廣告
CAERI環(huán)境風(fēng)洞拓展卡車模型風(fēng)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/h1>
2024-04-20 21:36:24· 來源：中國汽研汽車風(fēng)洞技術(shù)
汽車空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)是實(shí)現(xiàn)卡車節(jié)能減排，提高經(jīng)濟(jì)性的有效手段。單車氣動(dòng)減阻附加裝置優(yōu)化以及隊(duì)列卡車氣動(dòng)性能研究是卡車空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)的重要方向。然而，國內(nèi)風(fēng)洞資源的稀缺性以及對(duì)卡車整車風(fēng)洞測(cè)試條件的缺乏，使得這一領(lǐng)域的研究主要依賴于CFD數(shù)值模擬。為了打破這一局限，中國汽研風(fēng)洞中心經(jīng)過不懈努力，成功設(shè)計(jì)并開發(fā)了面向卡車模型的全新測(cè)試平臺(tái)，在環(huán)境風(fēng)洞中實(shí)現(xiàn)了25%單車卡車模型、10%卡車隊(duì)列模型氣動(dòng)六分力、車身表面壓力、煙流可視化、車輛尾部速度場(chǎng)測(cè)量，全面拓展了環(huán)境風(fēng)洞卡車模型風(fēng)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可為商用車主機(jī)廠及高校提供精準(zhǔn)、快速、可靠、安全、成本效益高、靈活性好的研究平臺(tái)，為卡車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科技支持。
01 氣動(dòng)六分力測(cè)量能力
為解決環(huán)境風(fēng)洞中缺乏氣動(dòng)六分力測(cè)量能力的問題，中國汽研風(fēng)洞中心設(shè)計(jì)制造了卡車模型測(cè)試平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)置了6個(gè)測(cè)量天平，表面安裝導(dǎo)軌，可實(shí)現(xiàn)卡車單車以及不同間距隊(duì)列工況氣動(dòng)力及流場(chǎng)測(cè)試。平臺(tái)前緣采用楔型設(shè)計(jì)，以減小測(cè)試平臺(tái)邊界層厚度及其對(duì)卡車模型氣動(dòng)測(cè)量的影響，如圖1所示。
（a）25%單車模型
（b）10%卡車隊(duì)列-間距1倍車長(zhǎng)
圖1 25%單車、10%卡車隊(duì)列模型安裝及測(cè)試圖
以卡車車長(zhǎng)為特征長(zhǎng)度，綜合考慮阻塞比和動(dòng)力相似原則，確定合適的模型比例。模型駕駛室及底盤附件采用光敏樹脂材料3D打印制作，大梁及貨箱采用ABS材料CNC數(shù)控加工制作。25%卡車單車及10%卡車隊(duì)列風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)安裝及測(cè)試如圖1所示。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的氣動(dòng)方案均有較好的減阻效果，其中，最優(yōu)組合方案可以達(dá)到25.3%的降阻率（噴口風(fēng)速80km/h）。特別地，卡車隊(duì)列展示出了極大的減阻優(yōu)勢(shì)和潛力，10%平頂導(dǎo)流罩卡車在144km/h、隊(duì)列間距0.5倍車長(zhǎng)時(shí)車隊(duì)平均降阻率為21.5%，效果明顯優(yōu)于同樣工況的單車實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。
圖2 不同方案減阻效果
02 車身表面壓力測(cè)量
在車身表面壓力測(cè)量方面，采用在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕喜贾脺y(cè)壓孔的方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引車車頭部分和掛車車廂部分的壓力測(cè)量。其中，牽引車車頭部分和掛車車廂部分均為中空，用于布置測(cè)壓用的塑料軟管和壓力掃描閥。平頂導(dǎo)流罩及高頂導(dǎo)流罩車身表面Y = 0截面壓力系數(shù)對(duì)比如圖3所示。
圖3 平頂及高頂導(dǎo)流罩表面測(cè)壓結(jié)果對(duì)比
03 煙流可視化
煙流可視化通過風(fēng)洞中心自研的第三代手持式煙霧發(fā)生器實(shí)現(xiàn)，可以更直觀、快捷的觀測(cè)到配置不同氣動(dòng)套件后車身周圍局部流場(chǎng)的差異，如圖4所示。
圖4 煙流可視化
04 結(jié)語
