汽车风洞试验1

③流线型试验段风洞 模型附近按模型的外部形 状设计成流线型，使流通截面积增大，避免发 生分离的可能性。 优点：同闭口又避免了堵塞敏感的问题，堵塞 比可达20% 缺点：设计制造有一定的难度，必须配合模型 进行，应用受局限。 ④开槽试验段 在试验段侧壁上开设一定数量的 条形槽 优点：具有开闭口的大多数优点，堵塞比和洞 体干扰小。 缺点：必须根据模型的大小选择开闭比的大小， 设计制造难度大。
B、 风洞试验
a、 在汽车设计阶段还没有汽车，必须依靠汽车 的模型试验，了解设计效果。 b、 计算空气动力学还只局限于形状规则的轿车， 对于货车和客车还难以用计算的方法了解汽车的 气动性能，必须依靠风洞试验。 风洞试验揭示新的气动现象，推动汽车空气动力 学的发展。
2、 发展简况
A、 国外 一九六十年代之前，汽车风洞试 验均是在航空风洞中进行的，七十年代之后， 世界各大汽车公司都相继建立了自己的汽车专 用风洞，这些风洞不仅可以测量气动力，而且 还可以模拟各种自然环境，可以调节温度湿度 等参量，可最大限度地满足汽车性能试验方面 的试验要求。 国内 在我国汽车空气动力性能的研究起步较 晚，至 今尚无一座汽车专用风洞，试验多在 航空风洞中进行。
（二）扩散段 沿流动方向截面积扩大 功能：降低气流速度，将动能转化为压力能，降低能 量损失。 注意：扩张角不宜太大，过大可能产生分离，但过小 又降低其作用。 （三）动力段：由电动机带动风扇构成，前后有整流 罩。 功能：产生一定的风速，风速调整── 改变转速、改 变浆叶角。 （四）收缩段 功能：使气流加速，使其达到试验段所要求的风速 要求：不出现分离，出口气流平直、均匀、稳定。收 缩比有一定的要求，收缩比──进口面积/出口面积
二、汽车风洞试验的主要内容
1、 气动力与稳定性，通过试验可以测量六个分量 X Y Z MX MY MZ为改善汽车稳定性降低阻力提供数 据。 2、 流谱 A、 了解汽车表面气流的流动特性，对气动力的分析 起辅助作用。 B、 为汽车其他部分的设计提供参考，如发动机、进 排气、冷却、通风等。 3、 环境模拟 模拟项目 日照条件 气候 －400～600C 结冰、喷溅、 扬尘。
（二）回路式风洞──（回流式风洞） 1、 定义 气流在洞体形成的封闭回路中运行， 如图8－5所示。
2、 优缺点 优点：噪声小、能耗小、不受外界的影响、流场 品质好、运行成本低。 缺点：结构复杂、制造成本高、占地面积大、运 行时间长时有温升。
Fra Baidu bibliotek
二、风洞洞体的组成部分
（一）试验段 1、 放置实车或者模型的部位。 2、 考核指标 尺寸大小：衡量风洞大小的指标 流场：方向、均匀性──截面不同点上速度大小 偏差、稳定性───不同时刻的速度偏差 紊流度、轴向静压梯度。 3、堵塞比──模型或实车的迎风面积/试验段截面 积
（五）其他装置
a、回流段 形成回路 b、导流片── 平顺转弯 b、稳定段 稳定进入收缩段的气流 C、蜂窝器 阻尼网──减小脉动，使之趋 于平直、减小紊流度。
三、汽车风洞的分类
（一）大型1:1风洞 特点：试验段截面积36m以上 用途：实车或者1:1模型试验，校核小型风洞的试验结果。 优点：1、很好的考核外形对气动力的影响 2、 Re Re' 3、 堵塞比小，不必进行修正。 缺点：试验运行成本高，建设费用高。 （二）小型1:1风洞 特点：10 m左右 用途：1:1模型或者缩比模型 优点：试验条件设定较好的情况下，可以得到与大型风洞同 样精度的结果，运行成本低。 缺点：洞壁干扰必须进行修正，必须考虑雷诺数的问题。
4、 内流空气动力学的试验究 进排气口的开设部位 项目 驾驶室的散热通风空调 需模拟日照、温度、湿度。 发动机和刹车装置的冷却，要模拟发动机进气格栅处和发动 机舱内的流动。 5、刮雨器的风洞试验究 在风洞中试验可以对刮雨器的杆 臂支撑力、浮起情况、刮静变化、残余水量进行试验。方法 如图8－2。 6、气动噪声试验 通过试验可以弄清噪声发生的部位，噪 声特性，通过试验了解汽车表面旋涡的发生情况，采用流线 型外壳的测量仪器，如图8－3所示。
7、其他
（1）热负荷试验 检验受热源作用受 损情况 （2）气密性试验 进排气口的泄漏情 况 （3）客舱内的污染 （4）风档玻璃的受力变形 （5）风颤试验 （6）颤抖试验 涡流诱发的振动。
§8－2 风洞构造及其分类
一、风洞的构造形式 （一）开路式风洞───直流式风洞如图8－4 1、 定义 直接从大气中吸入空气，经过试验段 后又排入大气。 2、 优缺点： 优点 构造简单 成本低占地少、不需抽吸 发动机的废气装置。 缺点 流场的品质相对较差、噪声大、能量 消耗大、易受天气的影响，易混入尘土和其他 污染物，如昆虫、飞鸟等、运行成本高。
§8－1 汽车风洞试验的重要性和重要试验内容
一、重要性和发展简况 1、 重要性： A、 实车道路试验 可使产品在实际应用条件下 得到考核对应了解汽车性能必不可少，但试验存 在许多问题： a、 道路条件：需要专用的汽车试验场地路面 条件不同，轮胎的滚动阻力不同。 b、 风速风向：当不同时对的影响也不同。 c、 仪器的精度受影响（装载振动）。 d、 油耗试验还受天气条件的影响。
飞行器试验要求不大于5％，汽车试验可适当放宽。
3、 试验段分类如图8－6所示 ①开口试验段：试验段全部或部分向外界开放 优点：气流可以自由向周围扩散，堵塞效应小，轴向 静压梯度小，模型或实车安装方便。 缺点：有能量损失，噪音大，试验段可利用长度小。
②闭口试验段：试验段全部封闭 优点：能量损失小、噪音小、试验段可利用长度大。 缺点：对堵塞敏感、易造成洞体上和试验件上附面层 分离，特别是有横摆角时、轴向静压梯度大。
a、 中国空气动力研究与发展中心从80年开始 即致力于汽车实车试验，至今其试验技术在各 个方面都取得了大的进展。气动力测量、流场 显示、测压、涡流积分阻力等。 b、 南航、北京空气动力学研究所，西安公路 学院、江苏理工大学、山东大学等单位均进行 过模型试验。 以上研究均取得了好的效果，目前在国内汽车 空气动力学的研究不仅受到空气动力学界的重 视，汽车厂家也愈来愈重视，一些有识之士呼 吁汽车厂家必须建立自己的汽车风洞。