汽車風洞試驗技術以及整車調試盤點TOP4

2020-11-25 電子發燒友

汽車風洞試驗技術以及整車調試盤點TOP4

Dick 發表於 2016-04-22 13:57:15

　　在沒有環境風洞的條件下，車輛的熱力學測試就要看老天爺的臉色。而有了環境風洞，一年12個月都可以充分利用模擬的環境為整車的開發進行調試。可以想像，無論是研發成本還是時間都得到了更好的控制，大大提高了工作效率。

　　

　　一、溫度模擬

　　目前國際主流的汽車環境風洞的溫度模擬範圍可以達到-40℃~+60℃。低溫-40℃是一個很低的溫度，通常風洞中會採用二次製冷系統來實現低溫控制，即在普通製冷系統中引入另一套載冷劑系統，該載冷劑需要具備優異的熱傳導性能和穩定性。載冷劑通過盤管在風洞流道中進行熱交換。流道內的溫度控制精度可達±0.5℃，也就是說，如果需要模擬的環境溫度為-30℃，那麼風洞內的溫度就能達到-30.5℃~-29.5℃。

　　

　　風洞製冷設備

　　高溫模擬一般是通過電加熱或者鍋爐加熱來獲取熱量，或者採用電加熱與鍋爐加熱相結合的方式，這樣可以在節約能源的同時精確控制溫度。在風洞中模擬環境溫度可以極大地提高汽車研發工程師的研發效率，不必在為夏天做低溫試驗，或者冬天做高溫試驗而煩惱。

　　二、陽光模擬

　　汽車在一年之中每天的陽光照射情況都是不一樣的，甚至於每個時刻的陽光照射都不一樣，例如烏雲，隧道等。那麼風洞中是如何實現這一功能的呢？

　　在風洞中的車輛測試段頂部會安置一套用於模擬日照條件的陽光模擬系統。該系統根據形式通常分為兩類，一類是固定在測試段頂部的，即頂置式；另一類是通過安裝一套弧形支架系統，即穹頂式。

　　

　　頂置式

　　

　　穹頂式

　　前者和後者的區別主要在於模擬角度的區別，前者只能模擬側面和前方45°左右的陽光照射，而後者可以進行從早到晚的日升日落模擬。

　　

　　寶馬環境風洞頂置式陽光模擬系統

　　一般環境風洞中陽光模擬系統的日照輻射強度最高可達1200 w/㎡，這個強度是什麼概念呢。舉個例子，美國著名的死亡谷的陽光輻射強度也不過1000w/㎡，所以在環境風洞中可以模擬全球任何地方的日照條件。

　　陽光模擬系統的每個燈源都有獨立的電源和控制系統，使得光照控制精度可以達到±50 w/m2。在每個獨立燈源上集成有網狀擋板和遮光擋板，可以用於模擬車輛在烏雲條件下低照射強度環境和通過隧道時的無照射環境。

　　三、降雨模擬

　　汽車環境風洞中還可以模擬從小雨，到中雨，暴雨等不同級別的真實降雨天氣，雨量大小、雨滴直徑和降雨時間都可以自由設定，工程師可以根據試驗需要選擇相應的降雨形式。

　　

　　降雨試驗

　　甚至還可以在水中加入螢光劑，以便實現可視化流動顯示，方便汽車工程師了解雨滴在汽車上真實的流動情況。降雨模擬是通過在環境風洞噴口前面或者後面安置噴槍，根據不同雨量大小設定，噴槍會噴出相應大小的雨滴，雨滴隨著噴口的氣流吹向測試車輛，從而形成降雨，降雨模擬主要用於雨刮性能試驗，雨滴流向試驗等。

　　四、降雪模擬

　　如果沒有汽車環境風洞，汽車工程師做降雪試驗就需要等到寒冷的冬季，並且還不能控制雪量大小，只能「靠天吃飯」。但環境風洞完美解決了這一問題，在室內就能在任何時候進行降雪試驗，雪量大小，降雪時間等都可以自由控制。大大縮短了新車型開發周期。

　　環境風洞中降雪的實現也是通過在噴口前面或者後面安置噴槍，該噴槍能根據所需的雪量大小噴出夾帶水滴的高壓氣體，在風洞流道內溫度達到-10℃以下時凝結成冰粒，於是在試驗車輛前方形成了降雪。

　　降雪模擬可用於許多需要降雪環境的試驗，如吸雪試驗，即準確模擬在暴雪下車輛進氣系統是否會被雪覆蓋導致堵塞。

　　

　　卡車降雪試驗

　　環境風洞的出現使得汽車工程師在室內就可以製造出變化多端的天氣情況，並根據試驗要求，隨時隨地的改變溫度、溼度、雨雪等條件，大大加快了車型開發進度。未來在國內自主車型開發過程中，環境風洞的作用將會進一步加強，對環境風洞的需求也會加大。位於重慶的中國汽研風洞中心投資建設的汽車整車環境風洞預計將在2018年建成，該風洞配備有雨雪模擬、陽光模擬、底盤測功機、環境倉等試驗設備，建成後將會進一步增加中國汽研的科研服務水平，為中國自主品牌車型發開提供科研試驗保障。

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