改良創造了更好的條件: 加長的空氣導流器,以及調整後的底盤減阻裝置。 加長的空氣導流器縮小了駕駛室與拖車之間的間隙,這對於側風較強時的駕駛情境尤其有利 (右圖)。 調整後的底盤減阻裝置與後側擋泥板的對齊效果更佳。

 

儘管這兩項改良即使沒有駕駛室氣流穩定器仍可實現,卻無法產生同等的空氣動力學效益。 簡而言之,讓三者協同運作,效果更佳。

 

「我們的策略是最佳化車頭部位,以充分放大後續部位的空氣動力學效益。」Volvo Trucks 空氣動力特性資深工程專家 Mattias Hejdesten 解釋道。 「導入駕駛室氣流穩定器之後,加長的空氣導流器和調整後的底盤減阻裝置便能更快發揮效益。」

Volvo Trucks 空氣動力特性資深技術專家 Anders Tenstam (左方),以及空氣動力特性資深工程專家 Mattias Hejdesten。

持續改良的策略

流線型原則 (streamline principle) 是 Volvo Trucks 空氣動力特性研發方法的核心,也就是由工程師對整輛卡車進行全面設計。 與其單獨改良各個部位的空氣動力特性,我們更應將卡車的各個部位視為一個相互連結的整體。

 

「這就像是 1 + 1 等於 3。」Anders 表示: 「我們希望打造一組相互補強的改良方案,讓整體效益大於各個部位的總和。」

 

這項策略帶動了近年來的空氣動力特性演進 - 每一次的改良都會強化並加速實現前期升級的效益,同時也為後續改良奠定了基礎。 舉例來說,拜 2024 年推出的改良 (加長駕駛室前端、攝影機監視系統) 之賜,2022 年推出的多項改良 (包括新的密封件、車門外延、輪弧飾板與鏡臂蓋板) 得以加速發揮更大效益。 

Anders 表示,這就像是 1 + 1 等於 3。 我們希望打造一組相互補強的改良方案,讓整體效益大於各個部位的總和。

「這項原則至今依然適用。」Mattias 表示: 「當我們導入這些新的改良時,前期改良的效益也會隨之提升, 同時也為未來的更多空氣動力創新奠定了基礎。」

 

這些持續改良的空氣動力特性所累積的最終成果,就是更少的耗油量和 CO2 排放量。 對電動卡車而言,則意味著提高能源效率並延長續航里程。 這正是空氣動力開發在 Volvo Trucks 持續改善車輛燃油和能源效率的工作中扮演核心角色的原因。

 

若要進一步了解空氣動力特性的重要性及其對燃油和能源效率的影響,您可能有興趣閱讀:

 

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●      Volvo FH Aero 的發展過程

●      攝影機監視系統如何改善空氣動力特性