標準編制說明(整車空氣動力學風洞試驗——汽車氣動力風洞試驗標準)2020

1、整車空氣動力學風洞試驗汽車氣動力風洞試驗標準編制說明一、工作簡況1.1 任務來源整車空氣動力學風洞試驗汽車氣動力風洞試驗標準團體標準是由中國汽車工程學會批準立項。文件號中汽學函【2018】209號，任務號為2018-64。本標準由中國汽車工程學會汽車空氣動力學分會提出，同濟大學、泛亞汽車技術中心有限公司、上汽大眾汽車有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司、一汽大眾汽車有限公司、清華大學、廣汽集團汽車工程研究院、吉林大學、湖南工業(yè)大學、東風汽車集團有限公司技術中心、華晨汽車工程研究院等單位起草。1.2 編制背景與目標背景：隨著我國汽車產銷的爆發(fā)式增長至今，汽車早已從奢侈品轉而成為一種大眾化的交

2、通工具，用戶對車輛駕駛體驗也從功能性的基本要求提升到了性能評估與舒適度的體驗的高度，車輛穩(wěn)定性、燃油經濟性，加速性能，均是車輛空氣動力學性能優(yōu)劣的直接體現(xiàn)，在政策上，國家對節(jié)能減排的日益重視，工信部階段性的油耗指標對整車廠的氣動性研發(fā)提出了更嚴格的要求，當前新能源汽車也早已走出了實驗室，直接走向市場，國內汽車及相關企業(yè)也從逆向為主的開發(fā)設計逐步完成正向主導開發(fā)的蛻變，綜上，空氣動力學性能開發(fā)測試在當前背景下顯得尤為重要，對汽車空氣動力學性能風洞測試的需求更是迫切。風洞實驗就是把完全空氣動力學配置化的車輛從實際道路搬進了在相似模擬條件下建立的實驗室中的一種實驗手段，可以測量車輛空氣動力學性能參數

3、。風洞氣動力測量試驗主要是指對測試對象（車輛）進行相關氣動力及氣動力矩測量。一般利用六分量氣動力天平進行測量，得到X、Y、Z三個方向對應的力及力矩，從而計算出相關的氣動力性能參數：風阻系數、升力系數、側向力系數及縱傾力矩系數、側傾力矩系數、橫擺力矩系數。為了更為準確地測試出空氣動力學相關參數，需要風洞實驗室控制一定的環(huán)境參數、達到滿足測試的流場品質指標。環(huán)境參數如：大氣壓、試驗段溫度、濕度等；流場品質指標如：速度均勻性、動壓穩(wěn)定性、邊界層厚度、試驗段軸向靜壓梯度、氣流偏角與湍流度等指標，各個參數直接影響測試數據的準確度，所以，需要規(guī)范與統(tǒng)一風洞試驗標準配置，減少測量誤差；另外國內外企業(yè)測試基本

4、設置沒有統(tǒng)一，且測試車輛的基本狀態(tài)不一致，嚴格意義上講，各企業(yè)發(fā)布的數據不存在可比性，且存在互不認同的情況。風洞試驗的數據準確性不僅依賴于風洞的良好的性能，標準化的統(tǒng)一的風洞設置，還有賴于完善的科學的風洞運行操作流程及安全規(guī)范。風洞氣動力測量試驗，不僅注重的測試結果，更為重要的是整個測試過程，包括試驗前期準備、試驗過程控制、試驗結果評估與分析及試驗完成階段。在各個實驗階段需要對風洞實驗室的測試儀器和設備進行配置與運行安全調試，也對實驗對象（實驗模型或實車）進行實驗的狀態(tài)評估與調整。這個運行操作流程與規(guī)范在國外盡管其風洞發(fā)展歷史悠久，但是目前沒有具體的標準或文獻綜述，多數也只限于內部的一些管理規(guī)

5、范，沒有標準化的試驗過程實施的流程可循，而國內首座汽車整車風洞自2009年運行至今，發(fā)展積累了較為豐富的實際工作經驗，對于國內整車風洞的運行發(fā)展起到較為重要的推動作用，增強了國內汽車整車風洞自己的運行操作規(guī)范建立的可行性，對未來新建風洞的運行起到保障的作用。目標：規(guī)范與統(tǒng)一風洞氣動力測量試驗的內容、測試方法與風洞標準化配置及數據評估方法，使得國內或國外各個企業(yè)在使用與評估車輛空氣動力學性能時具有良好的可重復性及可對比性，建立一套科學的風洞氣動力試驗規(guī)范，統(tǒng)一測試流程，規(guī)范操作，提高測試過程及數據的穩(wěn)定性，同時提高風洞試驗運行安全。本標準為汽車風洞試驗人員，汽車空氣的動力學專業(yè)工程師進行汽車氣動

