Búrlivé výšiny

Svetlá sa rozsvecujú a výťahom do miestnosti stúpa ŠKODA ENYAQ RS iV. Veterný tunel je pripravený na meranie finálnej verzie elektrického SUV. Poďme na to!

24. 11. 2022 ŠKODA SVET

Biele vozidlo je sčasti polepené čiernou fóliou, na ktorej z červených bodov visia zelené povrázky. Pripravuje sa test pomocou bavlniek. Valce v podlahe roztáčajú kolesá auta a obsluha tunela spúšťa obrovský ventilátor. Okolo auta odrazu citeľne fúka a povrázky sa začínajú trepotať.

„Sledovaním pohybu bavlniek zmonitorujeme prúdenie vzduchu na povrchu vozidla,“ vysvetľuje Jiří Novák, hlavný aerodynamik projektu ENYAQ iV v Technickom vývoji ŠKODA AUTO. Kolesá sa pri tomto teste, rovnako ako aj pri všetkých ďalších, točia preto, že aj ich pohyb má vplyv na prúdenie vzduchu okolo vozidla.

A práve o čo najmenej komplikované obtekanie vzduchu okolo auta a jeho častí aerodynamikom ide. „Cieľom je dosiahnuť čo najnižší koeficient odporu c_x. Jeho zníženie znamená nižšiu spotrebu a pri elektromobile samozrejme dlhší dojazd na jedno nabitie,“ vysvetľuje Zdeněk Sloupenský, koordinátor vonkajšej aerodynamiky vozidiel platformy MEB.

Vozidlo pripravené na testovanie vo veternom tuneli.

V tuneli univerzity v Stuttgarte tentokrát stojí predsériový ENYAQ RS iV. Približne 90 percent práce venovanej vývoju aerodynamiky prebieha virtuálne pomocou počítačových simulácií. Pomáha s nimi supervýkonný počítač HPC, ktorý ŠKODA AUTO využíva. Aerodynamici sa s týmto vozidlom v skutočnosti napriek tomu nestretávajú prvýkrát. V tuneli už boli s jeho vyfrézovanou maketou v mierke 1:1 i s funkčným prototypom. Virtuálne simulácie pomáhajú pochopiť, čo sa v prúdení okolo vozidla deje a prečo. Meranie v tuneli je zavŕšením celého vývoja a potvrdením vývojového procesu postaveného na výpočtoch.

Test prúdenia vzduchu pomocou bavlniek

S výsledkami výpočtov a meraní modelov a prototypov odborníci na aerodynamiku oboznamujú kolegov z oddelení dizajnu a konštrukcie. Následne spoločne hľadajú riešenia, ktoré sú vhodné pre všetkých zúčastnených a ktoré pomáhajú zlepšovať vlastnosti pripravovaného automobilu. „Na vývoji vozidla spolupracujeme počas celého trvania tejto fázy. Od diskusií o základných líniách tvarov a proporcií vozidla až po detailné zmeny na nárazníkoch a spätných zrkadlách. Aj zmena detailu, ktorý zníži odporový koeficient o jednu stotinu, zvýši výsledný dojazd ENYAQ iV v cykle WLTP o približne sedem kilometrov. V prípade jazdy po diaľnici je navýšenie ešte výraznejšie,“ popisuje Zdeněk Sloupenský.

Na čo je však meranie predsériového vozidla? S jeho podobou sa už predsa nedá nič robiť. „Podľa platných predpisov homologizácie WLTP máme povinnosť ohodnotiť všetky aerodynamicky relevantné voliteľné konfigurácie auta, ako napríklad kolesá, ešte pred jeho prvým prihlásením. A toto sa vykonáva práve na predsériovom vozidle,“ prezrádza Zdeněk Sloupenský.

Pri testoch vo veternom tuneli sa musia točiť aj kolesá, pretože ich pohyb má vplyv na prúdenie vzduchu okolo vozidla.

