在沒有環境風洞的條件下,車輛的熱力學測試就要看老天爺的臉色。而有了環境風洞,一年12個(ge) 月都可以充分利用模擬的環境為(wei) 整車的開發進行調試。可以想象,無論是研發成本還是時間都得到了更好的控製,大大提高了工作效率。
一、溫度模擬
目前國際主流的汽車環境風洞的溫度模擬範圍可以達到-40℃~+60℃。
低溫-40℃是一個(ge) 很低的溫度,通常風洞中會(hui) 采用二次製冷係統來實現低溫控製,即在普通製冷係統中引入另一套載冷劑係統,該載冷劑需要具備優(you) 異的熱傳(chuan) 導性能和穩定性。載冷劑通過盤管在風洞流道中進行熱交換。流道內(nei) 的溫度控製精度可達±0.5℃,也就是說,如果需要模擬的環境溫度為(wei) -30℃,那麽(me) 風洞內(nei) 的溫度就能達到-30.5℃~-29.5℃。
風洞製冷設備
高溫模擬一般是通過電加熱或者鍋爐加熱來獲取熱量,或者采用電加熱與(yu) 鍋爐加熱相結合的方式,這樣可以在節約能源的同時準確控製溫度。
蒸汽加熱設備
在風洞中模擬環境溫度可以極大地提高汽車研發工程師的研發效率,不必在為(wei) 夏天做低溫試驗,或者冬天做高溫試驗而煩惱。
二、陽光模擬
汽車在一年之中每天的陽光照射情況都是不一樣的,甚至於(yu) 每個(ge) 時刻的陽光照射都不一樣,例如烏(wu) 雲(yun) ,隧道等。那麽(me) 風洞中是如何實現這一功能的呢?
在風洞中的車輛測試段頂部會(hui) 安置一套用於(yu) 模擬日照條件的陽光模擬係統。該係統根據形式通常分為(wei) 兩(liang) 類,一類是固定在測試段頂部的,即頂置式;另一類是通過安裝一套弧形支架係統,即穹頂式。
頂置式
穹頂式
前者和後者的區別主要在於(yu) 模擬角度的區別,前者隻能模擬側(ce) 麵和前方45°左右的陽光照射,而後者可以進行從(cong) 早到晚的日升日落模擬。
奔馳環境風洞穹頂式陽光模擬係統
寶馬環境風洞頂置式陽光模擬係統
一般環境風洞中陽光模擬係統的日照輻射強度高可達1200 w/㎡,這個(ge) 強度是什麽(me) 概念呢。舉(ju) 個(ge) 例子,美國*的死亡穀的陽光輻射強度也不過1000w/㎡,所以在環境風洞中可以模擬全球任何地方的日照條件。
美國死亡穀國家公園正午光照
陽光模擬係統的每個(ge) 燈源都有獨立的電源和控製係統,使得光照控製精度可以達到±50 w/
m2(參數|圖片)。在每個(ge) 獨立燈源上集成有網狀擋板和遮光擋板,可以用於(yu) 模擬車輛在烏(wu) 雲(yun) 條件下低照射強度環境和通過隧道時的無照射環境。
陽光模擬係統燈源
三、降雨模擬
汽車環境風洞中還可以模擬從(cong) 小雨,到中雨,暴雨等不同級別的真實降雨天氣,雨量大小、雨滴直徑和降雨時間都可以自由設定,工程師可以根據試驗需要選擇相應的降雨形式。
降雨試驗
甚至還可以在水中加入熒光劑,以便實現可視化流動顯示,方便汽車工程師了解雨滴在汽車上真實的流動情況。
寶馬風洞加熒光劑的降雨試驗
降雨模擬是通過在環境風洞噴口前麵或者後麵安置噴槍,根據不同雨量大小設定,噴槍會(hui) 噴出相應大小的雨滴,雨滴隨著噴口的氣流吹向測試車輛,從(cong) 而形成降雨。
雨水噴槍
寶馬風洞雨水噴槍
降雨模擬主要用於(yu) 雨刮性能試驗,雨滴流向試驗等。
雨刮器性能試驗
降雨試驗
四、降雪模擬
如果沒有汽車環境風洞,汽車工程師做降雪試驗就需要等到寒冷的冬季,並且還不能控製雪量大小,隻能“靠天吃飯”。但環境風洞*解決(jue) 了這一問題,在室內(nei) 就能在任何時候進行降雪試驗,雪量大小,降雪時間等都可以自由控製。大大縮短了新車型開發周期。
環境風洞中降雪的實現也是通過在噴口前麵或者後麵安置噴槍,該噴槍能根據所需的雪量大小噴出夾帶水滴的高壓氣體(ti) ,在風洞流道內(nei) 溫度達到-10℃以下時凝結成冰粒,於(yu) 是在試驗車輛前方形成了降雪。
手持式雪槍
寶馬風洞降雪試驗
降雪模擬可用於(yu) 許多需要降雪環境的試驗,如吸雪試驗,即準確模擬在暴雪下車輛進氣係統是否會(hui) 被雪覆蓋導致堵塞。
卡車降雪試驗
安大略大學風洞降雪試驗
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