Brussel,
27
februari
2020
|
11:09
Europe/Brussels

Zuinigheid dankzij een uitgekiende stroomlijn: de nieuwe Actros stelt efficiëntie centraal

Samenvatting

- Brandstofverbruik tot 5 procent lager dan bij zijn voorganger - de nieuwe Actros is efficiënter dan ooit tevoren.

- MirrorCam en concave luchtgeleiders op de flanken -  de aerodynamische bestuurderscabine draagt in ruime mate bij tot het lage brandstofverbruik.

- De verbeterde stroomlijn werd gerealiseerd met behulp van computermodellen, windtunneltests en wegtests.

 

Stuttgart – De voorbije decennia werd het brandstofverbruik van de Actros gestaag verlaagd. Bij de klassieke langeafstandsactiviteiten bijvoorbeeld werd er tussen 2011 en de lancering van de nieuwe Actros in 2019 een brandstofbesparing tot 15 procent gerealiseerd. De nieuwe Actros toont zich nog zuiniger dan zijn voorganger: het verschil kan oplopen tot 3 procent op snelwegen en 5 procent in de stad. Die verbruiksdaling is deels te danken aan de geoptimaliseerde voorspellende snelheidsregelaar en transmissiesturing (Predictive Powertrain Control, PPC), maar ook aan de nieuwe achterasverhoudingen en aerodynamische verbeteringen aan de cabine.

Stroomlijn als een van de belangrijkste hefbomen om het verbruik te drukken

Hoe groot het belang van de stroomlijn is, kunnen we uitleggen aan de hand van een enkel cijfer: bij een moderne vrachtwagen met cabine boven de motor, die wordt ingezet voor langeafstandsritten in Europa, dient ongeveer een derde van de beschikbare mechanische energie om de luchtweerstand te overwinnen. Dat komt ook tot uiting in de nieuwe Actros: de MirrorCam, die de traditionele achteruitkijkspiegels vervangt, is op zijn eentje goed voor maar liefst 1,5 procent van de totale brandstofbesparing van de nieuwe Actros. Ook de nieuwe concave luchtgeleiders op de flanken van de cabine helpen het verbruik te verlagen.

Een complex systeem: axiale blazer voor windsnelheden tot 250 km/u

Deze verbeteringen zijn in ruime mate te danken aan intensieve windtunneltests in de Daimler AG-fabriek te Untertürkheim. Daar simuleren ingenieurs de luchtstroom rond de vrachtwagen met als doel de Cd-waarde voor luchtweerstand te optimaliseren en zo het brandstofverbruik te beperken. Vooral voor de MirrorCam leverden de tests in de fabriek waardevolle informatie op, enerzijds voor het aerodynamische design van de twee camera-armen en anderzijds voor de positionering van de camera-armen op de rechter- en linkerkant van de cabine. In tegenstelling tot klassieke spiegels zijn de camera’s bevestigd aan het dakframe van de nieuwe Actros.

De windtunnel in Untertürkheim stelt de ontwikkelaars in staat om windsnelheden tot 250 kilometer per uur te simuleren. “Daar werden behalve de computergestuurde luchtstroomberekeningen (digitale simulaties op basis van computergestuurde vloeistofdynamica, CFD) ook willekeurige steekproeven uitgevoerd om de aerodynamische verbetering van conceptuele componenten te bevestigen”, verklaarde Michael Hilgers, Head of CAE Vehicle Functions in Commercial Vehicle Development bij Mercedes-Benz. Bovendien werden de aerodynamische metingen gevalideerd tijdens wegtests. Zo plukten de ingenieurs de vruchten van diverse krachtige methodes tegelijk en konden ze de nieuwe vrachtwagens van Mercedes-Benz zo aerodynamisch mogelijk maken.

Samenwerken om de beste oplossing te vinden: samenwerking tussen ontwerpers en productie is cruciaal

Samenwerking met collega’s uit andere kerndisciplines, met name tussen ontwerpers en het productieteam, is essentieel voor het werk van de stroomlijnexperts. “Tijdens de ontwikkeling van een vrachtwagen streven we er altijd naar om samen de beste oplossing te vinden”, aldus Kai Sieber, Head of Design, Brands & Operations bij Mercedes-Benz. “Zo geven de camera-armen van de MirrorCam de nieuwe Actros een uitgepuurde look. Visueel is dat een verrijking want het focuspunt van het voertuig wordt naar beneden verplaatst omdat de grote spiegels wegvallen. Dat komt niet alleen het brandstofverbruik ten goede maar zet ook de dynamische lijn van het voertuig in de verf."