商用車整車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)因其復(fù)雜性、高成本以及法規(guī)壓力等因素，往往難以廣泛開展。傳統(tǒng)的CFD計(jì)算雖然在一定程度上提供了模擬手段，但其精度仍有待提高，難以滿足日益嚴(yán)格的研發(fā)需求?？ㄜ嚤壤Ｐ蛦诬囷L(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及隊(duì)列實(shí)驗(yàn)可以在縮小比例的同時(shí)，保留關(guān)鍵的氣動(dòng)特性，從而以較低的成本指導(dǎo)實(shí)車開發(fā)。這不僅為商用車主機(jī)廠提供了一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)的研發(fā)手段，而且大大縮短了實(shí)驗(yàn)周期，使得更多的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案能夠得以驗(yàn)證。
近年來，隨著新一代人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)駕駛卡車已經(jīng)成為物流領(lǐng)域的一大亮點(diǎn)。而卡車隊(duì)列行駛則是一種創(chuàng)新的運(yùn)輸方式，它利用車輛間的協(xié)同配合，形成緊密的行駛隊(duì)列，通過精確控制車輛間的距離和速度，在保證安全的前提下，實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)輸效率和更低的燃油消耗。通過卡車隊(duì)列風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，工程師們能夠更精確地掌握重型車輛在編隊(duì)行駛過程中的氣動(dòng)相互作用機(jī)制，并將這些寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用于實(shí)際車輛的開發(fā)中。這不僅有助于提升整個(gè)車隊(duì)的能效表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，同時(shí)也為緩解全球能源緊張局勢(shì)、減少環(huán)境污染、推動(dòng)綠色物流的可持續(xù)發(fā)展提供了切實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
點(diǎn)贊 0 反對(duì) 0 舉報(bào) 0
收藏 0
評(píng)論 0 分享 68
汽車空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)是實(shí)現(xiàn)卡車節(jié)能減排，提高經(jīng)濟(jì)性的有效手段。單車氣動(dòng)減阻附加裝置優(yōu)化以及隊(duì)列卡車氣動(dòng)性能研究是卡車空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)的重要方向。然而，國內(nèi)風(fēng)洞資源的稀缺性以及對(duì)卡車整車風(fēng)洞測(cè)試條件的缺乏，使得這一領(lǐng)域的研究主要依賴于CFD數(shù)值模擬。為了打破這一局限，中國汽研風(fēng)洞中心經(jīng)過不懈努力，成功設(shè)計(jì)并開發(fā)了面向卡車模型的全新測(cè)試平臺(tái)，在環(huán)境風(fēng)洞中實(shí)現(xiàn)了25%單車卡車模型、10%卡車隊(duì)列模型氣動(dòng)六分力、車身表面壓力、煙流可視化、車輛尾部速度場(chǎng)測(cè)量，全面拓展了環(huán)境風(fēng)洞卡車模型風(fēng)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可為商用車主機(jī)廠及高校提供精準(zhǔn)、快速、可靠、安全、成本效益高、靈活性好的研究平臺(tái)，為卡車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科技支持。
01 氣動(dòng)六分力測(cè)量能力
為解決環(huán)境風(fēng)洞中缺乏氣動(dòng)六分力測(cè)量能力的問題，中國汽研風(fēng)洞中心設(shè)計(jì)制造了卡車模型測(cè)試平臺(tái)，平臺(tái)內(nèi)置了6個(gè)測(cè)量天平，表面安裝導(dǎo)軌，可實(shí)現(xiàn)卡車單車以及不同間距隊(duì)列工況氣動(dòng)力及流場(chǎng)測(cè)試。平臺(tái)前緣采用楔型設(shè)計(jì)，以減小測(cè)試平臺(tái)邊界層厚度及其對(duì)卡車模型氣動(dòng)測(cè)量的影響，如圖1所示。
（a）25%單車模型
（b）10%卡車隊(duì)列-間距1倍車長(zhǎng)
圖1 25%單車、10%卡車隊(duì)列模型安裝及測(cè)試圖
