ボルボ・トラック

JAPAN

Anders Tenstam Mattias Hejdesten
2024-01-29
テクノロジーとイノベーション 省燃費
Authors
Anders Tenstam
Technology Specialist Aerodynamics
Mattias Hejdesten
Senior Engineering Expert Aerodynamics.

より大型のトラック・キャブ開発がどのような形でエネルギー効率の向上や省エネに寄与するか

Volvo FH Aeroは、独自の空力設計により、エネルギー効率および空力特性において新たな基準を確立します。 これは、可能な限り最も燃料効率の高いトラックを開発するために10年以上にわたり行われた研究開発と継続的な改良の集大成でもあります。

 

新しいVolvo FH AeroとVolvo FH16 Aeroの最も際立つ特徴は、従来のキャブ・オーバー・エンジン型のトラック設計からわずかに逸脱した長いフロント部分です。 また、空力性能も向上し、これまでの改良と合わせて燃費が最大5%向上*しました。 これにより、Volvo Trucksの歴史において最も空力特性とエネルギー効率に優れた設計となっています。
 

「空力特性の観点から、できるだけ滑らかで丸みのあるコーナーが望ましいのですが、最近まで車両の長さに関する規制によって制限されていました」とVolvo Trucksの空力特性シニア・テクノロジー・エキスパートであるアンダース・テンスタム氏は言います。 「そして現在、キャブのフロント部を延ばして曲率を高めることが可能になりました。 これにより、キャブの空力特性が向上するだけでなく、車両全体にわたる他のすべての改良による効果を最大限に高めることができます」。

 

長期的に見て有益な空力開発


トラックの長さに関する EUの規制の変更により、フロント部の延長が可能になりましたが、Volvo FH Aeroの起源はさらに遡ります。 実際、Volvo Trucksのエンジニアは、10年以上にわたり、Volvo FHを改良するための新しいコンセプトやアイデアを模索してきました。 最初のステップは、高度なエンジニアリングに焦点を当てた別の組織を社内に設立することでした。 新しいチームが採るべき方向性は、短期間にリリースするために小規模な分離された段階的改良を検討するのではなく、車両全体に対して長期的かつ総合的なアプローチを取ることでした。
 

「新しいアイデアを出すための余地を作ることが非常に重要なので、私たちは通常、自分たち自身にあまり制限を設けないようにしています」とアンダース氏は言います。 「厳密なスケジュールに従って複数のプロジェクトに取り組んでいる場合は、優先順位を付ける必要があり、通常は長期にわたる高度なエンジニアリングが犠牲になります。 その代わりに、私たちはより広範なアプローチをとり、さまざまなコンセプトを同時に追求し、後でそれらを組み合わせて、各部分を合わせた場合よりも優れたソリューションを作成できるようにします」。

Volvo Trucksでは、キャブのフロント部を延ばすことで、コーナーに丸みを付け、曲率を高めることができました。

10年にわたる研究がどのようにして結実したか

Volvo Trucksの空気力学へのアプローチの中心となっているのは流線原則であり、車両の各部が相互に接続され、相互に依存しているものと見なされます。 つまり、車両前部の空力特性が最適化されている場合、車両後部の空力特性の向上でさらに大きな効果が得られます。

「フロント部の空力特性を向上させると、気流がトラックのボディ近くに押し込まれます。つまり、下流側の向上による効果がさらに高まることになります」とアンダース氏は説明します。 「逆に、上流が改善して、さらに下流の不完全性によって部分的に打ち消される可能性もあります。 このために、単一の変更箇所を分離した場合に、大きな効果を得ることは困難です。 その代わりに、空気力学をパッケージとして考える必要があります」。
 

Volvo Trucksは2012年以来、さまざまなコンポーネントをすべて徹底的に最適化することに注力しており、空力特性のコンセプトの多くはすでに2022年に導入されています。 これには、キャブ前部の分割線のシーリングの強化、フットステップのクロージャ、ホイール・アーチ周囲部の接近なとが含まれます。
 

