بررسی عددی و تجربی تاثیر فاصله‌ی طولی دو خودرو بر مصرف سوخت و ضریب پسا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش با بهره‌گیری از تست تجربی میدانی و همچنین مدل سازی و حل عددی به بررسی تأثیر فاصله ی طولی بین دو خودرو در سرعت‌های گوناگون و ارائه‌ی یک فاصله و سرعت بهینه برای داشتن کمترین میزان ضریب پسا و مصرف سوخت به وسیله‌ی الگوریتم هوش مصنوعی پرداخته شده است. به این منظور سه سرعت ثابت 70 ، 90 و 110 کیلومتر بر ساعت برای خودروها در نظر گرفته شده است. برای اطمینان یافتن از نتایج حل عددی، با استفاده از اندازه‌گیری دقیق مصرف سوخت یک دستگاه خودروی سواری، در برخی حالات از تست میدانی بهره گرفته شده است. نتیجه‌ی این پژوهش نشان می‌دهد که حرکت پشت سرهم خودروها با رعایت فاصله ی بهینه ی محاسبه شده کاهش 7 درصدی ضریب پسای خودروها را به دنبال خواهد داشت. نتایج پژوهش کنونی برای بزرگراه‌های اتوماتیک که فاصله‌ی ایمن بین دو خودرو می‌تواند خیلی کمتر از فاصله‌های خودروها در بزرگراه‌های متعارف باشد، کاربرد بسزایی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effect of Longitudinal Distance Between Two Cars on Fuel Consumption and Drag Coefficient

نویسندگان [English]

  • N. Rabiei
  • M.A. Mahmoudabad
  • M. Bazargan
Department of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

According to the development of technology of automated highways, the platooning can be benefited for improvement in fuel consumption. Platooning has already been exercised in the nature and industry as an effective tool to reduce the drag coefficient. The goal of this article is to investigate the effect of longitudinal distance between two passenger cars on drag coefficient and hence the fuel consumption numerically and experimentally. It has already been shown by various investigators that a passenger car travelling in the wake of another car will experience a reduction in drag coefficient. The optimized distance and speed to attain the least drag coefficient and fuel consumption are reported. The car’s speeds of 70, 90 and 110 kilometers per hour have been examined in this study. To evaluate the numerical results, some field tests are done. A device which was particularly designed and fabricated to measure the fuel consumption was installed on a sedan midsize car. The results show that the car platooning with an optimized longitudinal distance between two cars can reduce the drag coefficient by 7 percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drag Coefficient
  • FUEL CONSUMPTION
  • PLATOONING
  • LONGITUDINAL DISTANCE BETWEEN CARS
  • AUTOMATED HIGHWAYS
[1] M. Zabat, S. Frascaroli, F.K. Browand, Drag Measurements on 2, 3 and 4 Car Platoons, in, SAE Technical Paper 940421, 1994.
[2] M. Zabat, N. Stabile, S. Frascaroli, F. Browand, The Aerodynamics Performance of Platoons: Final Report, California PATH research report, 1995.
[3] P. Hong, B. Marcu, F. Browand, A. Tucker, Drag Forces Experienced by Two, Full Scale Vehicles at Close Spacing, California PATH Research Report, 1998.
[4] A.F. Abdel Azim, A.F. Abdel Gawad, A Flow Visualization Study of the Aerodynamic Interference Between Passenger Cars, in, SAE Technical Paper 2000-01-0355, 2000.
[5] L. Tsuei, Ö. Savaş, Transient Aerodynamics of Vehicle Platoons During In-Line Oscillations, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 89(13) (2001) 1085-1111.
[6] S. Watkins, G. Vino, The effect of vehicle spacing on the aerodynamics of a representative car shape, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 96(6) (2008) 1232-1239.
[7] S.R. Ahmed, G. Ramm, G. Faltin, Some Salient Features Of The Time-Averaged Ground Vehicle Wake, in, SAE Technical Paper 840300, 1984.
[8] A. Dávila, M. Nombela, Sartre - Safe Road Trains for the Environment Reducing Fuel Consumption through lower Aerodynamic Drag Coefficient, in, SAE Technical Paper 2011-36-0060, 2011.
[9] A. Davila, E. del Pozo, E. Aramburu, A. Freixas, Environmental Benefits of Vehicle Platooning, in, The Automotive Research Association of India, 2013.
[10] M. Davoodian, H. Nikfar, Investigation of the Effect of Windows Being Open or Closed on the Fuel Consumption of Sedan Cars, K. N. Toosi University of Technology, 2009 (In Persian).
[11] N. Rabiei, M. Mahmoudabadi, Investigation of the effect of longitudinal distance between two cars on fuel consumption and drag coefficient, K. N. Toosi University of Technology, 2016 (In Persian).