測量與測試世界 帶你走進(jìn)汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室
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什么是風(fēng)洞？
風(fēng)洞(Wind Tunnel)就是用來研究空氣動(dòng)力學(xué)的一種大型試驗(yàn)設(shè)施。風(fēng)洞其實(shí)不是個(gè)洞，而是一條大型隧道或管道，里面有一個(gè)巨型扇葉，能產(chǎn)生一股強(qiáng)勁氣流。氣流經(jīng) 過一些風(fēng)格柵，減少渦流產(chǎn)生后才進(jìn)入試驗(yàn)室。風(fēng)洞主要用來測量汽車的風(fēng)阻，風(fēng)阻的大小用風(fēng)阻系數(shù)Cd或Cw表示，風(fēng)阻系數(shù)越小，說明它受空氣阻力影響越 小。風(fēng)洞不單是用來測量風(fēng)阻，還可以研究氣流繞過車身時(shí)所產(chǎn)生的效應(yīng)，如升力、下壓力，還可以模擬不同的氣候環(huán)境，如炎熱、寒冷、下雨或下雪等情況。這 樣，工程師們便可以知道汽車在不同環(huán)境下的工作情況，特別是冷卻水箱散熱、制動(dòng)系統(tǒng)散熱等問題。風(fēng)洞是由飛機(jī)制造業(yè)最先應(yīng)用的。從上世紀(jì)60年代起，世界 各大汽車公司和有關(guān)機(jī)構(gòu)開始建立自己的風(fēng)洞試驗(yàn)室。
風(fēng)洞結(jié)構(gòu)示意圖
空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)方面的實(shí)驗(yàn)最早可追溯至20世紀(jì)20年代和30年代，但直到70年代，汽車廠商才改變了之前輕視的態(tài)度，對(duì)這種實(shí)驗(yàn)嚴(yán)肅起來。如今，大多數(shù)汽車廠商都選擇在風(fēng)洞中開發(fā)新產(chǎn)品。美國通用汽車公司擁有業(yè)界最大的風(fēng)洞，它每天24小時(shí)、每周7天不停運(yùn)轉(zhuǎn)。
在美國密歇根州通用汽車公司的空氣動(dòng)力學(xué)的“風(fēng)洞”實(shí)驗(yàn)室，一名實(shí)驗(yàn)員在一輛小汽車的車前釋放煙霧，以直觀地看到氣流通過汽車頂部的情形。這個(gè)全球最大的汽車“風(fēng)洞”實(shí)驗(yàn)室擁有一臺(tái)4500馬力的超大鼓風(fēng)機(jī)。
這張合成圖是通用環(huán)保型概念車雪佛蘭Volt在風(fēng)洞中的模樣。轎車上面漂浮的氣體不是煙，而是一股丙二醇?xì)怏w。工程師利用這種材料去研究汽車在風(fēng)洞中上面及周圍的氣流。
汽車的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)
據(jù)了解，通用汽車公司的風(fēng)洞在1980年上線，直至今天，該公司設(shè)計(jì)的幾乎一切的產(chǎn)品都要經(jīng)過這幾道門，在里面接受測試。90年代初，當(dāng)通用電動(dòng)汽車EV1走出這幾道門的時(shí)候，它被業(yè)界人士贊譽(yù)為“歷史上最符合空氣動(dòng)力學(xué)的汽車”。
任務(wù)控制室
任務(wù)控制室。工程師可以監(jiān)控和記錄流速和壓力及其對(duì)汽車?yán)Α⑸Φ鹊挠绊?。通用汽車嘗試復(fù)制汽車穿過空氣的全過程。拉力因其對(duì)節(jié)能的影響，獲得了最多的關(guān)注。據(jù)了解，風(fēng)洞試驗(yàn)的40%的工作集中于風(fēng)的噪音，即如何使車廂內(nèi)部更安靜。
數(shù)據(jù)顯示屏
數(shù)據(jù)顯示屏?xí)嬖V工程師們需要知道有關(guān)這個(gè)處于風(fēng)洞心臟地帶的43英尺風(fēng)扇的任何信息。它可以生成每小時(shí)速度達(dá)到138英里的大風(fēng)。
試驗(yàn)平臺(tái)
位于測試室的這個(gè)平臺(tái)是對(duì)實(shí)物模型(通常是粘土模型)進(jìn)行試驗(yàn)的地方。平臺(tái)上的轉(zhuǎn)盤可以讓工程師移動(dòng)模型，測試它們?cè)趥?cè)風(fēng)情況下的行為。他們最初對(duì)1比3的模型進(jìn)行測試，并不時(shí)作出改變，以分析它們對(duì)汽車剩余部分的影響。
評(píng)論