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La importancia de la aerodinámica

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Economía gracias a una buena aerodinámica: el nuevo Actros está optimizado para la eficiencia

• Hasta un cinco por ciento menos de consumo de combustible que su predecesor: el nuevo Actros es más eficiente que nunca
• Con MirrorCam y deflectores laterales de la cabina cóncava: la cabina aerodinámica del conductor contribuye en gran medida a la eficiencia del combustible del vehículo
• La mejora de la aerodinámica se logró mediante el modelado por computadora, así como durante el túnel de viento y las pruebas en la carretera.

El consumo de combustible del Actros se ha reducido constantemente en las últimas décadas. En las operaciones típicas de transporte de larga distancia, por ejemplo, se han logrado ahorros de hasta el 15 por ciento entre 2011 y la introducción del nuevo Actros a partir de 2019. El nuevo Actros es incluso más económico que su predecesor en autopistas en hasta tres por ciento y en el tráfico interurbano hasta en un cinco por ciento. Además del control de crucero optimizado (PPC) y el sistema de control de la transmisión, las nuevas relaciones del eje trasero y las mejoras aerodinámicas en la cabina del camión contribuyen en gran medida a esta reducción en el consumo.

La aerodinámica como una de las palancas más importantes para reducir el consumo.

La gran importancia de la aerodinámica se puede ilustrar con un número: en un camión moderno de cabina sobre motor en operaciones de larga distancia europeas, se necesita alrededor de un tercio de la energía mecánica disponible para superar la resistencia del aire. Y esto también se refleja en el nuevo Actros: la MirrorCam sola, que reemplaza a los espejos retrovisores tradicionales, contribuye hasta un 1,5 por ciento al ahorro total de combustible del nuevo Actros. Los nuevos deflectores laterales cóncavos de la cabina también contribuyen a reducir el consumo.

Un sistema complejo: soplador axial para velocidades del viento de hasta 250 km / h

Estas mejoras se deben no solo a las pruebas intensivas en el túnel de viento en la planta Untertürkheim de Daimler AG. Allí, los ingenieros simularon las condiciones de flujo alrededor del camión con el objetivo de optimizar el valor de Cd para el deslizamiento del viento y, por lo tanto, también el consumo de combustible. Especialmente con respecto a MirrorCam, las pruebas en la planta proporcionaron información valiosa. Por un lado, para el diseño aerodinámico de los dos brazos de la cámara y, por otro, para el posicionamiento de los brazos de la cámara en los lados derecho e izquierdo de la cabina. A diferencia de los espejos convencionales, estos se fijan al marco del techo en el nuevo Actros.

El túnel de viento en Untertürkheim permite a los desarrolladores generar velocidades de viento de hasta 250 kilómetros por hora. “Aquí, en paralelo a los cálculos de flujo basados ​​en computadora, es decir, simulaciones digitales usando dinámica de fluidos computacional (CFD), se llevaron a cabo verificaciones aleatorias puntuales para confirmar la mejora aerodinámica de los componentes conceptuales”, dice Michael Hilgers, Jefe de Funciones de Vehículos CAE en Comercial Desarrollo de vehículos en Mercedes-Benz. Además, las mediciones aerodinámicas se validan durante las pruebas en carretera. Por lo tanto, los ingenieros se benefician de tener varios métodos potentes a su disposición simultáneamente, que se pueden utilizar para hacer que los camiones Mercedes-Benz sean lo más aerodinámicos posible.

Actros


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Trabajando juntos para encontrar la mejor solución: la cooperación entre diseñadores y producción es esencial

La coordinación con colegas de otras disciplinas centrales, especialmente entre diseñadores y el equipo de producción, es esencial para el trabajo de los expertos en aerodinámica. “El objetivo durante el desarrollo de un camión siempre es encontrar la mejor solución juntos”, dice Kai Sieber, Jefe de Diseño, Marcas y Operaciones de Mercedes-Benz. “Por ejemplo, los brazos de la cámara de la MirrorCam le dan al nuevo Actros una apariencia purista. Visualmente, esto es un enriquecimiento, ya que el punto focal del vehículo se desplaza hacia abajo debido a la omisión de los grandes espejos, que también sirve para subrayar ópticamente el vehículo. dinámica aún más, además de ahorrar combustible “.

La búsqueda de la forma y posición óptimas.

Entonces, ¿cómo ha contribuido exactamente el trabajo del equipo en el túnel de viento a la mejora de la aerodinámica del nuevo Actros? Por ejemplo, mediante pruebas en las que se determinó la mejor posición para los brazos de la cámara de la MirrorCam. Posibles posiciones fueron las secciones superior e inferior del pilar A y la parte superior del pilar B. Para estas pruebas, se usó un Actros real, en el cual los espejos exteriores fueron reemplazados por prototipos de los brazos de la cámara, montados uno tras otro en las tres posiciones de prueba. El camión se colocó en la plataforma de pesaje en el túnel de viento y se encendieron los ventiladores. El uso de una plataforma de pesaje permitió a los ingenieros medir la fuerza aérea que actúa sobre el vehículo a medida que fluía a su alrededor. El resultado: la mejor posición para los brazos de la cámara es en el pilar A en el área del borde del techo.

