第8章汽车空气动力学试验8.1概述8.2汽车空气动力学试验的基本方法8.3汽车风洞8.4汽车风洞试验技术8.5风洞试验测量仪器8.6流态显示试验方法8.7汽车风洞试验模型8.8汽车空气动力学道路试验汽车空气动力学是一门经验科学,大量的汽车空气动力学方面的重要结论来自于试验数据的分析和推理。风洞试验是汽车空气动力学这一学科的重要研究手段,国外各大汽车制造公司和研究机构均不惜耗费巨资建设汽车风洞,以其作为开发高性能汽车的重要手段,而汽车流场与汽车性能的关系如图8-1所示。(1)通过风洞试验,揭示汽车周围复杂流场的流动本质。在汽车设计的初始阶段,为了选择最佳的气动外形,必须进行比例模型试验和全尺寸模型的风洞试验;在样车定型前要进行大量的实车气动力试验,提供空气动力特性数据,作为汽车设计的依据。(2)验证汽车空气动力学理论和计算结果。在理论分析和计算中,一般都要对研究对象进行必要的简化,然后建立方程并求解,最后得出结论。理论分析和计算所得到的结果,要通过试验来进行验证。图8-2为某款新车型的开发程序,在整个开发过程中,先后进行了4个步骤的风洞试验:(1)在初期造型工作完成后,要将几个缩比模型方案同时进行风洞试验,从中选择出一个最佳的方案。(2)将选定的模型方案进行空气动力学修正,然后反复进行风洞试验,直至定型。(3)将定型的缩比模型制成1:1模型进行风洞试验,同时要添加刮水器、后视镜以及天线等外露附件。(4)最后进行完成车的整车风洞试验,除了常规的空气动力性能试验外还要进行气候变化试验。测量出模型表面的压力分布,研究汽车周围的绕流状态,如图8-5所示。1.试验段2.调压缝3.扩压段4.拐角与导流片5.稳定段6.收缩段7.动力段测量气流速度的方向通常用五孔探头和恒温式热线风速仪(图8-23)来测量。图8-24为五孔探头的结构,探头的头部为半球形,在上面开有五个测压孔。图8-25为一单热线探头,将其安装在可转动的支座上,支座转动,热线探头随之转动,便改变了热线与气流之间的夹角。