全長がより長いキャブを許可するEUの規制は2013年に初めて審議され、2019年後半に発効しました。Volvo Trucksは長期的なアプローチにより、今後の規制を予測し、早い段階でキャブ設計の観点からその可能性を探ることができました。 そのため、新しい前部延長キャブは、こうした初期の改良と併せて開発されました。 実際、こうした作業により機能はさらに強化され、パッケージが完成しました。「これは1+1=3の事例です」とAnders氏は言います。 「こうした空力特性の各向上点のみでも燃料の節約になりますが、それらをすべて組み合わせると、全節約効果はさらに大きくなります」。
 

エネルギー効率をさらに高めるために可能な追加措置 

Volvo FH Aeroには、延長されたキャブに加えて、基本的にサイド・ミラーを翼型カメラに置き換える新しいカメラ・モニター・システムも用意されています。 その結果として、車両側面の気流に対する主な障害の1つが解消されます。
 

「ミラーの裏側は平坦であることが求められるため、ミラーの背後にウェイク・ゾーンを形成することは避けられず、常に空力損失の原因になります」と、ボルボ・トラックの空力特性担当シニア・エンジニアリング・エキスパートであるマティアス・ヘイデステン氏は話しています。 「しかし、より小さなカメラ・レンズに交換することで、気流が車両のボディに密着しやすくなります」。

Anders Tenstam氏、Volvo Trucks空気力学担当シニア・テクノロジー・エキスパート、Mattias Hejdesten氏、Volvo Trucks空気力学担当シニア・エンジニアリング・エキスパート
「これは1+1=3になる事例です。 「こうした空力特性の各向上点のみでも燃料の節約になりますが、それらをすべて組み合わせると、全節約効果はさらに大きくなります」。

ルーフとサイド・ディフレクター、スポイラー、フェンダー、シャーシ・フェアリング、ホイール・キャップなどの従来の空力特性支援装備は、燃費効率を最大化するうえで依然として重要です。 Volvo Trucksは最近になって、エアサスペンション・シャーシ用の空力特性追加補助装備を開発しました。 これは、60 km/h以上の速度で車高を下げる自動機能です。
 

「キャブを延長して車両前部を最適化したので、下流領域も最適化する必要があります。ここではスポイラー、フェンダー、延長したシャーシ・フェアリングを利用して、車両側面に密着するように気流を維持します。」とマティアス氏は述べています。

キャブの全長を延ばすことで電気トラックに与える影響

ガス燃料駆動Volvo FH AeroとVolvo FH Aero Electricはいずれも、エネルギー効率の点でキャブの延長により同様の利点を享受できます。 ただし、Volvo FH Aero Electricでは、電気ドライブラインに回生システムが利用されているため、潜在的な利点はさらに大きくなります。 「電気トラックはブレーキをかけるたびにエネルギーを回生します。エネルギーは損失せず、システムにフィードバックされます」とマティアス氏は説明します。 「抵抗が小さいとブレーキ時のペダル・ブレーキ・エネルギーが大きくなるため、回生システムはそうしたエネルギーをより多く回収して回生電力として利用できます。 したがって、フロント部の長いキャブによる相対的な見返りは、ガス燃料駆動やディーゼル駆動の場合よりもさらに大きくなります」。

電気トラックの場合、エネルギー効率の向上は航続距離の延長につながりますが、このことは電気ドライブ・ラインを使用した場合の最大の制限の1つになります。

詳細については、以下の内容についてカメラ・モニター・システムとそのメリットをご覧ください。

  • 燃料消費量とCO2排出量の削減にどのように貢献するか
  • 直接的および間接的な視認性をどのように向上させるか
  • こうしたことがドライバーや他の道路利用者の交通安全を向上させる理由

    * 実際の燃費は、走行速度、クルーズ・コントロールの使用、車両の仕様、車両の積載量、実際の地形、ドライバーの運転経験、車両の整備、気象条件などの多くの要因によって異なる場合があります。
カメラ・モニター・システムは、従来のサイド・ミラーを翼型のカメラに置き換えることで空力特性の向上に貢献します。

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