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中西部首座汽車風(fēng)洞于重慶落成，10個方面全景解讀
2019-07-03 23:08:03· 來源：厚勢
6 月 28 日星期五，我國中西部首座汽車風(fēng)洞落成及試運(yùn)行儀式于重慶兩江新區(qū)隆重舉行，該汽車風(fēng)洞歷時 5 年打造，總投資 5.5 億元人民幣。此舉將為我國汽車空氣動
6 月 28 日星期五，我國中西部首座汽車風(fēng)洞落成及試運(yùn)行儀式于重慶兩江新區(qū)隆重舉行，該汽車風(fēng)洞歷時 5 年打造，總投資 5.5 億元人民幣。此舉將為我國汽車空氣動力學(xué)風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)酥疗嚬I(yè)的發(fā)展帶來助力，彌補(bǔ)我國汽車空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究資源的不足。我們從 10 個方面，對其進(jìn)行科普和解讀。
中國汽研汽車風(fēng)洞（Wind Tunnel）看起來像是一個四周裝備了各種管道和大型設(shè)備的現(xiàn)代化車間，其內(nèi)部一分為二，主要由一座汽車空氣動力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞和一座汽車環(huán)境風(fēng)洞組成，并配置高低溫環(huán)境艙、五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心和 1200 核高性能仿真計(jì)算平臺等設(shè)施。
1、空氣動力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞
聲學(xué)風(fēng)洞內(nèi)部安置有直徑為 9 米的風(fēng)機(jī)，最大能產(chǎn)生 250km/h 風(fēng)速，其能精確測量空氣阻力和噪聲等參數(shù)，幫助企業(yè)及時調(diào)整車型設(shè)計(jì)，更好地控制油耗，提高駕乘舒適性；
因?yàn)榭諝馐菦]有顏色的，風(fēng)洞里噴出來的風(fēng)，用煙進(jìn)行渲染，這樣就可以更直觀看到車輛在行駛中空氣的流動路線和擾流情況等等。
汽車風(fēng)洞主要是通過讓汽車站在「跑步機(jī)」上做試驗(yàn)，通過風(fēng)洞的試驗(yàn)，獲得包括風(fēng)阻系數(shù)、風(fēng)噪性能、行駛穩(wěn)定性、側(cè)風(fēng)響應(yīng)等的常規(guī)汽車使用數(shù)據(jù)。同時對于用車過程中可能面臨的疑難雜癥均進(jìn)行汽車風(fēng)洞精準(zhǔn)模擬，以此檢驗(yàn)車輛的「抗壓能力」。相較于常規(guī)的汽車實(shí)地操作檢測可以大大節(jié)約研發(fā)時間和經(jīng)費(fèi)，數(shù)據(jù)也更精準(zhǔn)。
2、環(huán)境風(fēng)洞，模擬四季
汽車上市之前，要經(jīng)過高溫、高寒和高原的三高試驗(yàn)，以及氣溫驟然升降等極端環(huán)境考驗(yàn)，確保汽車在嚴(yán)酷環(huán)境下能正常工作。比如，中國車企的高寒測試，常常選擇在冬季去黑龍江漠河等地進(jìn)行測試；而高溫試驗(yàn)，則在夏季去新疆吐魯番火焰山進(jìn)行。這樣不但耗費(fèi)大量人力物力，而且必須等到相應(yīng)的季節(jié)才能進(jìn)行。非常不利于新車型的快速研發(fā)生產(chǎn)投入市場。
汽車環(huán)境風(fēng)洞，可模擬一年四季各種濕溫度、陽光、雨雪等極端氣候條件，也就是精確模擬汽車行駛的極端氣候環(huán)境，不需要等到冬天才能進(jìn)行試驗(yàn)。中國汽研汽車風(fēng)洞模擬氣溫跨度可達(dá) -40 攝氏度到 60 攝氏度，被稱為「洞中有四季」。
汽車還要應(yīng)對日曬雨淋、風(fēng)霜雨雪等氣候條件日復(fù)一日的考驗(yàn)。如果電動汽車在大太陽底下長時間行駛，它的動力電池會在多長時間冷卻？氣溫驟降，汽車又該怎樣除霜除霧？這些一年四季出現(xiàn)的氣候狀況，也都可以在汽車環(huán)境風(fēng)洞中得到精確模擬，以此檢驗(yàn)車輛的抗壓能力。
3、模擬各種道路工況
