Πώς η ανάπτυξη μιας εκτεταμένης καμπίνας φορτηγού έχει οδηγήσει σε βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση και εξοικονόμηση ενέργειας

Με τη μοναδική αεροδυναμική του σχεδίαση, το Volvo FH Aero θέτει νέα πρότυπα στην ενεργειακή απόδοση και την αεροδυναμική. Είναι επίσης το αποκορύφωμα της διαδικασίας έρευνας και ανάπτυξης που κράτησε πάνω από μια δεκαετία και των συνεχών βελτιώσεων για την ανάπτυξη του πιο αποδοτικού φορτηγού.

Το πιο διακριτό χαρακτηριστικό των νέων Volvo FH Aero και Volvo FH16 Aero είναι το εκτεταμένο μπροστινό μέρος, το οποίο αντιπροσωπεύει μια μικρή απόκλιση από τη συμβατική σχεδίαση φορτηγού με την καμπίνα πάνω από τον κινητήρα. Επιτρέπει επίσης βελτιωμένη αεροδυναμική απόδοση και σε συνδυασμό με τις παλαιότερες βελτιώσεις, η νέα σειρά βελτιώνει την απόδοση καυσίμου έως και 5%*. Αυτό το καθιστά το πιο αεροδυναμικό και ενεργειακά αποδοτικό σχέδιο της Volvo Trucks μέχρι σήμερα.
 

«Από άποψη αεροδυναμικής, θέλουμε οι γωνίες να είναι όσο το δυνατόν πιο ομαλές και στρογγυλεμένες, αλλά μέχρι πρόσφατα είχαμε σαφείς περιορισμούς από τη νομοθεσία σχετικά με το μήκος των οχημάτων», λέει ο Anders Tenstam, Senior Technology Expert Aerodynamics, Volvo Trucks. «Τώρα, έχουμε την ευκαιρία να επεκτείνουμε το μπροστινό μέρος της καμπίνας και να αυξήσουμε την καμπυλότητα. Αυτό όχι μόνο θα βελτιώσει την αεροδυναμική της καμπίνας αλλά θα συμβάλει επίσης στη μεγιστοποίηση όλων των άλλων βελτιώσεων που έχουμε κάνει σε ολόκληρο το όχημα.»

Η μακροπρόθεσμη στόχευση ωφέλησε την αεροδυναμική ανάπτυξη

Αν και το εκτεταμένο μπροστινό μέρος έγινε δυνατό χάρη στις αλλαγές στη νομοθεσία της ΕΕ σχετικά με το μήκος των φορτηγών, η προέλευση του Volvo FH Aero έχει μεγάλη ιστορία. Οι μηχανικοί της Volvo Trucks εξερευνούν νέα σχέδια και ιδέες για τη βελτίωση του Volvo FH εδώ και πάνω από μια δεκαετία. Το πρώτο βήμα ήταν η δημιουργία μιας ξεχωριστής εσωτερικής οντότητας, η οποία επικεντρωνόταν στην προηγμένη μηχανική. Αντί να εστιάζει στην πραγματοποίηση μικρών, μεμονωμένων σταδιακών βελτιώσεων για άμεση κυκλοφορία, η οδηγία της νέας ομάδας ήταν να ακολουθήσει μια μακροπρόθεσμη, ολιστική προσέγγιση για ολόκληρο το όχημα.
 

«Προσπαθούμε συνήθως να μην αυτοπεριοριζόμαστε πολύ γιατί είναι πολύ σημαντικό να δημιουργούμε χώρο για να βγουν στην επιφάνεια νέες ιδέες», λέει ο Anders. «Εάν εργαζόμαστε σε πολλά έργα που έχουν αυστηρά χρονικά περιθώρια, τότε πρέπει να βάζουμε προτεραιότητες και συνήθως η προηγμένη μηχανική σε μακροπρόθεσμη σκοπιά παραμελείται. Αντίθετα, ακολουθούμε μια ευρύτερη προσέγγιση και προσπαθούμε να εξερευνήσουμε διαφορετικές έννοιες ταυτόχρονα, τις οποίες μπορούμε αργότερα να συνδυάσουμε για να δημιουργήσουμε μια λύση μεγαλύτερη από το άθροισμα των μερών της».

