ブックタイトルマツダ技報　2015 No.32

概要

マツダ技報　2015 No.32

マツダ技報No.32(2015)(Fig. 6)。その結果,共通部品で渦の抑制が可能な領域と個別部品の設定が必要な領域を細かく区別することができ,最小限の個別パーツで渦を抑制できる仕様を短期間で見出すことができた。この検討の詳細は第5章で述べる。このようにCFDを本格活用することで,車種の個別要素の空力開発の質の向上と短期化を同時に実現することができた。3.プラットフォームの空力開発本章以降では,これまで述べてきた空力開発プロセスを適用して行った空力開発の詳細について述べる。まず新型デミオとCX-3の共通骨格となる新型コンパクトカー用プラットフォームに織り込んだ空気抵抗低減技術について述べる。3.1プラットフォームの空力開発上の課題2.1節で述べた空気抵抗低減のコンセプトを実現するためには,アンダカバー等の空力付加物が必要であるが,燃費向上を狙った軽量化のため,これらの必要最小化が必要である。この課題に対して検討した結果を床下領域とエンジンルーム領域の二つに分けて述べる。3.2床下領域での空気抵抗低減技術床下領域では,車両後端部の流れを持ち上げる流れのコンセプト(Fig. 2)を軽量化と整合させた上で実現させることを目指した。まず一括開発する車種の中で最小ボディとなる新型デミオのFF 1.3 ?ガソリンエンジン車をベース車両として床下のレイアウト検討を行った。そして,CFDの利点を活かして,流れのコンセプトを実現出来る必要最小限の床下付加物を設定することができた(Fig. 7)。実例として,燃料タンク横カバーでの空気抵抗低減事例について述べる。床下詳細設計段階において,燃料タンクの前側と横側の領域で流れが巻き上がることにより,床下の渦が増大することが分かった(Fig. 8(a))。この結果から,本箇所は空気抵抗低減のための重要ポイントと判断し,カバーの設定を検討した。カバーの具体化を検討する段階において,流れ場解析の結果より,燃料配管との干渉防止のために必要な隙から燃料タンク横に流れが巻き上がっていることが分かった(Fig. 9(a))。この流れの抑制のために,必要な隙を確保しつつ,巻き上がる流れの流路を狭めるカバー形状を見出し,流れを改善した(Fig. 9(b))。CFDの検討サイクルの短さにより,短期間で流れコンセプトを実現できるカバー最適形状を効率的に見出すことができた(Fig. 8(b))。3.3エンジンルーム領域の空気抵抗低減技術エンジンルーム領域では,エンジンの冷却のために,エンジンルームへ空気を取り込む必要があるが,その流量の増加によりエンジンルームから床下,車両側方に気流が流出して生じる乱れ,渦が強められ,空気抵抗は増大する(2)。この流れはフロントエンドの車体形状とエンジンルーム内部の構造に依存しているが,デザイン自由度を高めるためには後者で空力改善を行うことが望ましい。そこでフロントグリルから放熱器までの間に導風ダクト構造を設定し,エンジン冷却に寄与しない無駄な流れの最小化に取り組んだ。具体的にはCFDにより,フロントグリルから流入した流れの流出経路を評価した。エンジン冷却に不要な流れがどの箇所に存在しているかを確認するために,放熱器周辺の隙間を通過する流量を算出しつつ,流れの可視化から問題箇所を明確にした(Fig. 10, 11)。これらの解析結果より,サイド部の隙間からの流出の寄与度が大きいことを見出した。そして,CFDの流れが詳細に可視化できる利点を活かして,流出の経路を把握することで該当箇所を重点的にシールできるダクト構造を見出し,設定した。その結果,冷却に必要なラジエータの通過風量を高めつつ冷却に不要な漏れ流量を26%低減することができ,Cd値を2%低減することができた。Engine undercoverFront undercoverFrontFront suspensionTunnel undercoverCenter floorundercoverFig. 7 Aerodynamic Optimization on Under Body offuel tankNew DemioFuel tank sideundercoverRear floorundercoverFuel tankMain silencerfuel tank side coverOptimized flow direction(a) Without fuel tank side undercover (b) With fuel tank side undercoverFig. 8 Flow Streamlines around Left Side of FuelTank and Velocity Contours behind the Vehicle-88-