También se buscó una solución que evite la luz dispersa desde arriba reduciendo el rendimiento de las cámaras. En estas pruebas, prevaleció la pequeña capucha con la que ahora están equipados los brazos MirrorCam. Y los ingenieros también participaron intensamente en el desarrollo de los nuevos deflectores laterales cóncavos de la cabina. Los nuevos deflectores laterales de la cabina también contribuyen a que el nuevo Actros consuma menos combustible que cualquiera de sus predecesores.

Progresos considerables: una mejor vista y una mayor seguridad.

Además de mantener el consumo de combustible lo más bajo posible, los ingenieros también se centraron en mantener la suciedad fuera del vehículo durante sus pruebas de túnel de viento y análisis de CFD. Especialmente para áreas relevantes para la seguridad, como el parabrisas y las ventanas laterales, sin mencionar las lentes de los brazos de la cámara. La aerodinámica influye en la cantidad de suciedad levantada por su propio vehículo y los vehículos en el frente en realidad permanecen pegados al vehículo.

Actros

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En funcionamiento durante décadas: el túnel de viento en Untertürkheim

El túnel de viento en Untertürkheim ha estado disponible para los desarrolladores de Mercedes-Benz durante ocho décadas. A través de la modernización dirigida continua, el sistema se mantiene en el estado de la técnica. Dos motores de CC, cada uno con una potencia de 250 kW, ponen en movimiento el ventilador axial de nueve palas con su diámetro de 8,5 metros, tan potente que puede generar ráfagas de hasta la fuerza del viento 17. Para ello, alrededor de 9,000 m3 de aire son soplados horizontalmente a través del canal en forma de anillo de 125 metros de largo. En el área de prueba, el vehículo se para sobre una plataforma giratoria con un diámetro de doce metros, de modo que puede exponerse al flujo del viento no solo frontalmente, sino también lateralmente en cualquier ángulo deseado. Integrado en la plataforma giratoria, además de un dinamómetro de rodillos, hay un puente de pesaje de seis componentes. Se utiliza para la determinación altamente precisa de numerosas fuerzas, incluida la fuerza aérea. Las fuerzas se transmiten a las celdas de carga a través de palancas y barras y, por lo tanto, se pueden evaluar.

Prestigioso reconocimiento: el nuevo Actros es el “Camión Internacional del Año 2020”

La aerodinámica mejorada de forma sostenible que proporciona la MirrorCam del nuevo Actros es una de las razones por las que el vehículo ganó el título de “Camión internacional del año 2020”. Además de la mayor eficiencia, el jurado de lo que es el premio europeo más importante para el segmento de camiones también destacó el progreso realizado en los sistemas de asistencia y seguridad, así como en la conectividad. Las nuevas características de Actros incluyen Active Drive Assist, que permite la conducción semiautomática en todos los rangos de velocidad, el asistente de frenado de emergencia Active Brake Assist 5 mejorado, la cabina multimedia totalmente conectada en red y el control de crucero inteligente predictivo y el sistema de gestión de transmisión. El premio “Camión internacional del año” es presentado anualmente por los principales periodistas de vehículos comerciales de Europa. Mercedes-Benz es la marca más frecuentemente premiada en la historia de la competencia y ya ha tenido éxito con todas las versiones anteriores de Actros.

Texto traducido automáticamente.

Fuente: Daimler

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Economy from good aerodynamics: the new Actros is trimmed for efficiency

• Up to five percent less fuel consumption than its predecessor – the new Actros is more efficient than ever before
• With MirrorCam and concave cab side deflectors: the aerodynamic driver’s cab contributes greatly to the vehicle’s fuel efficiency
• The improved aerodynamics were achieved using computer modelling, as well as during wind tunnel and on-the-road testing

The fuel consumption of the Actros has been steadily reduced over the past decades. In typical long-distance transport operations, for example, savings of up to 15 percent have been achieved between 2011 and the introduction of the new Actros from 2019. The new Actros is even more economical than its predecessor on motorways by up to as much as three percent and in inter-city traffic by up to five percent. In addition to the optimised Predictive Powertrain Control (PPC) cruise control and transmission control system, new rear axle ratios and aerodynamic improvements to the truck’s cab make a major contribution to this reduction in consumption.

Aerodynamics as one of the most important levers for reducing consumption

The great importance of aerodynamics can be illustrated by a number: in a modern cab-over-engine truck in European long-distance operations, around one third of the available mechanical energy is needed to overcome the air resistance. And this is also reflected in the new Actros: the MirrorCam alone, which replaces the traditional rear-view mirrors, contributes as much as 1.5 percent to the overall fuel savings of the new Actros. New concave cab side deflectors on the cab also make a contribution towards lowering the consumption.