Πώς συνδυάστηκε μια ολόκληρη δεκαετία έρευνας

Κεντρικό στοιχείο της προσέγγισης της Volvo Trucks στην αεροδυναμική είναι η αρχή της βελτιστοποίησης, όπου τα διαφορετικά τμήματα του οχήματος θεωρούνται διασυνδεδεμένα και αλληλοεξαρτώμενα. Με άλλα λόγια, οι αεροδυναμικές βελτιώσεις στο πίσω μέρος του οχήματος θα έχουν ακόμη μεγαλύτερο αντίκτυπο εάν βελτιστοποιηθεί η αεροδυναμική στο μπροστινό μέρος.

«Εάν το μπροστινό μέρος γίνει πιο αεροδυναμικό, αυτό σημαίνει ότι η ροή του αέρα αγκαλιάζει πιο σφιχτά το σώμα του φορτηγού, πράγμα που σημαίνει ότι οι επόμενες βελτιώσεις θα έχουν ακόμη μεγαλύτερη απόδοση», εξηγεί ο Anders. «Αντίθετα, οι μεμονωμένες βελτιώσεις μπορούν εν μέρει να ακυρωθούν από τυχόν ατέλειες σε άλλα σημεία του οχήματος. Για αυτόν τον λόγο είναι δύσκολο να αποκομίσουμε μεγάλη βελτίωση από μεμονωμένες αλλαγές. Αντίθετα, πρέπει να σκεφτούμε την αεροδυναμική ως ένα πακέτο».
 

Η τελειοποίηση όλων των διαφορετικών εξαρτημάτων είναι ο στόχος της Volvo Trucks από το 2012 και πολλές από τις αεροδυναμικές ιδέες της είχαν ήδη παρουσιαστεί το 2022. Αυτό περιλαμβάνει τις επιπρόσθετες στεγανοποιήσεις στις γραμμές των χωρισμάτων στο μπροστινό μέρος της καμπίνας, το κλείσιμο του σκαλοπατιού και μια πιο στενή περίμετρο των φτερών του τροχού.
 

Η νομοθεσία της ΕΕ που επιτρέπει τις μεγαλύτερες καμπίνες παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 2013, προτού τεθεί σε ισχύ στα τέλη του 2019. Χάρη στη μακροπρόθεσμη προσέγγισή της, η Volvo Trucks μπόρεσε να προβλέψει την επερχόμενη νομοθεσία και να διερευνήσει από νωρίς τις δυνατότητες που θα άνοιγε όσον αφορά τον σχεδιασμό της καμπίνας. Ως εκ τούτου, η νέα εκτεταμένη μπροστινή καμπίνα αναπτύχθηκε σε συνδυασμό με αυτές τις προηγούμενες βελτιώσεις. Στην πραγματικότητα, βοηθάει στην περαιτέρω βελτίωση αυτών των χαρακτηριστικών και ολοκληρώνει το πακέτο. «Είναι μια περίπτωση του 1 + 1 = 3», λέει ο Anders. «Κάθε μία από αυτές τις αεροδυναμικές βελτιώσεις από μόνη της θα εξοικονομούσε καύσιμο, αλλά όταν συγκεντρώνονται όλες μαζί, η συνολική εξοικονόμηση είναι ακόμα μεγαλύτερη.»
 

Ποιες προσθήκες μπορούν να γίνουν για μια περαιτέρω βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης; 

Εκτός από την εκτεταμένη καμπίνα, το Volvo FH Aero διατίθεται επίσης με το νέο Camera Monitor System, το οποίο ουσιαστικά αντικαθιστά τους πλαϊνούς καθρέφτες με κάμερες σε σχήμα φτερού. Ως αποτέλεσμα, εξαλείφεται ένα από τα βασικά εμπόδια στη ροή του αέρα στα πλαϊνά του οχήματος.
 

