Drag optimization of tractor-trailers through novel aerodynamic devices for passive flow control

For as long as we have known, one of the most commonly used key performance indicator in the automotive field is the fuel efficiency. Be it personal vehicles or commercial vehicles, it is the most widely discussed parameter that dictates the economics of owning a vehicle. Especially for commercial long-range tractor-trailers, this is the most important factor. Fuel efficiency makes or breaks the mission. To get an overall idea of the importance of efficiencies for different applications, a quantitative analysis of the efficiencies help us realize the importance of this. Technically, based on the calculations and also observing the trends in thermodynamic efficiency for internal combustion engines, a tractor is able to convert only approximately 44 % of the energy contained in its fuel for use in forward motion. Apart from this the system efficiencies also have to be factored in. With all this considered, the final mission efficiency amounts to just around 20 %. A disheartening observation here is that it is possible to utilize just around 20 % of the energy stored in the fuel. Critical research work has to be done to improve the different efficiencies associated with the mechanical and propulsion equipment which contribute to the overall system efficiency. The aerodynamic performance of the tractor-trailer is also a crucial component in the system efficiency. In this thesis, the concentration is to contribute to reducing the drag contribution of tractor-trailers, thus having a direct and sizeable impact on the system efficiency as a whole. In turn, the companies operating the tractor-trailers can benefit from saving money due to better mileage. The implications of the thesis are strongly related to reducing the fuel consumption and thus contributing to the sustainable future for commercial transportation

Da quanto ne sappiamo, uno degli indicatori chiave di prestazione più comunemente usati nel campo automobilistico è l’efficienza del carburante. Che si tratti di veicoli personali o veicoli commerciali, è il parametro più discusso che determina l’economia del possesso di un veicolo. Soprattutto per i rimorchi commerciali a lungo raggio, questo è il fattore più importante. L’efficienza del carburante fa o distrugge la missione. Per avere un’idea generale del importanza delle efficienze per diverse applicazioni, un’analisi quantitativa delle efficienze ci aiuta a comprendere l’importanza di questo. Tecnicamente, sulla base del calcoli e osservando anche l’andamento dell’efficienza termodinamica per i motori a combustione interna, un trattore è in grado di convertire solo il 44% circa dell’energia contenuto nel suo carburante per l’uso in movimento in avanti. A parte questo l’efficienza del sistema devono anche essere presi in considerazione. Con tutto ciò considerato, l’efficienza della missione finale ammonta a circa il 20 %. Un’osservazione scoraggiante qui è che è possibile utilizzare appena il 20 % circa dell’energia immagazzinata nel carburante. È necessario svolgere un lavoro di ricerca critico migliorare le diverse efficienze associate alle apparecchiature meccaniche e di propulsione che contribuiscono all’efficienza complessiva del sistema. Anche le prestazioni aerodinamiche del trattore-rimorchio sono una componente cruciale dell’efficienza del sistema. In questa tesi, la concentrazione è quella di contribuire a ridurre il contributo di trascinamento dei trattori-rimorchi, avendo così un impatto diretto e rilevante sull’efficienza del sistema nel suo complesso. A loro volta, le aziende che gestiscono i rimorchi per trattori possono trarre vantaggio dal risparmio di denaro dovuto a una migliore percorrenza chilometrica. Le implicazioni della tesi sono fortemente legate alla riduzione del consumo di carburante e quindi al contributo al futuro sostenibile del trasporto commerciale