เหตุใดรถยนต์ยุคใหม่จึงเน้นเรื่องอากาศพลศาสตร์ ความสัมพันธ์อันลึกซึ้งกับ การประหยัดน้ำมัน และระยะทางในการล่องเรือ

การประหยัดน้ำมัน ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์และแรงต้านอากาศมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าประหยัดพลังงานมีจำนวนเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์จึงมีความสำคัญมากขึ้น การพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า และรถยนต์ที่ใช้พลังงานทดแทนอื่นๆ มีความสำคัญมากในการพัฒนาและใช้ประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์เพื่อประหยัดพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการเดินทางของรถยนต์ในระยะยาวและระยะไกลไป

การประหยัดน้ำมัน ตอนนี้จำเป็นสำหรับ EVs หรือไม่ ลดแรงต้านของอากาศ

เรื่ององ การประหยัดน้ำมัน เป็นเวลา 40 ปีแล้วหรือยังนับตั้งแต่การเปิดตัวAudi 100 เจเนอเรชั่นที่สามที่ก้าวล้ำ ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านอากาศเพียง 0.30 (ค่า Cd) ถือเป็นประเด็นร้อนในขณะนั้น สะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงค่านิยมที่เพิ่งเกิดจากวิกฤติน้ำมันในทศวรรษ 1970

Audi 100 ดูโฉบเฉี่ยวอย่างแน่นอนเมื่อเทียบกับคู่แข่งในขณะนั้น แต่ก็ยังห่างไกลจากความแปลกใหม่ นั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมนวัตกรรมอากาศพลศาสตร์จึงมีความน่าสนใจมากยิ่งขึ้น เป็นที่ทราบกันดีว่าอากาศพลศาสตร์มีความสำคัญมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แรงต้านอากาศจะลดลงได้แค่ไหน ส่งผลต่อรูปลักษณ์ของรถอย่างไร การใช้พลังงานไฟฟ้าจะมีผลกระทบอย่างไร และจะเป็นอย่างไรในอนาคต

แรงต้านอากาศซึ่งพยายาม “จับ” พื้นผิวของรถแล้วชะลอความเร็วนั้นมีพลังมหาศาลและเพิ่มขึ้นตามความเร็วยกกำลังสอง พูดง่ายๆ ก็คือ การเพิ่มความเร็วเป็นสองเท่าต้องใช้กำลังมากกว่าสี่เท่าเพื่อเอาชนะแนวต้าน เมื่อพิจารณาถึงความพยายามในการออกแบบเครื่องยนต์เพื่อดึงกำลังออกมา จึงไม่น่าแปลกใจที่เมื่อเร็วๆ นี้อากาศพลศาสตร์จะได้รับความสนใจอย่างมาก

ระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมาก

ตามคำกล่าวของ Thomas Wiegand ผู้จัดการฝ่ายวิจัยและพัฒนาด้านอากาศพลศาสตร์ของ Porsche ความต้านทานอากาศคิดเป็น 30-40% ของการสูญเสีย EV ในรอบการทดสอบ WLTP และในโลกแห่งความเป็นจริง ความต้านทานอากาศสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 50% ในทางตรงกันข้าม ในรถยนต์เครื่องยนต์ แรงต้านอากาศคิดเป็นเพียง 10% ของการสูญเสียทั้งหมด

อย่างไรก็ตาม EV มีข้อได้เปรียบเหนือรถยนต์เครื่องยนต์บางประการในแง่ของอากาศพลศาสตร์ หนึ่งคือหน่วยส่งกำลังสร้างความร้อนเพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้หม้อน้ำระบายความร้อนหรือการไหลเวียนของอากาศในห้องเครื่องยนต์

อีกสาเหตุหนึ่งคือท่อไอเสียและชิ้นส่วนระบบขับเคลื่อนมีน้อยลง ทำให้งานช่วงล่างราบรื่นได้ง่ายขึ้น ชิ้นส่วนทางอากาศแบบเคลื่อนที่ได้ เช่น บานเกล็ดกระจังหน้า กำลังค่อยๆ ถูกนำมาใช้ในรถยนต์ที่มีจำหน่ายทั่วไป โดยปล่อยให้อากาศผ่านไปยังจานเบรกและหม้อน้ำในปริมาณที่จำเป็นเท่านั้น

Porsche Taycan มีอัตราการลากตามหลักแอโรไดนามิกที่ 0.22

Stephan Kleber วิศวกรด้านอากาศพลศาสตร์ของ Mercedes กล่าวไว้ว่า EQS ใช้พลังงานได้ 15kWh ต่อการขับเคลื่อน 100 กม. แต่จะลดลงเหลือ 10kWh สำหรับ EQXX ดูเหมือนว่าปอร์เช่จะคิดว่าในอนาคต การใช้วัสดุหน่วยความจำรูปร่างอาจทำให้รถยนต์เปลี่ยนรูปร่างขณะขับขี่ได้

นอกจากนี้ การวิจัยยังอยู่ระหว่างดำเนินการที่มหาวิทยาลัยสตุ๊ตการ์ทในประเทศเยอรมนี ซึ่งกำลังทำการทดลองเพื่อใช้ลำโพงสั่นพื้นผิวของร่างกายเพื่อส่งผลต่อพฤติกรรมการแยกอากาศและลดความต้านทาน

ขณะนี้ระยะการเดินทางและเวลาในการชาร์จถือเป็นปัญหาคอขวดเมื่อซื้อรถยนต์ไฟฟ้า ประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์กลายเป็นปัญหาการพัฒนาที่สำคัญพอๆ กับระบบส่งกำลังเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

สรุป

ความสัมพันธ์ระหว่างประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์และแรงต้านอากาศมีความสำคัญ โดยรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานทดแทนมักมีแรงต้านอากาศต่ำลง ทำให้มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น และสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้มากขึ้นเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงทั่วไป ดังนั้น การพัฒนาด้านอากาศพลศาสตร์ในรถยนต์ยุคใหม่มีความสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการประหยัดทรัพยากรอย่างเป็นระบบ

ขอบคุณภาพจาก:

• autocar.jp

ขอบคุณแหล่งอ้างอิงจาก:

• autocar.jp/post/881351

ติดตามอัพเดท่าวสารใหม่ล่าสุด mydeedees.com
บทความอื่นที่น่าสนใจ หรือ เกมส์น่าสนใจ