[汽車之家 技術(shù)體驗(yàn)] 空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)于如今的汽車來(lái)說(shuō)至關(guān)重要:通過(guò)研究氣流和車身之間的關(guān)系,可以減少車輛在高速行進(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賽車來(lái)說(shuō),車身的外觀就完全是為了迎合和利用高速掠過(guò)車身的氣流。那么如何令車輛具備出色的空氣動(dòng)力學(xué)性能?對(duì)于汽車有興趣的讀者可能知道,把汽車放入風(fēng)洞是必經(jīng)之路。今天我們就來(lái)看看中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱中國(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。
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,汽車行駛速度不斷提升,并且顧客對(duì)于車內(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)全尺寸汽車風(fēng)洞由奔馳建成,隨后在整個(gè)汽車工業(yè)得到了迅速普及。如今世界主流的車廠都擁有自己的汽車風(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)的汽車工業(yè)來(lái)說(shuō),對(duì)于車輛的空氣動(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)的整車廠商的研發(fā)工程師溝通中得知,目前整車廠商想要在同濟(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)量車輛的風(fēng)阻上。事實(shí)上測(cè)量風(fēng)阻僅僅是汽車風(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)囕v的聲學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)定量仿真車輛在真實(shí)環(huán)境中的行駛狀態(tài),能夠準(zhǔn)確地測(cè)量車輛在不同速度下的車內(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)量車輛在不同速度下的操穩(wěn)性能。在高速行駛或者車輛過(guò)彎時(shí),車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(也稱為熱能風(fēng)動(dòng))目前國(guó)內(nèi)的主要車廠也有投資建設(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,車輛在上市前需要上百萬(wàn)公里的實(shí)際道路測(cè)試,汽車廠商的測(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。
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