曼恩Concept S:低风阻系数的追求者
平滑的曲面、流畅的线条,ConceptS(图1)让人第一眼看上去,就能够充分体会到其符合空气动力学原理的出色造型。没错,这是一辆低风阻的节能重卡,风阻系数仅为0.3。
图1 曼恩Concept S事实上亮相IAA 2010并不是ConceptS的首演。在2008年的汉诺威商用车展上,曼恩公司就展出了一个叫做“海豚”(Dolphin Truck)的概念卡车模型(图2)。曼恩在海豚结构的基础上进行优化设计,于是诞生了Concept S。
在设计海豚时,为了获得更低的风阻系数,设计师突破了欧盟关于道路车辆外廓尺寸限值中最高4 m的限制,高出了0.2 m。在经过反复修改与风洞试验后,Concept S的外廓尺寸完全符合限值标准,并且与海豚同样具有优异的空气动力学性能。与传统的40 t半挂牵引车相比,Concept S最多可以减少燃料消耗25%,这意味着CO2的排放量也同样降低了25%。
对于长度超过16 m、总质量近60 t的庞然大物而言,降低燃料消耗是非常困难的。据曼的测算,当一个40 t的半挂列车以85 km/h的速度行驶时,其能量消耗主要用于克服滚动阻力和空气阻力,而其中40%的能量消耗是用来克服空气阻力的。
以目前最先进的高端重卡之一曼恩TGX为例,其空气阻力已经比上一代的TGA降低了4%,风阻系数只有0.5左右;然而在现行的外廓尺寸限值下,传统重卡想要进一步降低风阻系数是非常困难的。幸运的是,Concept S找出了一种解决方案。
Concept S不仅是牵引车的设计,挂车的造型结构设计同样是重要的组成部分。通过牵引车与挂车的完美融合,形成了一个类似于海豚的整体结构(图3)。这种仿生学的设计为整个列车具有极低的风阻系数奠定了基础;但如此的造型也带来了一个麻烦——货厢有效容积减少,如果要保证货厢容积不变,就必须增加挂车长度。
欧洲重卡与公路运输行业近年来一直在呼吁欧盟能够提高公路列车的长度限值,以提高卡车的运输效率,对抗日益增长的运输成本。虽然该方案通过多方面的论证和试验证明其可行性,并且已经在个别北欧国家实施,但如果要在整个欧盟地区推广,仍然面临着来自各国政府的巨大阻力。ConceptS所展示的能耗与效率的矛盾,可能也是一种无声的抗议吧。
图4 Concept S的驾驶室后围Concept S的造型细节也遵循降低风阻的原则进行设计。驾驶室后围形成一个内陷的弧面结构,可以让挂车前端尽可能靠近驾驶室并且不影响其转动,以减少因缝隙过大而产生的紊流(图4)。顶盖的造型也经过精心设计,后部的导流罩与驾驶室本体完美地结合在一起,可以根据情况调节角度,确保时刻保持最佳气动布局(图5)。后视镜不见了踪影,取而代之的是一对后视摄像头。
图5 Concept S的驾驶室顶盖当然,后视摄像头的结构也是完全符合空气动力学原理的(图6)。底盘上的所有总成都完全融入整体造型,包括油箱、消音器、排气管等,避免任何结构的凸出(图7)。底盘的尾部同样是全封闭的,甚至在底部加装了护板。而尾灯的造型十分特别,有些像飞机机翼的翼刀,垂直于后轮罩纵向排列,既保证了灯光的视觉效果,也不会增加阻力(图8)。
图6 Concept S的后视摄像头Concept S的造型有一点比较特别,驾驶室前部收缩,以至于翼子板凸出在外面,甚至可以像长头卡车一样称之为前轮罩。这样的结构也使得车门被挪到前轮后方的侧围上,带来的附加好处就是上下车更加方便。
图7 Concept S的底盘侧部虽然Concept S造型十分前卫,但很好地继承了曼恩的造型DNA。TGX的很多造型元素都在Concept S得以保留:前面板的造型与TGX如出一辙;前大灯也是与TGX类似的梯形结构;甚至侧窗后部的鳃状结构也让人想起从TGA一直延续到TGX的侧围凸起造型。
图8 Concept S的底盘尾部曼恩并没有披露Concept S的底盘配置与性能参数;但是,从左右2个对称的排气管判断,Concept S可能会搭载V8发动机。果真如此的话,Concept S将会拥有至少500 kW功率和3 000 Nm转矩的强劲动力。
雷诺Radiance看到曼恩Concept S,不免让人联想到在IAA 2004首次亮相的雷诺Radiance,所以有必要对这2辆概念重卡作一下比较。Concept S与Radiance有着极为相似的整体造型: 平滑的曲面、流畅的线条、凸出的前轮罩、代替后视镜的摄像头……然而Radiance仅仅考虑了牵引车本身的气动布局,而晚诞生6年的Concept S则提出了包括挂车在内的整体降阻方案,具备更加优异的空气动力学结构。
曼恩Concept S从雷诺Radiance到曼恩Concept S,从改善牵引车的风阻系数,到牵引车与挂车的融合的整体设计,重型卡车的造型设计越来越系统化,包括挂车在内的一切相关因素都纳入到考虑范围之内,这恐怕也是未来重卡的一个发展方向。(未完待续,敬请关注)往期精彩内容,点击即可浏览柴油机共轨喷油技术发展及趋势沃尔沃自动驾驶卡车也来啦!都在呼唤“工匠精神”,看看这家企业怎么体现北京客车展上,这3款车必火!!![视频]“大众情人”斯堪尼亚T113长头卡车行业史诗级巨作《商用汽车图文集成》火爆预定中!&行业史诗级巨作《商用汽车图文集成》《商用汽车图文集成》详细介绍请点击链接:行业史诗级巨作——《商用汽车图文集成》出版发售