A complex system: axial blower for wind speeds of up to 250 km/h

These improvements are due not least to intensive testing in the wind tunnel at Daimler AG’s Untertürkheim plant. There, the engineers simulated the flow conditions around the truck with the aim of optimising the Cd value for wind slip, and thus in turn also the fuel consumption. Especially with regard to the MirrorCam, the tests in the plant provided valuable information. On the one hand for the aerodynamic design of the two camera arms and on the other for the positioning of the camera arms on the right and left-hand sides of the cab. Unlike conventional mirrors, these are fixed to the roof frame in the new Actros.

The wind tunnel in Untertürkheim enables the developers to generate wind speeds of up to 250 kilometres per hour. “Here, in parallel to computer-based flow calculations – i.e. digital simulations using computational fluid dynamics (CFD) – random spot checks were carried out to confirm the aerodynamic improvement of conceptual components,” says Michael Hilgers, Head of CAE Vehicle Functions in Commercial Vehicle Development at Mercedes-Benz. In addition, the aerodynamic measurements are validated during on-the-road testing. The engineers thus benefit from having several powerful methods at their disposal simultaneously, which can be used to make Mercedes-Benz trucks as aerodynamic as possible.

Working together to find the best solution: co-operation between designers and production is essential

Co-ordination with colleagues from other core disciplines, especially between designers and the production team, is essential for the work of the aerodynamics experts. “The aim during development of a truck is always to find the best solution together,” says Kai Sieber, Head of Design, Brands & Operations at Mercedes-Benz. “For example, the camera arms of the MirrorCam give the new Actros a puristic appearance. Visually, this is an enrichment, as the vehicle’s focal point is shifted downwards due to the omission of the large mirrors, which also serves to optically underline the vehicle’s dynamics yet further in addition to saving fuel.”

The search for the optimum shape and position

So how exactly has the team’s work in the wind tunnel contributed to the further improved aerodynamics of the new Actros? For example, by means of tests in which the best position for the camera arms of the MirrorCam was determined. Possible positions were the upper and lower sections of the A-pillar and the upper part of the B-pillar. For these trials, a real Actros was used, on which the exterior mirrors were replaced by prototypes of the camera arms – mounted one after the other at the three test positions. The truck was placed on the weighbridge in the wind tunnel and the fans were started. The use of a weighbridge enabled the engineers to measure the air force acting on the vehicle as it flowed around it. The result: the best position for the camera arms is on the A-pillar in the area of the roof edge.

A solution was also sought that would prevent stray light from above reducing the performance of the cameras. In these tests, the small hood with which the MirrorCam arms are now equipped prevailed. And the engineers were also intensely involved in the development of the new, concave cab side deflectors. The new cab side deflectors also contribute to the new Actros consuming less fuel than any of its predecessors.

Considerable progress: a better view and greater safety

In addition to keeping fuel consumption as low as possible, the engineers also focused on keeping dirt out of the vehicle during their wind tunnel tests and CFD analyses. Especially for safety-relevant areas such as the windscreen and side windows, not to mention the lenses of the camera arms. The aerodynamics influence how much dirt kicked up by your own vehicle and vehicles in front actually remains stuck to the vehicle.

In operation for decades: the wind tunnel in Untertürkheim

The wind tunnel in Untertürkheim has been available to Mercedes-Benz developers for eight decades. Through continued targeted modernisation, the system is kept at the state-of-the-art. Two DC motors, each with an output of 250 kW, set the nine-blade axial fan with its 8.5 metre diameter in motion – so powerful that it can generate gusts of up to wind force 17. To do this, around 9,000 m3 of air are blown horizontally through the 125-metre long, ring-shaped channel. In the test area, the vehicle stands on a turntable with a diameter of twelve metres, so that it can be exposed to the wind flow not only frontally, but also laterally at any desired angle. Integrated into the turntable in addition to a roller dynamometer is a six-component weighbridge. It is used for the highly accurate determination of numerous forces, including the air force. The forces are transmitted to load cells via levers and rods and can thus be evaluated.

Prestigious accolade: the new Actros is “International Truck of the Year 2020”

The sustainably improved aerodynamics provided by the MirrorCam of the new Actros is one of the reasons why the vehicle won the title “International Truck of the Year 2020”. In addition to the increased efficiency, the jury of what is the most important European award for the truck segment also highlighted the progress made in assistance and safety systems as well as in connectivity. New features in the Actros include Active Drive Assist which enables semi-automated driving in all speed ranges, the improved Active Brake Assist 5 emergency brake assistant, the fully networked Multimedia Cockpit, and the Predictive Powertrain Control intelligent cruise control and transmission management system. The “International Truck of the Year” award is presented annually by Europe’s leading commercial vehicle journalists. Mercedes-Benz is the most frequently awarded brand in the history of the competition and has already enjoyed successes with all previous versions of the Actros.

Original text.

From: Daimler

 

Nuevo centro de Mercedes-Benz Trucks España.

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