中汽中心工程院技術快報|風洞新技術之實際道路車身姿態風洞測試
時間：2022-06-15
編者按：
基于天津市重點研發計劃及中汽中心指南課題，針對風洞先進測試技術及數字風洞技術開展了大量研究和實踐，中汽中心工程院風洞開發團隊取得了一些階段性成果。近期我們將分為四期進行分享：雨水管理、環境風洞數字孿生技術、實際道路車身姿態風洞測試、低風阻數字開發技術。今天向您介紹的是：實際道路車身姿態風洞測試
【新技術名稱】實際道路車身姿態空氣動力學風洞測試
主要功能：在風洞測試中模擬車輛在實際道路行駛時的懸架系統狀態，使得車身姿態可以跟隨車輪轉動及氣動力/力矩等影響因素帶來的變化，在此狀態下測量車輛的氣動六分量及道路載荷。
圖1 釋放車輛Z向約束使得懸架系統處于工作狀態，車身姿態可隨激勵變化
面向對象: 所有配備真實懸架系統的風洞測試車輛，特別是關注氣動升力的高性能跑車/賽車、關注橫風穩定性的MPV/微型車等車輛
解決問題：風洞試驗與實際道路之間由于車身姿態不匹配而導致的風洞試驗結果與道路不一致，差異大，進而影響對汽車的續駛里程、油耗、排放等關鍵指標的準確預測。
圖2 某9款車型風洞內實測車身姿態升高情況（模擬實際道路姿態vs固定姿態）
圖3 某9款車型風洞內實測風阻CDA增加量（模擬實際道路姿態vs固定姿態）
技術亮點：1）配合國內整車風洞中唯一可模擬實際道路行駛車身姿態且可提供精準測試結果的風洞天平/移動地面系統，進行實際道路姿態下的氣動六分量及道路載荷測量，并可分離出車輪轉動和氣動升力兩部份分別對車身姿態影響的貢獻量。
圖4 車身姿態隨車輪轉動及氣動升力影響而抬高
圖5 分離出車輪轉動和氣動升力分別對車身姿態影響的貢獻量
2）可得到指定配載下的實際道路行駛狀態車身姿態（輪眉高度）、隨車速變化的主動裝置（如空氣懸架、主動格柵、主動尾翼）起作用狀態下的車身姿態變化、車輛受到橫風影響時的側傾幅度、前軸/后軸升力分布不平衡導致的車輛行駛過程中的前傾/后傾幅度等。
圖6 配備空氣懸架及主動格柵的車輛進行不同狀態下車身姿態變化的測試
圖7 配備主動尾翼的高性能跑車在尾翼升降時氣動力及車身姿態均發生變化
【結語】中汽中心風洞實驗室于2020年正式投入使用，包含氣動聲學風洞、環境風洞、環境艙、空調假人、模型制作及評審等相關設施，重點開展風洞先進測試技術、數字風洞技術、節能產品技術研究及應用，在空氣動力學、熱管理、能量管理領域打造一站式服務供給能力。搭建行業交流平臺，開展共性技術研究、標準制定、人才培養等工作，爭創國家程技術中心，持續推動行業技術進步。