空气烧掉更多油耗 浅谈卡车空气动力学

    【卡车之家 原创】很多人在购买卡车的时候，除了价格，整车性能以外最关注的莫过于油耗了，在这个油价飞涨的年代，谈到油耗问题的时候人们总是纠结于车身重量、发动机技术、变速箱齿比等问题。其实一直以来很多人都忽略了一个问题那就是空气阻力。

    有些车主认为车身的空气阻力并不足以造成很大的油耗，这实际上是一个误区。因为有研究证实，当车辆高速行驶的时候，最大的阻力都来源于空气，而实验表明，当车速高于每小时80KM的时候，就有将近一半的油耗是用来克服空气阻力的。车速越高，车辆受到的空气阻力就越大，空气阻力的增加值与车速增加值的平方成正比，也就是说，车速提高两倍，空气阻力会相应的提高四倍。

●  空气阻力的形成

    空气阻力是空气动力学中最主要的分支，所谓的空气动力学，研究的是可观察到的在物体周围或通过物体的气流活动的全部过程。卡车在行驶过程中，受到的空气阻力由四部分组成：

    1：表面阻力，是指气流通过车辆外表面时产生的摩擦阻力，该阻力主要是由车体外形，以及安装在车体外的零部件，如后视镜、车门把手、车灯、车头装饰件等对气流干扰引起的阻力，此阻力会对半挂车和公共汽车等长尺寸车辆产生较大影响。

    2：压差阻力，压差阻力的大小取决与紊流区的大小，特别是尾部紊流区的大小。在气流变成紊流的点处，会形成部分的真空区，这样就产生了压差阻力。在卡车设计时，设计师需要努力减小紊流表面，从而减小真空区面积。

    3：诱导阻力，它是作为压差阻力的一部分，是由于车辆行驶过程中顶部和底部的空气压力不同而造成的，压差阻力和诱导阻力在总的空气阻力中所占比例最大。

    4：车内阻力，是因为气流通过车头内的散热器、发动机等引起的阻力。

    2008年5月30日，在意大利南部著名的Nardo高速环型赛道，一台总重为40吨的新款奔驰Actros 1844 LS半挂车创造了一项新的吉尼斯世界记录：世界上油耗最少的40吨重卡。经过12728公里的测试下来，其百公里平均油耗达到让人惊讶的19.44升！

    取得这个惊人的成绩，除了卡车优秀的综合性能以为，良好的空气动力学设计也是主要功臣之一。从图片上可以看出，这台Actros卡车的主要空气动力套件有与挂车货箱几乎平行的车顶导流罩，侧导流罩，侧裙板以及挂车裙板，平滑的复合板货箱也为降低风阻做出了贡献。这些东西的组合让这台半挂Actros车身相当平整，很少有形成紊流区的地方。

    在欧美厂商卡车设计的过程中，必不可少的一项工作就是风洞实验，通过它能得到知道车辆风阻到底有多大，什么地方会形成紊流，以便于以后的修改，而在国内，相当多的卡车厂家开发新车的时候都去关注整车的可靠性，如何降低生产成本等等大问题去了，而忽略了车辆的空气动力学，这个能有效降低油耗的细节。

    上图为福莱纳卡车进行风洞实验，强有力的大功率风扇能模拟卡车在高速行驶中所遇到的风力。

    通过白色烟雾能让设计人员清楚的看清楚气流通过车身时的动向，同时也能在第一时间发现有紊流产生的地方。

    也许看到这里有人会问，空气动力又摸不着，在现实生活中我如何知道卡车的空气动力学好坏，其实很简单，从一些细节就可以看出一台车的空气动力学设计是否良好。其中最简单的方法就是看在雨中行驶过后的卡车车门的泥水走向，目前绝大多数卡车制造商都在发动机进气格栅旁边设计了风向导流槽，其最主要的作用就是利用行驶过程中产生的风力将车轮溅起的泥水吹走，而不让污物弄脏车门把手，这个导流槽是要经过风洞实验才能获得准确的导流角度，而国内相当多的厂家都把这个东西作为一个摆设，起不到实质性的作用。

    注意上图沃尔沃卡车车门上的泥水走向，通过设计有效利用了风力，保持了车门把手的干净。

    仔细观察，能看见沃尔沃卡车大灯旁边有一条细长的风槽，行驶过程中迎面的风力有一小部分通过它集中到一起吹向车门。

    斯堪尼亚卡车通过进气格栅旁边的风向导流槽保持车门把手的干净，可以清楚的看见每个槽块的形状都不一样。

    一般来说，减少风阻的空气动力套件如下图所示：

    1.车顶导流罩。在驾驶室与车厢之间实现很好的空气导流作用，可以显著减少卡车的空气阻力。

    2.侧导流罩。缩短车头与挂车车厢的距离，同时也减少两者之间紊流的产生。

    3.侧裙板。利用横向风减少卡车的空气阻力。

    4.挂车侧裙板。在国内不太实用的东西，其作用是与挂车车厢形成一个整体，减小风阻。

    经过德国MAN公司的测试，使用合适的空气动力套力能够有效降低油耗，例如将车顶导流罩调到最佳位置（同挂车车厢几乎平齐）与侧裙板的搭配使用，每百公里油耗可降低大约1.5升。

●  选用合适的空气动力学套件

    按照目前的国内物流运输情况来说，能够推广使用封闭运输的方式就是一个很大的进步，因为现在还有相当多的卡车还在使用低平板挂车或仓拦板挂车，装载货物后在表面搭上塑料蓬布，参差不齐的表面在高速行驶中会产生相当大的紊流区，而使用封闭式运输，平整的车箱表面相对于低平板挂车产生的紊流要小很多。换句话说，在物理条件一样的情况下，牵引同样重量的厢式挂车与低平板挂车，厢式车会比低平板车的油耗更低。

    在一小部分国内的高端物流运输中，封闭式运输已经不是问题，他们学习欧洲卡车的做法，将挂车牵引销稍微往后移，减小牵引车头与挂车之间的距离，而进口车牵引车的副梁上都有前后可调整范围的预流孔，其作用就是可以移动牵引鞍座的位置，其作用是为配挂不同的挂车而预留的，这是减小风阻最有效的方法之一，有人担心车头与挂车的距离缩小后，挂车前部的厢体会碰到车头。事实上，在经过测量后，定做适合自己拖头回转半径的挂车，这样才能使挂车前置距达到最完美效果，这主要受影响的是拖头的前回转半径，转弯亦或是倒车的时候，车头与挂车之间的夹角只要小于90度都不会有问题。但由于目前受到国内路况等各方面原因影响，上面介绍的方法仅在一些全高速且路况好的沿海地带有所使用。

    油价不断上涨，科学地利用空气动力学对于商用车辆来说越来越重要，多数厂家通过附加设备来改善风阻，而利用空气动力学套件而降低风阻及燃油消耗的卡车将成为以后的发展趋势。