WABCO：トレーラーの空力を大きく改善する新デバイス

全世界で厳格化が進められる環境規制への対応は、トラックやバスのような大型商用車にも例外なく降りかかる切実な問題だ。OptiFlow Side Wings（以下Side Wings）は、ワブコ（WABCO）による省エネルギー化を目的とした大型トレーラー向けの空力パーツである。


TEXT：高橋一平

全世界で厳格化が進められる環境規制への対応は、トラックやバスのような大型商用車にも例外なく降りかかる切実な問題だ。これまでもトランスミッションの多段化とその自動制御化や、SCRのような排出ガスの後処理装置の付加といった対策がとられてきたわけだが、規制の焦点がCO2排出量に向けられるようになったことで、新たな局面を迎えようとしている。大型商用車の目的である大量の人員や貨物の輸送において、エネルギーの消費はいわば宿命、エネルギー消費とほぼイコールといえるCO2排出量の規制は、輸送能力に関わる切実な問題だからだ。




ここに紹介するOptiFlow Side Wings（以下Side Wings）は、ワブコ（WABCO）による省エネルギー化を目的とした大型トレーラー向けの空力パーツ。




WABCOはエア駆動式ブレーキの発明者であるジョージ・ウェスティングハウスが1869年に創業した、長い歴史を持つ老舗メーカー。大型商用車用のエアブレーキシステムを中心に、サスペンションやESC、ADASシステムまで、幅広い範囲の部品を手がけている。

空力対策部品を一切持たない、一般的なトレーラーとトラクター（牽引車）が走行する際の空気の流れをCFD（Computaional Fluid Dynamics ）解析により可視化したもの。暖色の部分がCp値（圧力係数）が高く、低い部分は寒色で示されている。トラクター後端にもあたるトレーラーのシャシー下面と、コンテナ部後方で大きな渦（乱流）が発生し、圧力係数も低下していることがわかる。これが走行中にはたらく抗力（ドラッグ）だ。

前進方向の力を生み出すエアコンダクター　SideWingsにおいてもっとも革新的と言える部分がFlow Conductor（フローコンダクター）と呼ばれるスカートの先端部分。翼形状の断面により車両外側からトレーラー下部に空気を導く際に、スカート前縁（エアーコンダクター前縁）で流速を高めることで、進行方向に引っ張る力を発生する。この部分での流速が高まると同時に多くの空気がトレーラー下部に流れ込むことで、トラクター後端のドラッグ低減にも効果を発揮する。

エアコンダクターの内側にはトレーラーのジャッキが収まるため、この部分を開閉式することでジャッキハンドルの操作性を確保。また、SideWingsはトレーラー下部への潜り込みを防ぐガードとしての機能も持っており、その素材にはFRPやABSよりも高い強度を持つPDCPD（ポリジシクロペンタジエン）が用いられている。

トレーラーに限らず貨物輸送用のトラックでは、規定で定められた全長、全幅、全高のなかで最大限の荷室容積と積載性を確保することが求められる。そのため多くがシャシーの上にコンテナ状のカーゴスペースが載るというかたちを採っているのだが、寸法の制限に基づくこの基本形態に手をつけることは難しく、それゆえに空力的アプローチも皆無に等しい状態だった。このSide Wingsは、シャシー下部の側面部分にパネル状のスカートを付加するシンプルな構造で、トレーラーの基本構成を変更する必要がない点が、大きな特徴のひとつとなっている。




そして、もっとも注目すべきはその効果だ。高速道路を85km/hで走行する際には100kmあたりの燃料消費量を1.5ℓ削減（80km/hでは1.3ℓ削減）。トレーラーの燃費はリッターあたり数キロというから、燃料削減効果は数パーセント単位ということになる。コンマ数パーセント単位で効率向上要素が積み上げられている現在において、これは飛躍的ともいえる成果だ。




ちなみに、シャシー下部をカバーするサイドスカートはこれまでにも存在していたのだが、それには空力的な効果はほとんど期待できず、どちらかというと加飾的な目的だった。これに対し、Side Wingsはその名が示すように翼形状を持つ空気導入部（Air Conductor）を先端部に備えており、外側部からシャシー下部に空気を導く際にその前縁部分で流速を高め、前方方向への力を生み出す。タイヤ部も覆うために外側からタイヤに巻き込まれる空気も減り、ドラッグも大幅に減少。目には見えない空気の流れを利用するということで、その開発にはCFD（流体シミュレーション）技術が用いられた。




トレーラーが持つ既存の構成に手をつけず、最小限のパーツ付加で最大限の効果を引き出すために、CFDは必須だったわけだが、そこにはエアブレーキシステムなどをはじめ、トラック、トレーラー用のコンポーネントを数多く手がける同社ならではの知見とノウハウが活きていることは言うまでもない。CFDはあくまでツールであり、使い手によって結果が大きく変わるのは、よく知られた事実だ。同社では効果を表す前述の数値（燃料消費の削減値）を実測でも確認、CFDとの間に大きな乖離は認められなかったという。




CFDを駆使して空力を作り込むとは、まるでレースカーのようだが、そこには規制が待ったなしで迫る、現在のトラック、トレーラーが置かれた状況も窺える。同社では他にもOptiFlow Tailと呼ばれる荷室後端のドラッグを低減させる装置も用意。これからは、トラックやトレーラーにも空力の工夫が求められる時代なのだ。