好风凭借力,御风正当时

来源: 咸宁新闻网
2024-05-23 16:58 
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F1红牛车队首席设计师RobMarshal曾说过,赛车的设计有四要素,分别是:空气动力效率、机械效率、发动机和赛车手。事实上,无论是在赛车领域还是民用汽车领域,优秀的空气动力学设计对于降低风阻,提升车速,节约油耗,减少噪音,增强行驶稳定性等都有着重要作用。

2009年以前,我国只能依靠航空风洞改造进行汽车空气动力学试验,这大大制约了我国汽车工业的发展。2009年后,尽管中国汽车风洞试验条件实现了一定进步,但仍存在试验室资源紧张、试验周期长等问题。

为了改善这一现状,2014年3月,中国汽研成立了汽车风洞中心,开始筹备建设技术指标国际一流、国内领先的两座汽车风洞——“汽车空气动力学—声学风洞”和“汽车环境风洞”。

2015年7月启动设计,2016年初开工建设,2019年底试运营,2020年初市场化运作,前后历时近5年,两座风洞均达到国内领先、国际一流水平。风洞在2020年11月通过TUVNORDWLTP认证,是国内首个具备欧六/WLTP和CNAS国六风洞法双认证资质的风洞机构,标志着中国汽研风洞中心的试验水平已具备参与国际竞争的核心能力,弥补了国内整车风洞资源不足的短板。

这是中西部首座汽车风洞,这一汽车风洞的运行,弥补了我国汽车空气动力学试验研究资源的不足,改变了我国汽车工业核心资源与技术受制于人的局面,其服务能力、辐射作用、持续影响力,为中西部汽车制造乃至我国汽车工业做出巨大贡献。

听风——成长

风洞项目非常复杂,不但投资大,建设周期长,涉及供应商也多,除主要供应商10多家以外,还有众多小分包商。因项目的复杂性,中国汽研高管、各相关部门从上到下对风洞建设进行支持。项目组每周召开一次例会,沟通项目进度,所有供应商都参加。因为绝大部分设备从国外进口,项目组为了及时跟对方交流反馈,经常顶着时差,通宵达旦进行线上会议,这个过程持续了三个月。

建设过程中,有两件事让众人印象深刻。

一是风机直径达9米,风在闭环风洞里循环。由于风机出口是圆形,而风洞闭环整体截面是矩形,这就要求从风机出口端到转角叶片的进口端是从圆形到矩形的一段渐变截面混凝土洞体。

为了让混凝土浇灌满足要求,施工方前后做了两次局部钢材模型,调配水和水泥的配比,确定浇灌的速度,以确保弧形表面的光洁度。按此方法,钢材的稳定性和表面光洁度都超过了国外用的木材模型。

为了拆卸方便,施工方将整个模型细分为几百个模块,组合成一个模子,把混凝土浇灌到模子里,撤掉模子就形成了由圆形到矩形的渐变型混凝土流道。为此,施工方专门设计了一套高精度的钢模,最终攻关成功,经德国第三方专家检查验证,结果完全达标。

二是天平。作为空气动力学-声学风洞的最重要设备,天平对地基要求非常高,整个地基由6层不同水泥和石块按照不同配比,一层一层地填充,而且还要求测试弹性模量。只有浇灌好后弹性模量达到要求,天平才能放上去。这是中国土建供应商从没遇到过的情况。找遍所能找的地方后,最终在重庆交通学院的一个实验室里,找到一套测试高铁地基弹性模量的设备。天平表面是一个直径12米的大圆盘,与之相配的混凝土圆圈精度要求达到5毫米。混凝土精度何时用毫米计算过?项目组通过精确测量和手工打磨等特殊手段做了多次整改,最终达到标准要求,这个天平不仅可以称出汽车的重量,甚至可以称出一枚鸡蛋的重量。

中国汽研风洞中心主要由两座风洞构成,一座空气动力学-声学风洞,可进行轿车、SUV、MPV及轻卡的空气动力学和风噪性能开发相关测试;一座环境风洞,能精确模拟阳光、雨、雪等气候条件,可进行乘用车和商用车整车及零部件的热管理性能开发相关测试。自2020年市场化运作以来,风洞中心测试业务已达到长期处于饱和状态,收入及利润逐年显著递增,技术能力及影响力达到国内领先,国际一流。

追风——开拓

在2015年,风洞中心开始了流体技术开发的布局,2018—2020年经历了技术创新及实践阶段。2020年之后,流体技术开发业务附加值极大提升,将前期储备的创新技术在风洞试验中进行对标和验证。2021年,首款风阻风噪性能全流程开发项目的车型智己L7实现量产,该车型风阻系数Cd=0.210,达到国内第一,国际前三的水平,风噪语音清晰度AI=92.8%,车内静谧性媲美豪华车型的水准。

这是中国汽研与上汽乘用车合作共同开发的第一辆车,此后双方共同成立联合研发中心,并签署战略协议。通过创新模式,以与上汽乘用车的合作模式为样本,近三年,风洞中心流体技术开发持续占领风阻风噪性能开发的制高点。

随着风洞测试和开发业务激增,为了满足风洞油泥模型设计及制作需求,风洞中心设立了风洞模型业务,不断探索新的服务,提升技术实力,加强人才培养,统一技术标准,完善硬件配置,整合市场供应商服务配套资源,树立起良好口碑,不断为更多车型的设计提供助力。

御风——价值

风洞中心基于先进的汽车整车风洞平台,开展汽车空气动力学、风噪和热管理性能开发、测试评价等一站式的技术服务,为行业提供从产品设计到试验验证全流程的正向开发解决方案、数值风洞和数据库产品及服务。自投入运营以来共计产生直接经济效益达8亿元,极大地促进了汽车行业对汽车空气动力学性能的重视程度,催生了大批风阻性能优异的车型,有效降低了行业整体能耗水平,每年产生间接经济效益近2亿元。

同时,风洞中心深耕先进汽车空气动力学集成开发和风洞前沿测试技术,引领了国内汽车空气动力学行业发展。

2016年11月,中国汽研牵头成立中国汽车工程学会空气动力学分会。经过7年发展,分会充分发挥行业平台的作用与优势、整合行业优秀专家资源、优选前沿先进的研讨主题,将分会年会打造成汽车空气动力学领域规模最大、规格最高、最具代表性和影响力的学术会议品牌。

2023年会上,中国汽研推出了“2023十佳低风阻低风噪车型”,十佳车型入选评分严格参照《CAERI-GZ-39-2020低风阻汽车认证实施规则》《CAERI-GZ-95-2021低风噪汽车认证实施规则》执行,不仅树立了汽车空气动力学性能标杆,也进一步促进汽车空气动力学技术创新,助推企业探索、应用新设计理念,构建国内汽车空气动力学发展新格局。

目前,风洞中心正着手搭建一座与实体风洞结构完全一致的高精度数值孪生风洞,起到快速仿真和造型优化作用,帮助汽车企业减少测试时间,缩减研发成本,并且与后期的试验验证结果高度吻合。

这是属于一群听风、追风、御风人的故事,勇立潮头,锲而不舍。未来,中国汽研将致力于汽车空气动力学、热力学和气动声学前沿技术研究和产业生态打造,促进我国汽车风洞技术进步,加快我国自主品牌汽车品质升级。

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【责任编辑:钟经文】
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