以卡車車長(zhǎng)為特征長(zhǎng)度，綜合考慮阻塞比和動(dòng)力相似原則，確定合適的模型比例。模型駕駛室及底盤附件采用光敏樹脂材料3D打印制作，大梁及貨箱采用ABS材料CNC數(shù)控加工制作。25%卡車單車及10%卡車隊(duì)列風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)安裝及測(cè)試如圖1所示。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的氣動(dòng)方案均有較好的減阻效果，其中，最優(yōu)組合方案可以達(dá)到25.3%的降阻率（噴口風(fēng)速80km/h）。特別地，卡車隊(duì)列展示出了極大的減阻優(yōu)勢(shì)和潛力，10%平頂導(dǎo)流罩卡車在144km/h、隊(duì)列間距0.5倍車長(zhǎng)時(shí)車隊(duì)平均降阻率為21.5%，效果明顯優(yōu)于同樣工況的單車實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。
圖2 不同方案減阻效果
02 車身表面壓力測(cè)量
在車身表面壓力測(cè)量方面，采用在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕喜贾脺y(cè)壓孔的方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引車車頭部分和掛車車廂部分的壓力測(cè)量。其中，牽引車車頭部分和掛車車廂部分均為中空，用于布置測(cè)壓用的塑料軟管和壓力掃描閥。平頂導(dǎo)流罩及高頂導(dǎo)流罩車身表面Y = 0截面壓力系數(shù)對(duì)比如圖3所示。
圖3 平頂及高頂導(dǎo)流罩表面測(cè)壓結(jié)果對(duì)比
03 煙流可視化
煙流可視化通過風(fēng)洞中心自研的第三代手持式煙霧發(fā)生器實(shí)現(xiàn)，可以更直觀、快捷的觀測(cè)到配置不同氣動(dòng)套件后車身周圍局部流場(chǎng)的差異，如圖4所示。
圖4 煙流可視化
04 結(jié)語
商用車整車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)因其復(fù)雜性、高成本以及法規(guī)壓力等因素，往往難以廣泛開展。傳統(tǒng)的CFD計(jì)算雖然在一定程度上提供了模擬手段，但其精度仍有待提高，難以滿足日益嚴(yán)格的研發(fā)需求?？ㄜ嚤壤Ｐ蛦诬囷L(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及隊(duì)列實(shí)驗(yàn)可以在縮小比例的同時(shí)，保留關(guān)鍵的氣動(dòng)特性，從而以較低的成本指導(dǎo)實(shí)車開發(fā)。這不僅為商用車主機(jī)廠提供了一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)的研發(fā)手段，而且大大縮短了實(shí)驗(yàn)周期，使得更多的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案能夠得以驗(yàn)證。
近年來，隨著新一代人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)駕駛卡車已經(jīng)成為物流領(lǐng)域的一大亮點(diǎn)。而卡車隊(duì)列行駛則是一種創(chuàng)新的運(yùn)輸方式，它利用車輛間的協(xié)同配合，形成緊密的行駛隊(duì)列，通過精確控制車輛間的距離和速度，在保證安全的前提下，實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)輸效率和更低的燃油消耗。通過卡車隊(duì)列風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，工程師們能夠更精確地掌握重型車輛在編隊(duì)行駛過程中的氣動(dòng)相互作用機(jī)制，并將這些寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用于實(shí)際車輛的開發(fā)中。這不僅有助于提升整個(gè)車隊(duì)的能效表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，同時(shí)也為緩解全球能源緊張局勢(shì)、減少環(huán)境污染、推動(dòng)綠色物流的可持續(xù)發(fā)展提供了切實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
國內(nèi)首個(gè)“路空一體”國家質(zhì)檢中心落戶廣東
2026-03-04 09:06
-
全國156個(gè)！IAE智行眾維入選！工信部2025年
2026-03-04 09:05
-
瓦力大作戰(zhàn)｜輕科普——誤碼儀（BERT）架構(gòu)
2026-03-04 09:03
-
是德科技推出適用于AI數(shù)據(jù)中心的Scale-Up驗(yàn)
2026-03-04 09:03
-
“汽車爬坡試驗(yàn)方法”將有國家標(biāo)準(zhǔn)
2026-03-03 12:44
