[发明专利]一种车辆风洞甩泥试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆风洞甩泥试验技术领域，更具体的是，本发明涉及一种车辆风洞甩泥试验装置及其试验方法。

背景技术

车辆在雨天行驶过程中，前后轮路面溅水后，由于轮胎、挡泥板、气动等方面设计的缺陷，容易导致甩起的泥沙附着在车身侧表面、车尾等位置造成车身表面污染。随着市场用户对车辆愈加严苛，汽车厂家除了要满足其质量、功能性要求，也越来越注重车身表面清洁度的要求，以提高市场竞争力。现国内进行相关试验时，多采用雨天道路试验办法，直接观察车轮甩泥对车身侧表面污染情况，但其受天气、道路条件制约，降雨量及道路泥水情况难以控制，且试验周期长，造成附加的研发成本。

中国发明专利CN 104865076提供了一种车载甩泥装置，直接在汽车行驶过程中向轮胎喷射泥浆，虽然克服了天气条件的限制，但仍存在一定缺陷：(1)附加装置占用空间较大，布置不便，且会造成一定的道路污染，存在较大的局限性；(2)忽略了车辆行驶过程中产生的气流的影响，测量误差较大；(3)不能充分考虑车速、风速、泥水密度、泥水量等因素对甩泥的综合影响，覆盖工况较少。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种车辆风洞甩泥试验装置，能够覆盖多种工况测试车轮甩泥情况，结构简单，操作方便。

本发明的另一个目的是设计开发了一种车辆风洞甩泥试验方法，能够模拟车辆行驶与空气的相对运动，覆盖多种工况测试车轮甩泥情况并调节挡泥板大小。

本发明提供的技术方案为：

一种车辆风洞甩泥试验装置，包括：

试验台；以及

多个支撑杆，其设置在车轮围成区域内的四角处且高度可调节，用于固定支撑待测车辆模型；

泥水槽，其设置在所述试验台下方并与所述车轮对应，其沿所述试验台轴向车轮前方的顶角处设置有泥水喷口；

风洞系统，其设置在所述待测车辆模型正前方。

优选的是，还包括：

驱动电机，其与所述车轮的轴连接，用于驱动所述车轮旋转；

泥水箱，其与所述泥水喷口连通并且内部设置有搅拌器；

空气压缩机，其与所述泥水箱连通，用于为喷射泥水提供动力。

优选的是，所述风洞系统包括：

动力段，其包括两台风机并联；

过渡段，其与所述动力段连通，用于过渡所述风机产生的气流；

稳定段，其与所述过渡段连通，其包括整流装置，用于保证收缩段出口流场均匀性；

收缩段，其与所述稳定段连通，用于提高出口风速。

优选的是，所述泥水喷口的宽度大于轮胎宽度，高度为5～10mm；所述支撑杆为液压缸。

优选的是，还包括：

转速传感器，其设置在所述车轮和风机的轴上，用于检测车轮和风机转速；

速度传感器，其设置在所述收缩段出口处，用于检测出口处风速；

控制器，其与所述转速传感器、速度传感器和风机连接，用于接收所述转速传感器和速度传感器的检测数据并控制所述风机转速。

相应地，本发明还提供一种车辆风洞甩泥试验方法，包括如下步骤：

步骤1：试验车辆模型在直行状态时，转速传感器和速度传感器检测车轮转速和风洞系统出口处风速，控制器控制风机转速使得车轮行驶速度与出口处风速一致；

步骤2：在所述车轮后上方放置弧形挡泥板，变换车轮转速、泥水密度和泥水喷射速度并调节弧形挡泥板的大小，观察车身污染面积，当车身污染面积小于等于2％时，弧形挡泥板的大小满足要求，

所述弧形挡泥板初始大小满足：

其中，S_l0为弧形挡泥板的初始面积，单位m²；S_N为泥水喷口面积，单位m²；π为圆周率；d₀为轮胎直径，单位m；d为轮胎表面与挡泥板的距离，单位m；L为轮胎宽度，单位m；h为待测车辆模型底盘距离试验台高度，单位m；ρ₀为纯水密度，单位kg/m³；

所述弧形挡泥板的大小调节满足：

其中，S_l为调节后弧形挡泥板的面积，单位m²；S_l0为弧形挡泥板的初始面积，单位m²；A_d为车身污染面积，单位m²；A_c为车身面积，单位m²；