多位专家参与“汽车风洞实验室”相关国家标准的制定工作

汽车风洞用来产生人造气流(人造风)的管道。在这种管道中能造成一段气流均匀流，就在这段风洞中进行。一段气流均匀流动的区域，汽车风洞试验就在这段风洞中进行。汽车风洞中用来产生强大气流的风扇是很大的，比如奔驰公司的汽车风洞，其风扇直径就达8.5m，驱动风扇的电动功率高达4000kW，风洞内用来进行实车试验段的空气流速达270km/h。建造一个这样规模的汽车风洞往往需要耗资数亿美元，甚至10多亿，而且每做一次汽车风洞试验的费用也是相当大的。

汽车风洞有模型风洞、实车风洞和气候风洞等，模型风洞较实车风洞小很多，其投资及使用成本也相对小些。在模型风洞中只能对缩小比例的模型进行试验，其试验精度也相对低些。实车风洞则很大，建设费用及使用费用极高。世界上的实车风洞还不多，主要集中在日、美、德、法、意等国的大汽车公司。

2020年9月上旬，中国汽车工程研究院汽车风洞中心与全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(TC124/SC7)工业在线校准方法分技术委员等机构和单位开展技术交流。各位专家就《环境风洞实验室检验方法》国家标准草稿交换了意见，在内容框架、计量检验参数、检验方法等方面提出了建设性的意见和建议，为后续该标准的出台奠定了良好的基础。

风洞是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。

风洞实验段的流场品质，如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准，并定期进行检查测定。汽车时速达到110公里的时候，风的阻力就占总阻力的70%，大部分燃油用在了克服风阻上,因此通过风洞试验，模拟汽车在行驶中的情况，优化汽车外形设计，减少风阻、节约燃油、降低噪音，这是汽车风洞试验的主要目的。

汽车环境模拟试验装置包括环境模拟风洞和环境模拟试验室两类。

环境模拟风洞和环境模拟试验室之间有很多相似之处，但又存在一个关键区别，即对车身周围气流组织及边界层速度分布的模拟精度要求不同。环境模拟风洞不仅对温湿度、太阳辐射模拟精度有很高的要求，而且对流过车身的空气流组织和速度分布模拟精度要求也很高，而环境模拟室则对车身周围气流组织状态无精度要求。而实际上，车辆在实际行驶过程中车身周围的气流组织必定会对车辆及其零部件的性能产生影响,从这个角度讲，环境模拟风洞试验的结果将更符合实际情况。

汽车环境模拟风洞通常可以分为高温、低温和高低温三种。

根据试验车型及试验所需流场及温、湿度场品质要求，可以确定环境模拟风洞的规模，然后相应地确定风洞的主要性能指标。

汽车环境模拟风洞是一个复杂的试验设备，不仅要模拟气候条件和道路行驶情况，同时还需要模拟发动机的实际运行情况并具有相应的控制系统、安全监控系统、试验数据采集及处理系统。通常包括下列子系统及装置：

(1)空气温、湿度保证子系统，用来预置和控制模拟环境温度和湿度，其中包括冷却盘管、加热器、加湿器以及冷冻装置、除湿装置、蒸汽锅炉等。

(2)太阳辐射模拟子系统，用来模拟和控制太阳辐射强度和辐射角度;

(3)车风速模拟子系统，用来模拟汽车迎面风速及汽车怠速状态;

(4)道路阻力模拟子系统，用来模拟汽车行驶时的道路阻力状态、上下坡、加减速情况;

(5)发动机废气排放子系统，用来及时抽吸汽车发动机排出的废气、保证发动机工作背压;

(6)新风子系统，用来为汽车发动机补充新鲜空气、保证发动机处于良好的燃烧工作状态;

(7)计算机控制系统，用来控制各种设备、动作器及试验程序、包括必要的控制硬件和软件设备;

(8)安全监控及报警处理子系统，用来对室内有害气体及关键设备进行监控和报警，包括有害气体及关键设备的自动报警装置等。

(9)数据采集及处理子系统，用来采集各种汽车性能试验所要求的参数、试验结果处理及生成试验报告;

(10)其他环境模拟装置，如下雨、降雪、风沙、盐雾、振动等。

环境模拟风洞可以是立式，也可以是卧式，采用立式主要是为了节省空间，而风管的形状一般为矩形。各管段及其中部件主要则根据阻力损失及流场、温湿度场的要求来设计、在保证试验段速度场、温度场和湿度场品质的前提下，尽可能地减小总的阻力损失，以节省风机系统及制冷空调系统的能耗。

新闻来源：上海市计量测试技术研究院

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