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首座汽车风洞落户重庆 中国汽研重金弥补试验研究资源的不足

http://93tq.cn | 2019-11-08 10:40:31

从2009年开始,中国汽车的产量就超过了美国和日本的总和,同时中国也是进口汽车最大的消费国。数据显示,2018年中国车市全年累计销量2235万辆,全年狭义乘用车产量2300万辆,虽然2018年一股车市寒流引发了中国车市产量与销量的双双下滑,但不可否认的是,中国仍是世界最大的汽车产销国。

随着汽车节能环保法规日益严格,以及消费者对汽车舒适性、安全性、可靠性的要求不断提高,汽车工程师除了继续深度挖掘传统潜力以外,汽车空气动力学、声学以及热力学已成为汽车技术发展的热点和创新点。

汽车空气动力学、声学以及热力学

是自主品牌最明显的短板

即便是中国品牌这两年品质大幅提升,但空气动力学、声学以及热力学仍是中国自主品牌的最为薄弱的一点,在人才储备、科研能力和试验设备上与国外存在较大的差距,这已经成为影响我国汽车发展的最后一块明显的短版。

为什么说是最为明显?

因为作为汽车的汽车空气动力学和热力学技术开发的重要设备汽车风洞在国内十分稀缺!

新款汽车研发中,如何减小风对汽车行驶稳定性带来的影响?又如何控制风以实现汽车的减阻降噪和节能减排?这些都是需要借助风洞实验室完成论证。

在1939年德国建立第一座汽车风洞试验室,后来转给奔驰公司管理,不少汽车企业和研究机构陆续建设风洞试验室,比如说奥迪汽车公司的风洞试验室还有宾夕法尼亚的汽车风洞试验室。

相比起来,我国风洞试验室起步就比较晚,在上世纪80年代吉林大学尝试将航空风洞试验室或者大气边界层风洞试验室进行改造,进行汽车风洞试验,中国真正意义上的汽车风洞实验室实际上2009年同济大学正式投入使用的实验室。

国外重要的主机厂或者每一个主机厂都有自己的空气动力学-声学风洞,而且很多还有空气动力学模型风洞,比例不是1:1,而是比1:1小一点,除了空气动力学风洞,至少还有两三个以上的环境风洞。

与国外相差甚远

中国汽车空气动力学起步晚了一二十年

中国目前的现状是,除了同济大学的声学风动和环境风动,再加上中国几个大的合资厂也有自己的环境风洞,这跟国外的水平比起来差别非常大,就一个在运作的空气动力学风洞和几个环境风洞,这和国外比起来完全不在一个数量级,这就是目前国内和国外的差距。

中国汽车市场快速发展时期过于缺少实车风洞产品的制约,国内产品多以模拟计算代替汽车风洞试验,在空气动力学方面还有很大的提升空间,尤其是未来新能源汽车能量的消耗直接影响行驶里程,空气动力学开发研究尤为重要,所以风洞越来越成为汽车产业高质量发展阶段重要的开发手段,

汽车空气动力学在中国确实起步跟国外比起来晚了很多,就最近这三五年,特别是同济大学汽车空气动力学风洞建起来以后,加上最近中国开始自主研发中国自己的汽车产品,汽车风洞开始热起来,相比国外汽车工业,中国汽车空气动力学起步很晚,晚了一二十年。

中西部首座汽车风洞落户重庆

中国汽研重金弥补试验研究资源的不足

2014年3月,中国汽研成立了汽车风洞中心,开始筹备建设技术指标国际一流、国内领先的两座汽车风洞——“汽车空气动力学—声学风洞”和“汽车环境风洞”。

2015年,中国汽研与世界著名风洞设计商德国WBI公司以及国内著名设计院上海机电院完成合作签约,汽车风洞项目进入实质性实施阶段,这里需要重点提及的事,风洞的建设对标了奔驰汽车目前最先进的风洞。

历时5年,6月28日,中国汽研投资5.5亿元建设的汽车环境风洞、汽车空气动力学-声学风洞正式在重庆两江新区启动运行。这是中西部首座汽车风洞,将极大地弥补我国汽车空气动力学试验研究资源的不足,改变我国汽车工业核心资源与技术受制于人的局面,其服务能力、辐射作用、持续影响力,都为中西部汽车制造乃至我国汽车工业做出巨大贡献。

中西部首座汽车风洞,也是中国第二个汽车风洞,大有看点:

