マツダ技報 2019 No.36
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3.2 混合渦抑制技術 ②Silencer Cover ①Rr. Sus. Cover -104- 3. 風流れの運動エネルギー損失量低減技術 Fig. 6 Aerodynamics Optimization around Floor Fig. 8 Flow Streamlines around Front Grille Fig. 7 Flow Stream Line around Floor Floor Under Cover ③Rear Bumper Cover (1) フロントグリルからラジエーターまでの間で,ラジ(2) 前モデルで採用しているAASは,ラジエーター下側AASを採用していないモデルと比較し,Cd値を約3%改善3.1 剥離渦の抑制技術 アンダーフロア周りで発生する剥離渦を抑制し,風流れ例えば,エンジンルーム内へ導かれる冷却風量は,エンジンや排気管,トランスミッションなどの要求放熱量によって変化する。例えば,高外気温下での走行,ボートトレーラーやキャンピングトレーラーの牽引などの高負荷走行時においては,要求放熱量が高く,エンジンルームへ積極的に風を引き込んでいる。 一方で,日常一般的な市街地や郊外走行時の要求放熱量は少なく,冷間始動時においてはエンジンのパフォーマンスを最大限に引き出せるよう暖機に熱エネルギーを使い,放熱要求は限りなくゼロに近づく。その要求に合わせた風の活用事例として,前モデルから採用しているアクティブエアシャッター(以下,AAS)の利用が挙げられる。AASを開閉制御し,エンジンなど発熱部品の温度に合わせ,適切な冷却風量を調整している。これにより,常にエンジンや部品類の冷却に必要な取り込み風量へ抑えることができ,冷却風の排出部で生じる風流れの運動エネルギーの損失を抑えている。 しかし,前モデルでは,以下の課題があった。 エーターを通過せず,有効に使えていない不要な風が存在る。この不要な風を低減することができれば,運動エネルギーの損失を低減させるだけでなく,ラジエーターへ取り込む風量を増加させ,ラジエーターの冷却効率を上げることができる。 半分に設定され,開閉の制御を全開と全閉の2段階制御としている。その結果,グリルから取り込む風量を低減し, した。さらに,日常一般的な常用域において,グリルから取り込む風量を細かく制御することができれば,エンジンルーム内の部品を適温管理しながら,過剰な取り込み風量により失われるエネルギー損失を低減することができる。 上記課題に対し,風流れの運動エネルギーの損失量低減に向け車両周りの剥離渦抑制とともに,混合渦を抑制するために(Ⅰ) 不要な風をエンジンルームへ入れずシーンごとに必要最少となる風量へ制御し,(Ⅱ)ラジエーターで冷却に使用した風を利用してエンジンルーム内の部品を効率よく冷却する,といった流量配分コンセプトを掲げCFD を用いて開発した技術を次章で述べる。 の運動エネルギーの損失量を低減した実例を以下に示す。 まず,フロアアンダーカバーでフロア表面段差を減らし,フロア面の平滑度を上げることで剥離渦を低減した(Fig. 6)。 その上で,①リアサスペンションカバー,②サイレンサーカバー,③リアバンパーカバー (Fig. 7)を設定し,流れ方向の圧力勾配を低減させて風流れの剥離を抑え,アンダーフロア周りの剥離渦による風流れの運動エネルギーの損失量を低減させた。 エンジンルーム内へ導かれる冷却風量は,主にエンジン・トランスミッション・バッテリー・エギゾースト・プロペラシャフトなどの部品からの要求放熱量に応じて決定する。しかし,部品レイアウトを考慮せず単に風量を確保するだけでは,過剰な風量による混合渦の増大により,風流れの運動エネルギーを無駄に損失させてしまう。例えば,熱源から遠くにレイアウトされているウォッシャータンクなどは冷却の必要がないが,そこへ冷却風を使用すると無駄に流れの運動エネルギーを使用してしまうことになる。よって,数ある部品の中から冷却したい部品を抽出し,集中的に冷やすことで無駄な風流れの運動エネルギーを発生させない手法を考え,流路の通風抵抗を制御することで通風経路を最適化した。 ラジエーターの場合,通風抵抗が高いことからバンパーに流入した風は,ラジエーター手前から冷却系路外に漏れ,ラジエーターを通過する風量が減り,冷却不足に陥る。そこでラジエーター周囲に,導風ダクトを設けてサイドの通風抵抗を高めることなので、で風がラジエーターへ集中するように風量配分を制御した(Fig. 8)。 マツダ技報 No.36(2019)

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