«Καθώς το πίσω μέρος ενός καθρέφτη πρέπει να είναι επίπεδο, η δημιουργία μιας ζώνης παρεμβολών πίσω από αυτόν είναι αναπόφευκτη, επομένως θα προκαλεί πάντα αεροδυναμικές απώλειες», λέει ο Mattias Hejdesten, Senior Engineering Expert Aerodynamics, Volvo Trucks. «Αλλά με την αντικατάστασή του με έναν μικρότερο φακό κάμερας, γίνεται πολύ πιο εύκολο για τη ροή του αέρα να κολλήσει πιο κοντά στο αμάξωμα του οχήματος».

Τα παραδοσιακά αεροδυναμικά βοηθήματα, όπως οι εκτροπείς οροφής και οι πλαϊνοί εκτροπείς, οι αεροτομές, τα φτερά, τα αεροδυναμικά καλύμματα πλαισίου και τα καλύμματα τροχών παραμένουν σημαντικά όταν πρόκειται για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης καυσίμου. Η Volvo Trucks ανέπτυξε επίσης πρόσφατα ένα πρόσθετο αεροδυναμικό βοήθημα για το σασί με ανάρτηση αέρα: μια αυτόματη λειτουργία για τη μείωση του ύψους οδήγησης σε ταχύτητες άνω των 60 km/h.
 

«Τώρα που βελτιστοποιήσαμε το μπροστινό μέρος του οχήματος με την εκτεταμένη καμπίνα, πρέπει να διασφαλίσουμε ότι οι υπόλοιπες περιοχές είναι επίσης βελτιστοποιημένες, και εδώ βασιζόμαστε στις αεροτομές, τα φτερά και τα εκτεταμένα αεροδυναμικά καλύμματα πλαισίου για να διατηρήσουμε τη ροή του αέρα κοντά στα πλαϊνά του οχήματος», λέει ο Mattias.

Πώς επηρεάζει η επέκταση της καμπίνας τα ηλεκτρικά φορτηγά;

Τόσο το Volvo FH Aero με κινητήρα αερίου όσο και το Volvo FH Aero Electric απολαμβάνουν παρόμοια πλεονεκτήματα από την εκτεταμένη καμπίνα όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση. Ωστόσο, το Volvo FH Aero Electric, έχει ακόμα μεγαλύτερα πιθανά κέρδη λόγω του συστήματος ανάκτησης που χρησιμοποιείται σε ένα ηλεκτρικό σύστημα μετάδοσης κίνησης. «Τα ηλεκτρικά φορτηγά ανακτούν ενέργεια κάθε φορά που φρενάρουν, η οποία τροφοδοτείται πίσω στο σύστημα αντί να χάνεται», εξηγεί ο Mattias. «Δεδομένου ότι η χαμηλότερη αντίσταση οδηγεί σε μεγαλύτερη ενέργεια πέδησης κατά το φρενάρισμα, το σύστημα ανάκτησης θα συλλέγει περισσότερη από αυτήν την ενέργεια μετατρέποντάς τη σε ηλεκτρική ισχύ. Έτσι, η σχετική απόσβεση από μια εκτεταμένη μπροστινή καμπίνα είναι ακόμα μεγαλύτερη σε σχέση με κινητήρες αερίου ή πετρελαίου».

Για ένα ηλεκτρικό φορτηγό, η αυξημένη ενεργειακή απόδοση μεταφράζεται σε εκτεταμένη αυτονομία, που είναι ένας από τους μεγαλύτερους περιορισμούς στη χρήση ηλεκτρικών συστημάτων μετάδοσης κίνησης.

Διαβάστε περισσότερα για το Camera Monitor System και τα οφέλη του  εδώ, για παράδειγμα:

• Πώς συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπών CO₂
• Πώς βελτιώνει την άμεση και την έμμεση ορατότητα
• Γιατί σημαίνει αυξημένη οδική ασφάλεια για τους οδηγούς και τους άλλους χρήστες του οδικού δικτύου
  
  _{* Η πραγματική οικονομία καυσίμου μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με διάφορους παράγοντες όπως π.χ. η ταχύτητα κίνησης, η χρήση του αυτόματου πιλότου, οι προδιαγραφές του οχήματος, το φορτίο του οχήματος, η μορφολογία του εδάφους, η οδηγική εμπειρία του οδηγού, η συντήρηση του οχήματος και οι καιρικές συνθήκες.}