中國汽研汽車環(huán)境風(fēng)洞，除了可以模擬一年 12 個月各種溫濕度、陽光、雨雪等氣候條件，還能配合底盤測功機(jī)（轉(zhuǎn)鼓）模擬各種道路工況，可進(jìn)行環(huán)境風(fēng)洞中特有的降雨試驗(yàn)、降雪試驗(yàn)、高低溫沖擊等氣候條件下的道路試驗(yàn)。轉(zhuǎn)鼓主要是通過模擬電慣量來模擬車輛的道路行駛阻力，由滾筒、驅(qū)動電機(jī)、表面蓋板、移動蓋板、移動導(dǎo)軌、車輛對中裝置、控制系統(tǒng)等組成。由于滾筒表面涂有與路面摩擦系數(shù)相同的特殊涂層，因此轉(zhuǎn)鼓可以準(zhǔn)確模擬車輛在道路上的運(yùn)動。
相比道路試驗(yàn)，利用轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行試驗(yàn)具有更高的可重復(fù)性，數(shù)據(jù)獲取更加便利。有了底盤測功機(jī)，汽車廠商不再需要長期奔波于室外各地，大大節(jié)約了車輛開發(fā)過程中的人力物力成本，從而提高了新車型的開發(fā)效率。
4、世界最先進(jìn)的風(fēng)洞之一
國外對于汽車空氣動力學(xué)的研究大約始于上世紀(jì) 70 年代，最早主要使用于賽車研發(fā)，隨后逐漸擴(kuò)大到轎車和卡車范圍。2009 年前中國尚未有嚴(yán)格意義上的汽車整車風(fēng)洞，只能通過改造航空風(fēng)洞進(jìn)行汽車空氣動力學(xué)試驗(yàn)，在一定程度上制約了中國汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其阻礙了自主造型設(shè)計(jì)能力的提升。目前坐落于重慶的風(fēng)洞的建成以及長安汽車、東南汽車、江淮汽車等 10 家企業(yè)專門成立的「風(fēng)洞聯(lián)盟，將未來的諸多研發(fā)項(xiàng)目落地至此，為我國汽車風(fēng)洞打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
5、動如脫兔，聲似處子
該汽車風(fēng)洞的建成能夠降低汽車油耗，更經(jīng)濟(jì)適用，并能節(jié)省新車型研發(fā)的時間，提高企業(yè)研發(fā)效率。在此 3/4 開口的回流式風(fēng)洞中，最高風(fēng)速可達(dá) 250km/h，在 140km/h 的風(fēng)速中，背景噪聲僅為 58dB（A），堪稱「世界上最安靜的風(fēng)洞之一」。同時，通過風(fēng)洞進(jìn)行試驗(yàn)還可減少傳統(tǒng)生產(chǎn)方式對于環(huán)境的不利影響，有助于推動產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
汽車風(fēng)洞的創(chuàng)新性建成將助力我國汽車基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)邁向高科技新局面，并進(jìn)一步推動我國汽車產(chǎn)業(yè)向國際化和全球化看齊，彌補(bǔ)我國原有汽車基礎(chǔ)研發(fā)設(shè)施的不足。
6、使用風(fēng)洞多少錢？
中國汽車工業(yè)的試驗(yàn)風(fēng)洞非常少，一方面影響了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，另一方面，風(fēng)洞的造價貴，使用費(fèi)用也非常昂貴。
雖然中國汽研的風(fēng)洞使用費(fèi)率標(biāo)準(zhǔn)還沒有對外正式公布，但根據(jù)業(yè)界的評估，當(dāng)前中國風(fēng)洞的使用價格在 2.5-3 萬元/小時，一天費(fèi)用在 60- 70 萬元人民幣，一年的費(fèi)用理論可達(dá) 2.2 億到 2. 6 億元 。如果用外幣計(jì)算，差不多相當(dāng)于每秒 1 歐元。當(dāng)然，風(fēng)洞因?yàn)榇嬖诰S護(hù)和切換等必須的時間，不可能一年全天候運(yùn)轉(zhuǎn)。
7、使用風(fēng)洞，或許要到2022年之后
此前，中國真正為汽車試驗(yàn)建造的風(fēng)洞只有同濟(jì)的一個，即便使用價格高企，各車企和車企供應(yīng)商要使用這個風(fēng)洞也排成了很長很長的隊(duì)伍，中國汽研新建造的風(fēng)洞，仍然不能滿足市場的需求。
