[汽車(chē)之家 技術(shù)體驗(yàn)] 空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)于如今的汽車(chē)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要:通過(guò)研究氣流和車(chē)身之間的關(guān)系,可以減少車(chē)輛在高速行進(jìn)時(shí)的阻力從而達(dá)到降低油耗的作用,還可以在車(chē)輛過(guò)彎時(shí)提供足夠的下壓力來(lái)提升穩(wěn)定性,對(duì)于最極端的情況——F1賽車(chē)來(lái)說(shuō),車(chē)身的外觀就完全是為了迎合和利用高速掠過(guò)車(chē)身的氣流。那么如何令車(chē)輛具備出色的空氣動(dòng)力學(xué)性能?對(duì)于汽車(chē)有興趣的讀者可能知道,把汽車(chē)放入風(fēng)洞是必經(jīng)之路。今天我們就來(lái)看看中國(guó)汽車(chē)工程研究院股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)汽研)剛剛建成的世界最先進(jìn)的風(fēng)洞,是如何“吹風(fēng)”的,另外除了“吹風(fēng)”,風(fēng)洞還有哪些神奇功能。
風(fēng)洞:汽車(chē)正向研發(fā)必不可少的重要設(shè)施
說(shuō)到風(fēng)洞,它并不是一個(gè)新鮮事物:早在1871年,英國(guó)人就已經(jīng)發(fā)明了世界公認(rèn)的第一座風(fēng)洞,隨后在20世紀(jì)的航空大發(fā)展,風(fēng)洞被廣泛應(yīng)用于飛行器的設(shè)計(jì)中,并且在飛行器中的設(shè)計(jì)界已經(jīng)形成了一套成熟的測(cè)量和計(jì)算理論。
隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展,汽車(chē)行駛速度不斷提升,并且顧客對(duì)于車(chē)內(nèi)噪聲、舒適性等要求越來(lái)越高,空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)于汽車(chē)設(shè)計(jì)研發(fā)的重要性愈發(fā)凸顯。
在上世紀(jì)70年代,首個(gè)全尺寸汽車(chē)風(fēng)洞由奔馳建成,隨后在整個(gè)汽車(chē)工業(yè)得到了迅速普及。如今世界主流的車(chē)廠都擁有自己的汽車(chē)風(fēng)洞,用以提升自己產(chǎn)品的空氣動(dòng)力學(xué)性能。
而對(duì)于中國(guó)的汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō),對(duì)于車(chē)輛的空氣動(dòng)力學(xué)研究尚處于起步階段。在中國(guó)汽研的汽車(chē)風(fēng)洞落成之前,全國(guó)范圍內(nèi)僅有同濟(jì)大學(xué)一家全尺寸空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞,隨著國(guó)內(nèi)各大汽車(chē)廠商發(fā)力正向研發(fā),這僅有的一座風(fēng)洞就顯得有些捉襟見(jiàn)肘。在同現(xiàn)場(chǎng)的整車(chē)廠商的研發(fā)工程師溝通中得知,目前整車(chē)廠商想要在同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年之久。
風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)于汽車(chē)性能提升有何幫助?可能很多人對(duì)于風(fēng)洞的認(rèn)識(shí)仍停留在測(cè)量車(chē)輛的風(fēng)阻上。事實(shí)上測(cè)量風(fēng)阻僅僅是汽車(chē)風(fēng)洞的眾多功能之一。
除了測(cè)量風(fēng)阻系數(shù),在全尺寸風(fēng)洞中還能夠?qū)?chē)輛的聲學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)定量仿真車(chē)輛在真實(shí)環(huán)境中的行駛狀態(tài),能夠準(zhǔn)確地測(cè)量車(chē)輛在不同速度下的車(chē)內(nèi)噪聲,從而為研發(fā)提供準(zhǔn)確的依據(jù)。
除此之外,在風(fēng)洞內(nèi)還可以測(cè)量車(chē)輛在不同速度下的操穩(wěn)性能。在高速行駛或者車(chē)輛過(guò)彎時(shí),車(chē)輛需要具備足夠的下壓力,才能夠保證輪胎同地面有足夠的摩擦力來(lái)保證行駛的穩(wěn)定性。這是影響車(chē)輛安全性的重要因素之一。
之前提到的功能都是在空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞中試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的,這也是我們常規(guī)意義上所理解的“風(fēng)洞”。事實(shí)上除了空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞,還有環(huán)境風(fēng)洞。
環(huán)境風(fēng)洞(也稱(chēng)為熱能風(fēng)動(dòng))目前國(guó)內(nèi)的主要車(chē)廠也有投資建設(shè),關(guān)于它的詳細(xì)介紹,可以參考我們同事之前的介紹文章:《風(fēng)雨自我掌控 探訪榮威RX5熱能風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)》。
我們知道為了驗(yàn)證產(chǎn)品在不同環(huán)境下的性能和可靠性,車(chē)輛在上市前需要上百萬(wàn)公里的實(shí)際道路測(cè)試,汽車(chē)廠商的測(cè)試員通常常年奔波在外,冬天到滴水成冰的黑河、牙克石,夏天到炙熱的吐魯番、海南島,整個(gè)測(cè)試流程不僅成本高昂,而且還要“靠天吃飯”,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。通過(guò)環(huán)境風(fēng)洞能夠在短時(shí)間內(nèi)完成模擬測(cè)試,對(duì)于整車(chē)廠商來(lái)說(shuō)無(wú)疑大大降低了測(cè)試成本,縮短測(cè)試時(shí)間。
國(guó)際領(lǐng)先的汽車(chē)風(fēng)洞長(zhǎng)什么樣?
下面我們來(lái)到位于重慶兩江新區(qū)的中國(guó)汽研風(fēng)洞試驗(yàn)室,看看這座世界領(lǐng)先的風(fēng)洞有何獨(dú)到之處。
全文小結(jié):
簡(jiǎn)而言之,中國(guó)汽研的這座風(fēng)洞試驗(yàn)室在硬件設(shè)施和技術(shù)含量上,達(dá)到了世界一流的水準(zhǔn)。中國(guó)汽研的風(fēng)洞專(zhuān)家朱習(xí)加博士毫不謙虛地說(shuō),這就是目前亞洲地區(qū)最先進(jìn)的汽車(chē)風(fēng)洞。風(fēng)洞建成之后,中國(guó)汽研還攜手國(guó)內(nèi)10家車(chē)企在汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)聲學(xué)、熱力學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與合作交流。顯然,這對(duì)于夯實(shí)我國(guó)汽車(chē)正向研發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ),有著里程碑式的意義。(圖/文 汽車(chē)之家 王興宇)
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