國外空氣動力學(xué)卡車有望爆發(fā)

本刊記者 寧文祥 編譯

對于物流企業(yè)來說，空氣動力學(xué)的優(yōu)化是他們十分重視的一項技術(shù)創(chuàng)新，而困擾他們的不是工程技術(shù)，而是相關(guān)法規(guī)的支持。在美國，沃爾瑪打破了傳統(tǒng)卡車外形的概念，推出了一款著眼未來的具有空氣動力學(xué)的卡車。在歐洲，是否放開對于空氣動力學(xué)設(shè)計卡車的限制一直是爭議很大的話題。那么，在歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)，空氣動力學(xué)卡車的發(fā)展現(xiàn)狀究竟如何？我們不妨看一看下面的內(nèi)容。

空氣動力學(xué)卡車的傳統(tǒng)

在2014年3月份舉行的美國中部卡車展上，美國的零售巨頭沃爾瑪展示出了一款十分具有未來特性的概念卡車（如圖1）。該車一經(jīng)展出，就在美國的商用汽車設(shè)計領(lǐng)域引起了極大的反應(yīng)。這款名叫WAVE的卡車據(jù)說跟同類的掛車汽車列車相比，能增加20%的空氣動力性能。這款產(chǎn)品的展出，再次激起了人們對于運輸類車輛是否應(yīng)該采用流線型設(shè)計這個老生常談問題的激烈討論。

來自沃爾瑪公司的Elizabeth Fretheim表示：“技術(shù)是不斷取得進(jìn)步的關(guān)鍵。我們必須使用最高效的技術(shù)，所以我們需要不斷地去追求和嘗試那些來自未來的技術(shù)。”他再次重申了這個由沃爾瑪投資的項目不僅僅只是做展示，而是要真正投入到實踐。Fretheim表示，這款WAVE卡車的掛車部分是由Great Dane公司制造的，掛車的材料完全使用碳纖維，跟同類型的掛車相比，自重能減輕多達(dá)1.8 t。而自重的減輕并沒有降低車廂的耐沖擊能力。車身前部突出部分不僅僅可以增加車輛的空氣動力學(xué)特性，還可以有效增加車輛的空間。這意味著，空氣動力學(xué)不僅僅是減少風(fēng)阻，還能為卡車創(chuàng)造新的功能。

其實在歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)，對于空氣動力學(xué)卡車設(shè)計的討論可以追溯到80年前。1925年，一家名叫J. B. Baillargeon Express加拿大公司設(shè)計出了一臺具有空氣動力學(xué)特性的卡車。這款卡車在1970年被阿姆斯特朗飛行研究中心重新復(fù)制了出來，從此以后，具有空氣動力學(xué)特性的卡車如雨后春筍般地出現(xiàn)。每一年，人們對于空氣動力學(xué)卡車的認(rèn)識都在進(jìn)步，在1970年阿姆斯特朗飛行研究中心復(fù)制出空氣動力學(xué)卡車之后，人們普遍意識到在空氣動力學(xué)優(yōu)化設(shè)計方面，牽引車和掛車是一體的而并非分開的概念，這對于今后的卡車掛車列車空氣動力學(xué)優(yōu)化的設(shè)計有了很大的幫助。

今天，新的推動空氣動力學(xué)卡車設(shè)計的因素再次出現(xiàn)了，那就是環(huán)境因素。溫室氣體排放問題日趨嚴(yán)重，美國的環(huán)境保護(hù)署（EPA）也是出于環(huán)保的原因在最近幾年十分推崇空氣動力學(xué)設(shè)備。這也是為什么美國在空氣動力學(xué)卡車設(shè)計方面領(lǐng)先于全球其他地區(qū)的原因。沃爾瑪在美國中部卡車展中展示的車輛就是延續(xù)了美國這一個驕傲的傳統(tǒng)。美國在過去的10年時間里在空氣動力學(xué)卡車推廣上已經(jīng)初具成效，比如說如今很多掛車都開始使用尾部收集器和可以提高效率的側(cè)裙，沃爾沃展出的全新車型也為美國下一步拓展空氣動力學(xué)的卡車提供了一個良好的路徑。

歐洲在焦急等待寬松政策

其實在歐洲，運輸設(shè)備的創(chuàng)新同樣也是十分活躍，不過受限于歐洲的法規(guī)框架，讓這些現(xiàn)代化的卡車掛車列車設(shè)計在現(xiàn)實中并沒有充分得以體現(xiàn)。就在最近，歐洲議會委員會運輸部（TRAN）就公開支持EU Directive 96/53的修改，其中就包括了允許具有更高水平空氣動力學(xué)的卡車上路的條款。不過該條款的最終修訂版本尚沒有正式實施，歐盟委員會還在仔細(xì)研究條款細(xì)節(jié)，將會于近期公布。據(jù)了解，如果EU Directive 96/53的修改草案最終得到了歐盟的通過，那么今后歐洲的半掛車的標(biāo)準(zhǔn)長度將會允許增加500 mm。增加的長度主要用于允許半掛車在尾部安裝有利于增加空氣動力學(xué)的裝置。

不過可惜的是，另外一項提議被稱為“Gigaliner”的車型被否決了（如圖2）。Gigaliner是一種長度達(dá)25 m的超高效汽車列車組合。歐盟委員會要求歐洲議會委員會運輸部在2016年重新評價運輸超限汽車列車，長度達(dá)25 m，最大總質(zhì)量達(dá)60 t在跨國運輸?shù)挠绊?，以便今后進(jìn)一步放開限制。

