Raskaan kaluston aerodynamiikan kehittäminen

Työn tarkoituksena on tutkia raskaan kaluston aerodynaamisen kehityksen tilaa ja tutustua maaliikennekulkuneuvoihin vaikuttaviin aerodynaamisiin ilmiöihin. Työssä perehdytään ilmanvastusvoiman syntymekanismeihin raskaan kaluston ajoneuvojen kannalta ja käydään läpi kuorma- ja linja-autojen eri muotojen vaikutus. Kuorma-auton ilmanohjaimien ja sivuhelmojen vaikutukset ja toiminta selvitetään. Avainasemassa raskaan kaluston aerodynamiikan parantamisessa on ajoneuvon etu- ja takapään muotoilu. Etupään kulmat tulisi pyöristää, jonka jälkeen suurin osa ajoneuvon ilmanvastuksesta syntyy auton takapään vaikutuksesta. Takapään muotoilua voidaan parantaa pyöristämällä kulmat ja viistämällä kattoa ja kylkiä. Työssä esitellään keskeisimmät tutkimus- ja mittaustavat. Tuulitunnelikokeiden tekeminen on perinteisesti käytetyin tutkimusmenetelmä, mutta CFD-laskenta yleistyy jatkuvasti tietokoneiden kehittyessä. Ilmanvastusta voidaan mitata kokeellisesti myös rullauskokeilla. Työhön sisältyy myös kokeellinen osuus, jossa tehtiin tuulitunnelimittauksia pikavuorolinja-auton pienoismallilla. Mittauksissa pyrittiin selvittämään erilaisten keula- ja perämuotojen vaikutusta ajoneuvon ilmanvastuskertoimeen ja sivuvoimaan. Mittauksissa käytettiin neljää erilaista keulaa ja kolmea erilaista perää, joista koottiin erilaisia yhdistelmiä kaikkiaan kymmenen kappaletta. Sivutuulen vaikutuksen simuloimiseksi kaikkia muotoja ajettiin eri kulmilla virtaukseen nähden 25 asteeseen asti. Mittaustuloksista nähtiin, että keulan pyöristäminen madaltaa ilmanvastusta selvästi, mutta tuulilasin kallistuksella ei saada huomattavaa etua. Perien osalta tuloksista nähtiin, että kulmien pyöristäminen pienentää vastuskerrointa selkeästi ja perän viistäminen lisäksi suippomaiseksi alentaa vastuskerrointa jo erittäin paljon. Yksittäisistä muodoista parhaaksi osoittautuikin juuri suippomainen perä. Sivutuuliherkkyyden kannalta olennaisen sivuvoiman kannalta tuloksista nähtiin, että peräpään muotoilulla on suurempi vaikutus kuin etupään muotoilulla