中国汽研汽车风洞有何神奇之处
2019年06月29日 08:40 来源:重庆日报

6月28日,中国汽研的汽车风洞落成。(受访者供图)

  6月28日,由中国汽车工程研究院股份有限公司(以下简称“中国汽研”)建设的汽车风洞(汽车环境风洞、汽车空气动力学-声学风洞)在两江新区亮相。

  汽车风洞有哪些亮眼的科技元素?重庆日报记者现场打探,为你开启风洞中的“科幻之旅”。

  能制造“风霜雨雪”的风洞

  在汽车环境风洞中,车辆的热力学测试不用再“看老天爷的脸色”,一年12个月都可以充分利用模拟的环境对整车开发进行调试,从而更好地控制研发成本和时间。

  如何创造各种各样的天气条件满足车辆测试需要呢?

  重庆日报记者在现场了解到,中国汽研汽车环境风洞的温度模拟范围可达-40℃—60℃。为实现低温,风洞中采用二次制冷系统,让载冷剂通过盘管在风洞流道中进行热交换;而高温的实现,则是通过锅炉加热获取热量,尽量在节约能源的同时,精准控制温度。

  为了在风洞中实现阳光模拟,中国汽研汽车环境风洞测试段顶部配置了一套全光谱的阳光模拟系统,每个灯源都有独立的电源和控制系统,以实现光照的精准控制;同时,在每个独立灯源上集成有网状挡板和遮光挡板,用于模拟车辆在乌云条件下低照射强度环境和通过隧道时的无照射环境。

  这个风洞还能“下雨”。为了在风洞中实现降雨模拟,中国汽研汽车环境风洞的喷口安装了喷枪,根据不同雨量大小设定,喷枪会喷出相应大小的雨滴,雨滴随喷口气流吹向测试车辆从而形成降雨,小雨、中雨、暴雨等不同级别的真实降雨都可模拟。

  “下雪”也是它的技能之一。风洞的喷口安置了喷枪,喷枪能根据所需雪量的大小喷出夹带水滴的高压气体,在风洞流道内温度达到-10℃以下时凝结成冰粒,从而在试验车辆前方形成降雪,雪量大小、降雪时间都可自由控制。

  “汽车环境风洞就是一个浓缩的四季,可模拟各种实际气候环境,如降雨、降雪、高温、低温、日照、结冰等,可用于汽车整车发动机热管理、空调系统、汽车水管理等汽车热力学开发任务。整车及零部件都可以在这里得到检验,过去这类试验只能选择在吐鲁番、漠河等满足特殊气候环境要求的地域进行,相当耗费时间成本和经济成本;而通过风洞,此类试验不仅可大大节约研发时间和经济成本,数据也更加准确。”中国汽研风洞相关工程负责人说。

  “人造飓风”可达250公里/小时

  随着车速的提高,气动噪声已经成为高速车辆行驶中的主要噪声源,成为影响汽车驾乘舒适性和安全性的重要因素。

  为此,中国汽研气动-声学风洞将为车辆解决“风噪”问题。

  “打个形象的比喻,气动-声学风洞就是让车辆站上‘跑步机’,研究人员通过风洞试验,获得包括风阻系数、风噪性能、行驶稳定性、侧风响应、车内外噪声等数据。”中国汽研风洞相关工程负责人介绍,尤其是要采集风噪数据,对风洞的背景噪声要求非常高,要求洞内“绝对安静”,而中国汽研气动-声学风洞经过风机声学优化、驻室壁声学消声处理等系列处理后,已经成为“世界上最安静的风洞之一”。中国汽研风洞相关工程负责人介绍。

  其实,风洞就是根据运动的相似性原理,将汽车固定在地面上,通过高速气流流经汽车表面,模拟汽车实际路面行驶状态下的气动特性的试验设备。作为中国汽研汽车风洞的动力源,风机系统是整个风洞的“幕后英雄”,也是风洞先进性的体现。

  中国汽研气动-声学风洞的风机是具有世界一流水平的轴流式风机系统,具备极高的控制精度和效率,其功率为4000千瓦左右,最高风速可达250公里/小时,可为汽车风洞试验提供最佳的模拟环境。

  当电源接通后,叶片旋转,空气从风扇的背后被叶片产生的负压吸引,通过叶片吹向风扇的正前方,在风扇前面形成“人造风”。风机转速相同时,叶片直径越大,风量就越大,中国汽研的风机系统采用了18片碳纤维叶片,直径达9米,运转起来时,无异于在室内制造了一场“人造飓风”。

  强强联手,多个品牌加入“风洞联盟”

  “中国中西部首座汽车风洞的落成,为我国汽车风洞走向国际一流水平迈出了坚实的一步。”谈及风洞为何落地重庆时,中国汽研相关负责人表示,近年来重庆汽车工业发展迅速,汽车产业集群进一步扩大,这是吸引中国汽研汽车风洞项目落地的关键原因。

  值得一提的是,重庆的众多车企,对中国汽研汽车风洞项目的建设也充满期待。据了解,目前长安汽车、泛亚汽车、东南汽车、江铃汽车、江淮汽车等10家车企已为此成立“风洞联盟”,将未来的诸多研发项目落地至此。

  为了配合两大汽车风洞的运行,中国汽研还建立了1200核高性能仿真计算平台,提供包括汽车空气动力学、气动噪声、发动机冷却、空调性能、零部件热保护、乘员舒适性、除霜除雾、燃油加注、整车涉水、齿轮润滑、发动机散热系统匹配等汽车空气动力学、声学和热力学领域的CFD仿真分析和优化技术服务。

  虚拟风洞和汽车空气动力学数据库两大服务平台的探索与构建,还将为国内外企业提供虚拟风洞仿真分析,CFD分析与风洞试验对标,汽车关键气动以及声学特性的查询、分析和对标等技术服务。

  “以这座汽车风洞为契机,我们将致力于成为国际一流、国内领先的汽车空气动力学、气动声学和热力学第三方技术服务平台和先进技术研究机构,支撑和引领相关技术的发展。”中国汽研相关负责人说。(首席记者 陈钧 记者 仇峥 实习生 彭瑾)

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【编辑:陈茂霖】