為此，中國汽研組建的風(fēng)洞聯(lián)盟單位，紛紛掏出幾百到數(shù)千萬資金作為風(fēng)洞使用的預(yù)付費(fèi)款項(xiàng)，獲得使用檔期優(yōu)先預(yù)定權(quán)。如果是聯(lián)盟之外的企業(yè)要使用這個風(fēng)洞，有可能排隊(duì)要排到 2022 年之后?？梢?，中國風(fēng)洞資源依然嚴(yán)重缺乏。
8、第三方風(fēng)洞的必要性
既然風(fēng)洞如此重要，車企巨頭為什么不自己建風(fēng)洞？
好問題！一些車企巨頭或車企供應(yīng)商巨頭建立了自己的風(fēng)洞，比如泛亞就有。但是車企自己的風(fēng)洞，為了節(jié)省成本一般只是標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞的縮微版，不能取代標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞。其次車企自己的風(fēng)洞，只能自己使用，造成了資源的閑置和巨大的浪費(fèi)。為什么會這樣呢？車企把自己的風(fēng)洞開放給其他單位，收點(diǎn)費(fèi)用不行嗎？
不行！
因?yàn)槠囋O(shè)計(jì)是一項(xiàng)需要嚴(yán)格保密的工作，非常忌諱提前泄密給用戶，更忌諱泄密給競爭對手。各車企天然是競爭關(guān)系，在車型路試的時候都捂得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，怎么可能把在研發(fā)中的車型放到對手那里去做試驗(yàn)?zāi)?？所以第三方測試風(fēng)洞，就成了行業(yè)的剛需。
9、風(fēng)洞在新能源汽車時代的作用
汽車空氣動力學(xué)作為決定汽車造型設(shè)計(jì)、風(fēng)噪性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、高速行駛穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)，也越來越被眾多車企所重視。中國汽研汽車風(fēng)洞中心主任王勇介紹，風(fēng)洞可以人工產(chǎn)生和控制氣流，以模擬物體周圍氣體的流動，以前它主要用于飛機(jī)的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)已成為汽車空氣動力學(xué)試驗(yàn)最常用、最有效的工具。
地球的資源是有限的，我們必須有規(guī)劃地使用資源，保護(hù)地球。為此，全球都在推動汽車能源使用的可持續(xù)性，都在努力降低汽車的能耗。
為此，如何將汽車設(shè)計(jì)得行駛過程中空氣阻力更小，從而起到降低能耗的作用，越來越成為汽車界的顯學(xué)。這就離不開風(fēng)洞的作用。
如果一個新能源汽車在設(shè)計(jì)中，不考慮空氣動力學(xué)，不考慮汽車的設(shè)計(jì)在行駛中如何節(jié)省能耗，可以說這個新能源汽車就不是一個好汽車。所以，車企對汽車風(fēng)洞的需求越來越大，而汽車風(fēng)洞的建造，也有利于車企在一個地方的聚集，加速形成汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)。
10、中國汽研
中國汽車工程研究院股份有限公司（簡稱：中國汽研，股票代碼：601965）總部位于重慶，是央企中國通用技術(shù)集團(tuán)全資子公司。中國汽研始建于 1965 年 3 月，原名重慶重型汽車研究所，系國家一類科研院所，是中國汽車行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、試驗(yàn)研究、質(zhì)量檢測的重要基地及技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)，中國汽研擁有 1 個國家工程技術(shù)研究中心、1 個國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、1 個國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室。中國汽研于 2012 年 6 月在上海證券交易市場上市。
除了新落成的汽車風(fēng)洞，中國汽研運(yùn)營得有國家智能汽車集成系統(tǒng)試驗(yàn)區(qū)（i-VISTA），并每年舉辦 i-VISTA 自動駕駛汽車挑戰(zhàn)賽。
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