前不久我們介紹了長安逸動PLUS風(fēng)阻測試的新聞,近日,長安汽車旗下又一款熱門車UNI-T也來參戰(zhàn)了。測試地點還是在中國汽研空氣動力學(xué)的聲學(xué)風(fēng)洞試驗室,上次我們介紹逸動PLUS時,就有同學(xué)對這個風(fēng)洞實驗室表示了濃厚興趣,這次借機會我們重點說說。
要想全面、系統(tǒng)的研究風(fēng)噪問題必須滿足兩個環(huán)境條件。一是有流場穩(wěn)定,風(fēng)速精確可控的風(fēng)源;二是能夠排除其他噪音的干擾。風(fēng)洞實驗室無疑是最佳選擇,在四周墻壁和頂部都安裝有吸聲材料,流道內(nèi)有聲學(xué)處理和壓力脈動調(diào)節(jié),使背景噪音降為極低的水平。在實驗風(fēng)速達(dá)到140km/h的時候,環(huán)境噪音也僅僅只有58 分貝,是世界上最安靜的風(fēng)洞之一。
測試儀器—麥克風(fēng)陣列
麥克風(fēng)陣列也叫做“聲學(xué)照相機”,在上、左、右三側(cè)都各配備了168個麥克風(fēng),使得陣列可以精準(zhǔn)識別出車外聲源。通過上方和兩側(cè)的聲學(xué)照相機同時進行拍攝,再經(jīng)過計算機的匹配合成,可以得到噪聲源在車身表面的3D分布。中國汽研風(fēng)洞試驗室是國內(nèi)首個搭載三面麥克風(fēng)陣列的風(fēng)洞實驗室,是目前世界上最先進的聲學(xué)測量設(shè)備之一。
測試儀器:人工頭、球形陣列、表面麥克風(fēng)
人工頭主要是采集人坐車時感受到的真實噪聲,在測試中,會放置在前排駕駛及副駕駛座上。人工頭雙耳位置安裝有聲學(xué)傳感器,這樣在錄制聲音時,可以模擬人體肩部、頭部和耳廓等部位對聲場的影響,回放出更接近于人耳實際聽到的聲音信號。
球形陣列在測試中會放置在駕駛艙內(nèi)部,幫助找出車內(nèi)的聲源分布以及噪聲泄露位置。
表面麥克風(fēng)粘貼在車身表面,作用于測量車身表面的壓力脈動。三個設(shè)備都是為了輔助在風(fēng)噪實驗中得到最全面的數(shù)據(jù),找出問題點并加以改善。
現(xiàn)場測試—聲學(xué)照相機
測試開啟以后,首先需要把風(fēng)速調(diào)節(jié)到測試需要的速度,在做風(fēng)噪測試的時候,通常會把風(fēng)速設(shè)置在80—140km/h每小時,直播時的風(fēng)速設(shè)置在120km/h,聲學(xué)照相機和人工頭通常會采集30秒左右的數(shù)據(jù),采集完成后計算機會對原始數(shù)據(jù)進行進一步加工處理,并得到需要的信息。
單面陣列有168個麥克風(fēng),三面陣列一共會采集504個通道的聲音信號,數(shù)據(jù)量非常龐大,處理這些數(shù)據(jù)也需要花費一定的時間。但人工頭采集的只是雙通道信號,所以,處理的時間會快很多。
可以看到在不同風(fēng)速,不同頻率段下UNI-T測試的風(fēng)噪噪聲都是不一樣的,我們可以通過噪聲屏譜可以判斷噪聲源的大小,以及不同頻率段給人耳的感覺是不同的。
UNI-T優(yōu)化在哪?
UNI-T在設(shè)計之初,就通過CAE仿真來分析不同造型方案空氣動力學(xué)的好壞,從而發(fā)現(xiàn)問題改進設(shè)計,并且通過油泥模型,來進行實際測試并做進一步造型調(diào)整。
以后視鏡優(yōu)化為例,造型是否好看,視野是否滿足法規(guī)要求,最終調(diào)整完的風(fēng)噪是否能夠達(dá)標(biāo),需要與多個部門協(xié)同與合作。通過后視鏡優(yōu)化,駕駛員人耳處總聲壓級便降低了0.3dB(A)。
其次是尾翼,也是UNI-T的標(biāo)志性設(shè)計之一,尾翼設(shè)計非常特別。這樣的設(shè)計也給CFD團隊帶來很大的挑戰(zhàn)。畢竟從空氣動力學(xué)的角度來看,傾向于讓所有車的造型都設(shè)計成一個樣子,但這顯然不是消費者所希望看到的事情,所以空氣動力學(xué)人的使命,就是要讓形態(tài)各異的造型設(shè)計,都能夠擁有不錯的空氣動力學(xué)表現(xiàn)。
由于尾翼采用了鏤空設(shè)計,車頂?shù)臍饬鲿ㄟ^孔洞和V形通道向下沖擊到后窗上,形成較大的風(fēng)噪。在前后做了超過60個優(yōu)化方案的計算,最終找出20多個有效方案,大幅降低了尾翼產(chǎn)生的風(fēng)噪。
煙流測試是流場可視化試驗中最常見的試驗手段,在油泥模型工程師用油泥還原早期的V型尾翼設(shè)計后,可以通過煙流試驗可以看出不同形狀尾翼對流場的影響。
在早期的尾翼設(shè)計時,由于車尾產(chǎn)生的負(fù)壓,部分氣流從尾翼鏤空部分鉆下去,形成紊流,產(chǎn)生較大壓力脈動,并通過后風(fēng)擋傳遞到車內(nèi),帶來較大風(fēng)噪;另一側(cè)的最終商品車尾翼狀態(tài),雖同樣是鏤空設(shè)計,但氣流在通過車頂后部時,鴨尾將氣流上揚,后部尾翼形成一個斜面更好的引導(dǎo)氣流,氣流向下拍擊后窗的趨勢得到緩解,風(fēng)噪被有效降低。
測試結(jié)果顯示UNI-T在120 km/h的風(fēng)速下,依舊取得了不錯的風(fēng)噪測試成績。這也反映出長安目前的技術(shù)實力和水平。