整車(chē)側風(fēng)穩定性是指當高速行駛的汽車(chē)通過(guò)跨海大橋、進(jìn)出山谷隧道，以及進(jìn)行超車(chē)會(huì )車(chē)時(shí)受到側向氣流的干擾后能保持穩定安全行駛的能力，側風(fēng)穩定性較差的車(chē)輛進(jìn)入強橫風(fēng)環(huán)境時(shí)容易發(fā)生較大橫擺、側滑、車(chē)道偏離動(dòng)作，甚至出現側翻等失穩現象，嚴重影響行車(chē)安全。隨著(zhù)整車(chē)抗縱向氣流能力（即風(fēng)阻性能）的開(kāi)發(fā)越來(lái)越趨近完善，如何從抵抗側向氣流干擾的角度出發(fā)提升車(chē)輛保持穩定行駛的能力，正成為國內汽車(chē)行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。
近日，中汽中心工程院側風(fēng)穩定性開(kāi)發(fā)團隊針對整車(chē)側風(fēng)穩定性開(kāi)發(fā)測試進(jìn)行了關(guān)鍵的技術(shù)攻關(guān)，已具備對外服務(wù)技術(shù)能力?？梢悦嫦蛘?chē)開(kāi)發(fā)流程中的不同階段，通過(guò)聯(lián)合仿真，風(fēng)洞測試，道路測試三種方式分別對從車(chē)身造型、底盤(pán)零部件參數方面對側風(fēng)穩定性關(guān)鍵性能指標進(jìn)行測試分析和優(yōu)化。幫助客戶(hù)更好實(shí)現側風(fēng)穩定性控制，為后期整車(chē)性能開(kāi)發(fā)目標達成提供更大的優(yōu)化空間。
- 側風(fēng)穩定性動(dòng)力學(xué)仿真分析
圖1 動(dòng)力學(xué)仿真分析
側風(fēng)穩定性底盤(pán)動(dòng)力學(xué)仿真分析是基于底盤(pán)動(dòng)力學(xué)參數及側風(fēng)風(fēng)洞準穩態(tài)測試結果建立包含空氣動(dòng)力學(xué)特征的仿真模型，參照《GB/T 41722-2022道路車(chē)輛側風(fēng)敏感性風(fēng)機輸入開(kāi)環(huán)試驗方法》與企業(yè)個(gè)性化定制側風(fēng)測試工況進(jìn)行整車(chē)側風(fēng)穩定性仿真分析和優(yōu)化。同時(shí)，可以面向主動(dòng)轉向技術(shù)的側風(fēng)工況控制進(jìn)行控制系統聯(lián)合仿真和參數標定。
表1 某車(chē)型氣動(dòng)力仿真精度
圖2 某車(chē)側風(fēng)穩定性動(dòng)力學(xué)仿真與試驗對比分析
通過(guò)仿真與試驗的對比，氣動(dòng)力模擬精度達99%，分析結果精度達90%，極高的仿真精度為整車(chē)側風(fēng)穩定性開(kāi)發(fā)提供可靠的分析優(yōu)化手段。
- 側風(fēng)穩定性空氣動(dòng)力學(xué)仿真分析
根據實(shí)際的側風(fēng)測試試驗場(chǎng)建立數字側風(fēng)試驗場(chǎng)，可以通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)側風(fēng)穩定性仿真分析可在車(chē)型開(kāi)發(fā)的早期階段僅通過(guò)車(chē)身外表面數據（CAS面/A面）以及測試車(chē)速、重心位置（軸荷比）、輪胎側偏剛度、載荷等信息，模擬實(shí)側風(fēng)道路試驗中車(chē)輛的整個(gè)側偏過(guò)程以及風(fēng)區內流場(chǎng)的變化過(guò)程，且可為車(chē)身外表面優(yōu)化方案的提出提供數據支持。
圖3 數字側風(fēng)試驗場(chǎng)
數字側風(fēng)試驗場(chǎng)可以還原真實(shí)的瞬態(tài)測試過(guò)程，可以得到該過(guò)程中的流場(chǎng)變化的同時(shí)可獲得車(chē)輛在進(jìn)出風(fēng)區過(guò)程中的側風(fēng)風(fēng)壓中心（即側向氣動(dòng)力中心）相較于車(chē)身位置的實(shí)時(shí)變化。
圖4 側風(fēng)風(fēng)壓中心位置變化
- 風(fēng)洞氣動(dòng)力學(xué)測試
圖5 風(fēng)洞氣動(dòng)力學(xué)測試
風(fēng)洞氣動(dòng)力學(xué)測試可測得穩態(tài)側風(fēng)條件下的氣動(dòng)力結果，試驗條件可控，可重復性較高，為氣動(dòng)造型優(yōu)化提供支持。測試通過(guò)風(fēng)洞天平轉角及出風(fēng)口氣流速度還原整車(chē)側風(fēng)穩定性真實(shí)道路測試過(guò)程中的車(chē)身外流場(chǎng)環(huán)境，對車(chē)輛進(jìn)行整車(chē)側風(fēng)穩定性模擬道路測試，獲得該車(chē)基準狀態(tài)下的側向氣動(dòng)力準穩態(tài)結果，分析不同氣動(dòng)套件對車(chē)輛側向氣動(dòng)力結果的影響，并對整車(chē)側風(fēng)穩定性潛在優(yōu)化方案進(jìn)行驗證。同時(shí)，風(fēng)洞的氣動(dòng)力學(xué)測試結果，可以作為輸入參數為底盤(pán)側風(fēng)穩定性開(kāi)發(fā)的提供數據支持。
- 道路側風(fēng)測試
圖6 道路側風(fēng)測試
道路側風(fēng)測試與真實(shí)道路側風(fēng)行駛工況吻合度最高，可通過(guò)主觀(guān)評價(jià)和客觀(guān)測試方式獲得車(chē)輛實(shí)車(chē)動(dòng)態(tài)響應，試驗結果可靠性較高，能有效支持側風(fēng)性能優(yōu)化提供方案匹配和驗證?？陀^(guān)測試過(guò)程中通過(guò)慣導系統記錄車(chē)輛各運動(dòng)參數隨時(shí)間的變化，主要包括（但不限于）橫擺角速度、橫向加速度、側向位移、側傾角、側偏角等性能指標參數。主觀(guān)評價(jià)則是以大眾消費者角度通過(guò)主觀(guān)駕駛的方式，對橫風(fēng)環(huán)境下汽車(chē)的車(chē)道偏離程度、行駛穩定性、車(chē)輛修正難易程度等進(jìn)行評價(jià)，直觀(guān)的將相關(guān)性能感受反饋給設計人員。團隊基于國標試驗結果已建立20+車(chē)型的側風(fēng)穩定性數據庫，可以為客戶(hù)方案優(yōu)化提供有力支撐。
同時(shí)，工程院團隊也開(kāi)展了面向智能駕駛的車(chē)道保持和車(chē)道居中行駛功能、側風(fēng)工況識別功能進(jìn)行策略驗證和標定方法研究，可以為智能駕駛相關(guān)技術(shù)提供支持和幫助。
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