Ale poďme sa pozrieť späť na bavlnky, ktoré sa môžu trepotať vo vetre až o rýchlosti 60 km/h. Ich pohyb zaznamenávajú citlivé kamery, z ktorých záznamu neskôr vznikne mapa pohybu vzduchu na daných miestach karosérie, teda napríklad na blatníku za predným kolesom alebo pri dverách batožinového priestoru. Správne usmernenie prúdu vzduchu nielen znižuje aerodynamický koeficient, ale okrem toho umožňuje aj obmedziť špinenie dôležitých častí karosérie napríklad od nečistôt na ceste.

Vietor ustal a bavlnky sa zasa upokojili. Pripravuje sa niečo nové. Na scénu prichádza dymová sonda, teda zariadenie vypúšťajúce umelý dym. Keď dym vystupuje pred vozidlom do vetra, začne dokonale kopírovať profil karosérie. Ukazuje tak, ako vzduch obteká okolo auta.

Test dymovou sondou – tu je viditeľné obtekanie celej karosérie.

Dymovou sondou sa samozrejme netestuje len celá karoséria, ale aj jej jednotlivé prvky, na ktorých aerodynamikom obzvlášť záleží. Predný nárazník, vonkajšie spätné zrkadlá a úplavy za nimi (úplav je oblasť zvíreného vzduchu za prekážkou, pozn. autora), úplav za zadným sklom, air-curtain, teda riešenie na bokoch predného nárazníka, ktoré vedie vzduch okolo predného kolesa. Prúd dymu preverí všetky tieto miesta a odhalí, či vzduch okolo nich prúdi tak, ako odborníci chceli.

„Aerodynamický odpor je z podstatnej časti determinovaný tvarom úplavu za vozidlom. Ide o oblasť spomaleného prúdenia vzduchu s priamym vplyvom na zadné partie vozidla. Cieľom aerodynamika je dosiahnuť súmerný tvar úplavu a tým pádom aj čo najvyššieho tlaku na zadnú časť,“ vysvetľuje Jiří Novák.

Dym sa rozplynul a okolo auta sa posúva obrovský hrebeň. Žiadnu úpravu účesu však nečakajte. Takzvaná hrebeňová sonda je ďalší merací prístroj, ktorý sa používa pri aerodynamickom meraní. Jednotlivé zuby hrebeňa merajú za vozidlom rýchlosť prúdiaceho vzduchu a výsledkom je náhľad na prúdenie v priestore ďalej od vozidla. „Analýzou rýchlosti prúdenia získavame informácie o jeho turbulenciách. Okrem už spomínaného úplavu je sondou sledované aj správanie prúdenia vzduchu za kolesami. Tie sa počas jazdy odvaľujú a vytvárajú zložitý aerodynamický jav. Aerodynamik sa usiluje o to, aby v tejto oblasti dosiahol hladké obtekanie,“ pripomína Jiří Novák.

Vizualizácia oblasti zvíreného vzduchu v oblasti zadného spojlera.

Odborníci na aerodynamiku z Technického vývoja ŠKODA AUTO sú vo svojej práci veľmi úspešní. Posledné modely ŠKODA sa pýšia vynikajúcimi aerodynamickými vlastnosťami i skvelými hodnotami indexu c_x. OCTAVIA je s hodnotou 0,24 (OCTAVIA COMBI 0,26) medzi najlepšími vo svojej triede, rovnako ako aktuálna generácia modelu FABIA (cx 0,28). ENYAQ iV je s koeficientom od 0,257 medzi špičkou SUV modelov a ENYAQ COUPÉ iV má vďaka splývajúcej zadnej časti skóre ešte lepšie - 0,234.

Okrem optimalizovaných tvarov karosérie, nárazníkov, zrkadiel alebo už spomínaných air-curtain ponúka pri elektrických vozidlách veľký potenciál hladká podlaha pokrytá aerodynamickými panelmi a hladký tvar batérií. Ďalším spôsobom zníženia celkového odporu je inteligentné riadenie množstva vzduchu smerujúceho do motorového priestoru pomocou otvárateľnej a uzatvárateľnej rolety umiestnenej pred chladiacim paketom.