由于法規(guī)的限制，所以現(xiàn)在歐洲卡車空氣動力學(xué)的設(shè)計都暫時只能局限于小范圍的改動。大范圍的改動需要等待歐盟進(jìn)行相關(guān)的超限車輛安全、道路適應(yīng)成本和環(huán)境評估等工作通過后才能進(jìn)行。

不過，歐洲設(shè)計師們的想象力不會因為法規(guī)的限制而枯竭，他們一直都在思考提高空氣動力學(xué)的方法，如果暫時不能投入實踐，至少在理論上他們還是世界領(lǐng)先的。在2008年，一個專門研究半掛車側(cè)裙和尾部接收器可行性的組織在荷蘭成立，因為這些空氣動力學(xué)設(shè)備已經(jīng)在美國普遍使用了。歐洲人也在考慮這兩個設(shè)備在歐洲的適應(yīng)性如何。最后的實驗結(jié)果證明，這兩個用于掛車上的設(shè)備都可以顯著提升掛車的效率。根據(jù)荷蘭知名學(xué)府代爾夫特理工大學(xué)的實驗證明，掛車在安裝了側(cè)裙和尾部接收器后可以降低燃油消耗和廢氣排放15%左右。

歐洲空氣動力學(xué)概念車產(chǎn)品層出不窮

在2011年，梅賽德斯-奔馳公司在比利時科特萊特市的一個展會上推出了一臺名叫Aero的未來概念車（如圖3）。梅賽德斯-奔馳表示這款A(yù)ero概念車通過空氣動力學(xué)的優(yōu)化設(shè)計，降低了18%的風(fēng)阻，與此同時降低了5%的二氧化碳排放。在2012年，德國知名的掛車企業(yè)克勞耐（Krone）在漢諾威商用車展上推出了一款令人印象深刻的空氣動力學(xué)掛車（如圖4）。瑞典的卡車巨頭斯堪尼亞也在積極地實驗空氣動力學(xué)卡車。斯堪尼亞在瑞典的索德塔爾杰市和比利時的茲沃勒市有兩個大型的工廠，斯堪尼亞將每天穿梭于這兩個工廠的卡車尾部安裝上了能提高空氣動力學(xué)的尾部接收器，通過收集數(shù)據(jù)來檢驗這個設(shè)備對于提高車輛空氣動力學(xué)的程度。

Lawrence David是英國一家著名的掛車生產(chǎn)商。最近他們推出了一款名叫“眼淚”的空氣動力學(xué)掛車。他們將掛車的前后部都設(shè)計成錐形，從外形上看十分像一滴眼淚。同時在車頭處安裝了擾流板。據(jù)介紹，這款半掛車的設(shè)計可以顯著提升空氣動力學(xué)，而且所有設(shè)計都符合現(xiàn)行的相關(guān)法規(guī)要求。如今這款英國產(chǎn)空氣動力學(xué)掛車已經(jīng)開始了全面的量產(chǎn)，也是為數(shù)不多的在歐洲實現(xiàn)量產(chǎn)的空氣動力學(xué)掛車。

空氣動力學(xué)類卡車今后或?qū)Ⅱv飛？

在美國，有多位在掛車空氣動力學(xué)研究領(lǐng)域頗有造詣的專家。其中就包括了工業(yè)設(shè)計顧問Jeremy Singley和他來自肯尼亞的同事Kioko Muthui Singley。Jeremy Singley認(rèn)為掛車長度如果可以增加，可以讓很多概念變成現(xiàn)實。他表示：“我看見過很多概念卡車。有的概念卡車將干貨廂式車的尺寸改變了，有的設(shè)計了一個不現(xiàn)實的擋風(fēng)玻璃，有的設(shè)計了一個很古怪的外形。我認(rèn)為廂式車的尺寸是相當(dāng)重要的。在既定的尺寸里，決定了你能裝載多少托盤，多少貨物?！彼J(rèn)為如果想要超級卡車（Super Truck）（如圖5）這個概念變成事實，還有很多工作要做?！拔磥淼暮芏嚓P(guān)于卡車空氣動力學(xué)的研究需要大家的支持，需要得到盡可能多的反饋數(shù)據(jù)?！盨ingley表示。

在Singley還在持續(xù)實驗超級卡車的可行性的時候，一些具有前瞻意識的企業(yè)如沃爾瑪就已經(jīng)推出了他們的概念車型了，主要是因為他們要追求高性價比，所以在概念車型中進(jìn)行了大量的研發(fā)工作。在歐洲，雖然相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)依然限制著空氣動力學(xué)車輛的進(jìn)步，但是歐洲的工程師和設(shè)計師們不會袖手旁觀。還有來自亞洲和中東對于高效卡車的需求也漸漸升溫，來自這些國家和地區(qū)的空氣動力學(xué)概念卡車也將越來越多。

空氣動力學(xué)卡車的市場是充滿能力和沖勁的，并且卡車設(shè)計已經(jīng)完全可以將卡車提升到一個全新的層次。但是，現(xiàn)在空氣動力學(xué)卡車市場更需要的是得到政策框架層面上的支持，這是全新設(shè)計的空氣動力學(xué)卡車得以騰飛的基礎(chǔ)。