[发明专利]汽车模型风洞路面模拟系统以及使用该系统的测试方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车风洞试验设备领域，具体涉及一种汽车模型风洞路面模拟系统以及使用该系统的测试方法。

背景技术

在汽车模型风洞试验中，地面边界层是影响试验数据准确性的关键因素，边界层厚度过大将影响气动升力和气动阻力测试的准确性。

目前在汽车风洞中对地面边界层的控制一般采取以下三种方法：、地面边界层抽吸系统、地面边界层吹除系统、移动路面模拟系统。其中地面边界层抽吸系统通过风洞地板的抽吸孔板将壁面附近的低动量气流抽除，达到降低边界层厚度的目的；边界层吹除系统是在上游壁面位置将高速气流沿切向吹出，补充边界层中缺少的流量和动能，从而控制边界层厚度，但单纯的边界层抽吸系统或者吹除系统并不能完全消除地面边界层的影响，且过大的抽吸或吹除会对风洞的气流品质如方向均匀性带来不利的影响；移动路面模拟系统则通过安装在车辆底部的移动带，以此来降低移动带区域的地面边界层影响。

现有的移动路面模拟系统又可以分为单带移动路面模拟系统和五带移动路面模拟系统两种，这两种移动路面模拟系统对边界层控制效果、模型安装方式以及流场影响等方面均有不足。其中，五带路面模拟系统，具有模型安装方式简单、模型支撑方式对流场影响较小等优点，但只有车底中间的中央移动带区域可完全消除地面边界层影响，车轮、门边等外侧位置还需要加装边界层抽吸系统以降低车辆周围的边界层厚度；而单带移动路面模拟系统，其模型支撑方式大多采取顶面支架或侧面支架固定，其支架结构比较复杂和庞大，支架会对风洞流场带来不利的影响，影响到测量的精确度。

发明内容

本发明提供一种既能消除地面边界层影响，同时其模型支撑方式对风洞流场的影响程度可以降到最低的汽车模型风洞路面模拟系统。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种汽车模型风洞路面模拟系统，包括转台，以及布置在转台上的左右两条移动带，两条所述移动带宽度之和不小于汽车模型宽度，且移动带运行速度与风速保持一致，两条移动带之间留有2-20cm的间隙，在间隙中前后间隔地设置有两个模型支撑单元；所述转台下方设置有测力天平，所述模型支撑单元底部跟测力天平相连。

进一步地，两条所述移动带之间的间隙采用盖板覆盖，所述盖板顶部与移动带顶部齐平，且盖板与移动带之间、盖板与模型支撑单元之间均留有间隙。

更进一步地，两个所述模型支撑单元之间的相对距离可调，且单个模型支撑单元的高度可调。

在上述方案的基础上，所述模型支撑单元包括从下到上依次设置套筒、挺杆、螺杆；所述挺杆下部设置在所述套筒内并能上下移动；在套筒上还设置有进油通道，能引入液压油；所述螺杆的底部通过防脱卡套与挺杆顶部相连。

本发明的有益效果是：既消除了汽车模型周围地面边界层影响，同时其模型支撑方式具有结构简单、测力可靠、模型姿态调整方便、轴距适应范围广等优点，支撑方式对风洞流场的影响最低，气动力测量精度较高。

此外，本发明还提供一种使用上述方案所述的用于汽车模型风洞试验的双带移动路面模拟系统的测试方法：

①测量待测汽车模型的轴距，调整两个所述模型支撑单元的相对距离与待测汽车模型的轴距一致；

②使用所述盖板对两条移动带之间的间隙进行覆盖，所述盖板不能接触移动带和模型支撑单元，以免对系统运行或测力精度带来不利影响；

③将所述模型支撑单元的螺杆旋入汽车模型前后轴预留的螺纹孔中，使用防脱卡套将螺杆底部紧固在对应的挺杆顶部，实现汽车模型与测力天平的刚性连接；

④调节两个所述模型支撑单元的挺杆的高度，将汽车模型的离地间隙和俯仰角调整到规定的位置；

⑤启动所述移动带，待移动带运行速度与风速一致，且系统稳定后，通过测力天平测得汽车模型的气动力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2、图3为模型支撑单元结构示意图。

图4、图5为汽车模型安装位置示意图。

在图中：

1-转台，2-移动带，3-模型支撑单元，4-测力天平，5-盖板，a-套筒，a1-进油通道，b-挺杆，c-螺杆，d-防脱卡套。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：