Desain kendaraan berat baru meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi emisi karbon
Automotive

Desain kendaraan berat baru meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi emisi karbon


Arus kecepatan model, dikembangkan menggunakan simulasi dinamika fluida komputasi pada superkomputer LLNL. Kredit: Laboratorium Nasional Lawrence Livermore

Membentuk kembali eksterior kendaraan berat, seperti semitruck, sehingga terintegrasi secara aerodinamis di sepanjang panjangnya dengan cara yang mulus dan berkelanjutan dapat mengurangi hambatan, meningkatkan efisiensi bahan bakar, dan mengurangi emisi karbon.

Dengan menggunakan pengukuran terowongan angin dan simulasi dinamika fluida komputasi, para insinyur Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) telah menunjukkan bahwa bentuk kendaraan yang terintegrasi secara aerodinamis mengurangi hambatan sumbu tubuh dalam crosswind, menciptakan tekanan depan negatif besar yang secara efektif “menarik” kendaraan ke depan melawan angin , seperti perahu layar. Penelitian tersebut muncul di Prosiding National Academy of Sciences.

Di Amerika Serikat, kargo domestik didominasi oleh kendaraan berat, yang menangani sekitar 81 persen dari total berat kargo dan hampir 86 persen dari total nilai pengiriman kargo. Meskipun kendaraan berat hanya terdiri dari 4 persen dari semua kendaraan di jalan, mereka bertanggung jawab atas lebih dari 20 persen dari semua konsumsi bahan bakar dan emisi gas rumah kaca yang terkait dengan transportasi. Salah satu sumber utama inefisiensi yang berkontribusi pada penghematan bahan bakar yang rendah (sekitar enam mil per galon) kendaraan berat adalah hambatan sumbu bodi yang relatif besar.

“Pengurangan penggunaan minyak bumi dan emisi karbon di masa depan akan sangat bergantung pada peningkatan efisiensi pengangkutan kendaraan berat,” kata ilmuwan komputer LLNL Kambiz Salari, penulis utama studi tersebut. “Kami telah menemukan solusi yang akan sepenuhnya mengubah industri truk menjadi lebih hemat bahan bakar sambil membantu menyelamatkan planet ini dengan mengurangi emisi karbon.”

Perangkat pengurangan hambatan saat ini yang digunakan saat ini termasuk pelat ekor perahu, rok trailer dan pemanjang sisi dan atap traktor. Pelat ekor perahu meningkatkan tekanan dasar trailer, sementara rok trailer dan sisi traktor dan pemanjang atap masing-masing mengurangi jumlah aliran angin silang di muka depan trailer dan roda trailer.

Desain kendaraan berat baru meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi emisi karbon

Model truk di terowongan angin NASA Ames 7×10. Kredit: Laboratorium Nasional Lawrence Livermore

“Namun, sementara perangkat sederhana ini menghasilkan pengurangan hambatan yang signifikan, keuntungan substansial dibatasi oleh bentuk tetap dari kendaraan berat modern,” kata insinyur LLNL Jason Ortega, rekan penulis makalah ini. “Solusi radikal untuk pembatasan ini adalah dengan sepenuhnya membentuk kembali bagian luar kendaraan berat, sehingga terintegrasi secara aerodinamis di seluruh panjangnya dengan cara yang mulus dan berkelanjutan dan tidak melalui tambal sulam ad hoc dari perangkat tambahan yang terpisah.”

Tim mengatakan bentuk baru yang diusulkan, yang terlihat mirip dengan desain kereta peluru, akan menghasilkan nilai tarikan sumbu tubuh yang secara signifikan lebih kecil daripada kendaraan berat modern.

Meskipun pengurangan hambatan berasal dari perampingan frontal tambahan, pabrikan juga harus memberi perhatian khusus pada keseluruhan bentuk.

“Untuk desain selanjutnya, teknik optimasi bentuk aerodinamis harus digunakan untuk mempertahankan volume kargo yang berguna dalam bentuk yang terintegrasi secara aerodinamis sambil meminimalkan hambatan dan mengatasi kemungkinan efek pada stabilitas kendaraan dalam angin silang,” kata Salari.

Penerapan integrasi aerodinamis yang lancar di masa depan dapat berdampak mendasar pada sektor pengangkutan kendaraan berat, yang menghabiskan lebih dari 30 miliar galon bahan bakar diesel pada tahun 2017. Setiap pengurangan 1 persen pada hambatan mengarah pada pengurangan 0,45 persen dalam penggunaan bahan bakar untuk kendaraan berat. kendaraan pada kecepatan jalan raya.

“Nilai hambatan yang disajikan dalam penelitian ini menyoroti potensi untuk menghasilkan pengurangan yang signifikan dalam konsumsi minyak bumi dan emisi karbon di seluruh Amerika Serikat,” kata Ortega.


Lab mengembangkan perangkat aerodinamis yang meningkatkan efisiensi bahan bakar trailer traktor


Informasi lebih lanjut:
Kambiz Salari dkk, Integrasi aerodinamis menghasilkan bentuk kendaraan dengan koefisien drag negatif, Prosiding National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073/pnas.2106406118

Disediakan oleh Laboratorium Nasional Lawrence Livermore

Kutipan: Desain kendaraan berat baru meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi emisi karbon (2021, 2 Juli) diambil 2 Juli 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-07-heavy-vehicle-fuel-efficiency-carbon.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.




Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data HK