大有看点其一丨室内四季点播,可“呼风唤雨”的风洞

空气动力学风洞其实中国汽研有两个,一个是空气动力学-声学风洞,一个是环境风洞,环境学风洞在汽车开发过程当中应用范围更广,对这个性能,有这个环境风洞以后,不用再去吐鲁番、漠河,室内即可完成。

中国汽研汽车环境风洞的温度模拟范围可达-40℃—60℃,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。

风洞通过一套全光谱的阳光模拟系统能实现阳光模拟,还综合考虑了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;通过喷枪模拟小雨、中雨、暴雨等不同级别的真实降雨;同时下雪也能模拟,可自有控制雪量大小、降雪时间。

一年四季皆可“点播”。

大有看点其二丨世界上最安静的风洞

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,成为影响汽车架乘舒适性和安全性的重要因素。然而,气动噪声试验要求风洞试验段背景噪声声压级要比待测声源声压级低10dB以上,且风洞的辐射噪声不能破坏声源产生的声场。

为此,中国汽研气动-声学风洞在噪声源和噪声传播途径两个方面对风洞背景噪声进行了控制, 经过这一系列风洞消声处理,在140km/h的风速下,中国汽研气动-声学风洞的背景噪声仅为58 dB(A),成为世界最安静的汽车风洞之一。同时,这一风洞还配备了麦克风阵列、人工头等声学设备,助力中国汽车气动噪声的研究。

大有看点其三丨能“人造巨风”的风洞

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4000kw左右,最高风速可达250km/h,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,在风扇前面形成了“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片碳叶片,直径达9m,运转起来时,无异于在室内制造了一场“人造巨风”。

大有看点其四丨不“缺斤少两”的风洞

为了模拟车辆在道路上的行驶情况,测量车辆的气动阻力、气动侧向力、气动升力以及由此产生的气动力矩等,中国汽研气动-声学风洞采用了MTS公司提供的高精度五带式天平/转台/移动带系统,以此精确测量相关数据。

作为汽车风洞中最重要的测试设备,汽车天平系统的测量精度和技术水平直接决定了风洞的技术水平,集成了移动道路系统的汽车天平系统,更是提升了汽车气动力测量的准确性。

大有看点其五丨国际、行业优势地位显著的风洞

在行业服务中 ,中国汽研牵头行业47家单位组建了中国汽车工程学会汽车空气动力学分会,为促进我国汽车空气动力学技术交流与合作做出巨大贡献。在国际交流中,中国汽研先后与德国FKFS、加拿大UOIT签订战略合作协议,进一步加快中国汽车风洞技术与国际先进技术的交流与融合。

通过建造“技术领先、功能完善”的汽车风洞试验室,搭建完整的汽车空气动力学和热力学试验评价和技术研发标准体系,建立与时俱进、创新发展的运营服务和交流合作模式,中国汽研汽车风洞中心现已成为国内汽车空气动力学、气动声学和热力学领域,“国际一流、国内领先”的一站式技术服务平台。

大有看点其六丨“大小通吃”的全能风洞

中国汽研对这个风洞做了一个可变收集口,环境风洞正常测试,车型最大是S或者是考斯特,为了适合中国的特点,扩大测试车型的尺寸,把收集口搞成可变的,这样的话可以测试的车型,从小的一直到大的客车,设计的范围大得多。

技术成熟、设备先进

中国汽研助推中国汽车产业高质量发展

在诸多亮点之下,中国汽研建设的风洞可以说是目前全球一流汽车风洞,技术水平更加成熟,设备最为先进,设备水平也是中国最好的。中国汽研风洞专家朱加博世毫不谦虚的说,这就是目前亚洲地区最新进的汽车风洞。

作为中国第二个风洞,也不仅仅是解决“有无”、“多少”的问题,更重要的是肩负了中国汽车产业高质量发展的任务。汽车风洞作为汽车空气动力学和热力学技术开发的重要设备,在企业新技术的开发和新技术验证中有着不可替代的重要作用,不仅仅解决了同济大学风洞试验需求过大的问题,也用更加先进的设备和成熟的技术解决研发过程中的诸多问题。

长期以来中国汽车研究院一直坚持为汽车工业注入强劲的科技动力,并以实际行动践行这个理念,本次风洞的落成不仅对行业企业产品开发和技术研究提供了支持,而且为专业人才的培养创造了条件,对政策标准制定提供了依据,中国汽研也是中国汽车协会的会长单位,联合行业企业共同为空气动力学进步,为汽车高质量发展贡献力量。


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