De zoektocht naar een optimale vorm en positie

Maar hoe hebben de windtunneltests van het team bijgedragen om de stroomlijn van de nieuwe Actros verder te perfectioneren? Bijvoorbeeld door na te gaan wat de beste positie voor de camera-armen van de MirrorCam was. Mogelijke posities waren het bovenste en onderste deel van de A-stijl en het bovenste deel van de B-stijl. Voor deze tests werd een echte Actros gebruikt, waarop de buitenspiegels werden vervangen door prototypes van de camera-armen, die achtereenvolgens op de drie testposities werden geplaatst. De vrachtwagen werd op de weegbrug van de windtunnel geplaatst en de ventilatoren werden gestart. Het gebruik van een weegbrug stelde de ingenieurs in staat om ook te meten hoeveel druk de lucht uitoefende op het voertuig. Het resultaat: de beste positie voor de camera-armen is op de A-stijl, ter hoogte van de dakrand.

Vervolgens werd er een oplossing gezocht om te voorkomen dat zwerflicht van bovenaf de prestaties van de camera’s zou aantasten. Bij deze tests scoorde de kleine kap waarmee de MirrorCam-armen nu zijn uitgerust het best. De ingenieurs waren ook nauw betrokken bij de ontwikkeling van de nieuwe, concave luchtgeleiders op de flanken van de cabine. Die zijdelingse luchtgeleiders helpen de nieuwe Actros eveneens om minder brandstof te verbruiken dan al zijn voorgangers.

Aanzienlijke vooruitgang: een beter zicht rondom en meer veiligheid

Behalve de inspanningen om het brandstofverbruik te minimaliseren, zochten de ingenieurs tijdens de windtunneltests en CFD-analyses ook manieren om vuil weg te houden van het voertuig. Dat is cruciaal voor veiligheidsgerelateerde items zoals de voorruit en de zijruiten maar ook voor de lenzen van de camera-armen. De stroomlijn bepaalt mede hoeveel opwaaiend vuil van het eigen voertuig en van voorliggers aan de vrachtwagen blijft hangen.

Al decennia lang actief: de windtunnel van Untertürkheim

Al acht decennia lang doen de ontwikkelaars van Mercedes-Benz een beroep op de windtunnel van Untertürkheim. Dankzij de voortdurende en gerichte modernisering is het systeem nog steeds hypergeavanceerd. Twee gelijkstroommotoren, elk met een vermogen van 250 kW, zetten de axiale ventilator met negen schoepen en een diameter van 8,5 meter in beweging. Het geheel is zo krachtig dat het windstoten tot windkracht 17 kan genereren. Daartoe wordt er ongeveer 9.000 m³ lucht horizontaal door een 125 meter lang, ringvormig kanaal geblazen. In de testruimte staat het voertuig op een draaischijf met een diameter van 12 meter, zodat het niet alleen frontaal maar ook lateraal bij elke gewenste hoek kan worden blootgesteld aan de wind. In de draaischijf werden een roldynamometer en een zesdelige weegbrug geïntegreerd. Deze wordt gebruikt voor erg accurate metingen van talloze krachten, waaronder de windkracht. Die krachten worden via hefbomen en stangen overgebracht op belastingscellen ter evaluatie.

Prestigieuze onderscheiding: de nieuwe Actros is ‘International Truck of the Year 2020’

De duurzaam verbeterde stroomlijn dankzij de MirrorCam op de nieuwe Actros is een van de elementen die de Actros de titel van ‘International Truck of the Year 2020’ hebben opgeleverd. Hij wist de jury van de belangrijkste Europese onderscheiding voor vrachtwagens echter niet alleen te imponeren met zijn toegenomen efficiëntie, maar ook met de vooruitgang die zijn veiligheids- en hulpsystemen en zijn connectiviteitssystemen boekten. Nieuwe voorzieningen van de Actros zijn onder meer Active Drive Assist, dat het mogelijk maakt om bij alle snelheden semiautonoom te rijden, het verbeterde remhulpsysteem Active Brake Assist 5, de volledig genetwerkte Multimediacockpit en de intelligente snelheidsregelaar en transmissiesturing Predictive Powertrain Control. De titel van ‘International Truck of the Year’ wordt jaarlijks toegekend door toonaangevende Europese journalisten op het gebied van bedrijfsvoertuigen. Mercedes-Benz is het meest bekroonde merk in de geschiedenis van de wedstrijd en behoorde al met elke vorige versie van de Actros tot de winnaars.