6、力風洞試驗提供過程指導；本標準推薦的方法所獲取的結果可作為整車空氣動力學性能評估及優(yōu)化設計的評價依據。1.3 主要工作過程2018年10月，收到中國汽車工程學會下達任務書；2018年11月-12月，標準組內部通過微信，電話及現(xiàn)場座談會討論確定大綱、目錄以及各單位分工；2019年1月-5月，各單位按照分工完成標準初稿（共8各章節(jié)），以及附錄A、B、C等內容，期間多次通過多種通訊方式討論并確定章節(jié)中的各項指標要求與實施規(guī)范，研究相關技術路線、方案通過現(xiàn)有文獻及現(xiàn)有技術實施方法，論證、完善具體技術要求及指標的必要性與合理性，也整理出了標準研制過程中待確定的議題；2019年6月14日，在江西南昌召開標

7、準中期考核會議，牽頭單位同濟大學進行標準研制過程及進展介紹，標準專家組審議標準（中期考核稿）以及對本標準研制過程中涉及的一些待確定的技術內容廣泛征求意見，專家組對此，給出了一致意見；2019年7月-8月，標準組修改標準（中期考核稿），繼續(xù)完善標準，在修改過程中，編寫組成員實施跟蹤行業(yè)現(xiàn)有研究手段與具體實施方法，提出了一些建設性的意見，得以補充完善；2019年10月25日，在上海召開標準（草稿）審查會議，牽頭單位同濟大學進行標準研制項目的終期匯報，包括中期考核意見的修改處理情況、補充內容與需最終確定的標準議題等，標準專家組審議標準（草稿），經過詳細介紹及專家組充分論證，得以統(tǒng)一標準中待確定的議題

8、，并對標準的實施進度、研制方向與標準具體內容的完整性得到專家組一致肯定；同意標準進入“1+5”評審流程，確定“1+5”逐條評審專家：楊志剛、尹章順、吳海波、顧彥、朱習加、高岳；2019年11月-12月，“1+5”評審專家完成標準逐條審查工作，標準研制組按照專家修改意見完成標準內容修改；2020年1月，形成標準（征求意見稿），并公開征集意見二、標準編制原則和主要內容2.1標準制定原則在充分總結和比較了國內外相關試驗標準的基礎上，參考并引用SAE文獻，如SAE-J2084、SAE-J2881、SAEJ2071-94、SAE-J1594等標準中對汽車空氣動力學風洞試驗相關技術標準及規(guī)范，根據現(xiàn)有國內

9、標準T/CSAE111-2019乘用車空氣動力學性能術語、GB/T3730.2-1996道路車輛質量詞匯和代碼、GB18252.6-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）等標準中的部分內容，結合同濟大學上海地面交通工具風洞中心自2009年正式運行10年多的氣動力試驗實踐經驗與相關汽車整車企業(yè)對此類試驗實施的通用方法，總結與提煉相關技術要求與實施方法，根據國內目前汽車整車風洞的實際情況，已建1座，在建2座，深入調研并統(tǒng)一標準中的一些技術指標要求，廣泛征求行業(yè)內各相關企業(yè)的具體試驗方法，以期建立一個符合中國汽車行業(yè)實際需求，并為汽車空氣動力學專業(yè)研發(fā)提供有力的技術保障。2.1.1

10、通用性原則本標準闡述的方法適用于實車整車，即七座（含七座）以下乘用車，也適用于對應尺寸的車輛模型（油泥模型、硬質模型等），重量和尺寸根據風洞規(guī)模和測試能力而定。2.1.2 指導性原則目前，國內暫無汽車風洞氣動力測試相關標準，本標準的制定可以填補國內氣動力試驗標準空白，明確汽車整車風洞相關技術要求、規(guī)范測試流程與方法，提高國內氣動力試驗測試數據的可比性、可重復性。本標準也可作為車輛空氣動力學性能試驗驗證的實施規(guī)范與評價標準。2.1.3 協(xié)調性原則本標準規(guī)定的技術指標及要求、闡述的試驗規(guī)范與方法是更符合國內汽車空氣動力學性能研發(fā)測試的要求、是獲取更準確數據的途徑。2.1.4 兼容性原則本標準適用于

11、本標準闡述的方法適用于實車整車，即七座(含七座)以下乘用車，也適用于對應尺寸的車輛模型(油泥模型、硬質模型等)，其他汽車及類車體可參照執(zhí)行。2.2 標準主要技術內容本標準共分為8章，含3個附錄內容，規(guī)定了氣動風洞的基本要求與氣動力試驗的規(guī)范與流程及測試數據評價方法。主要章節(jié)內容包括：1)范圍；2)規(guī)范性引用文件；3)術語和定義4)氣動風洞要求；5)試驗基本測試流程與方法6)測試數據有效性評估；7)試驗報告；8)標準測試工況及要求9)附錄2.3 關鍵技術問題說明本標準的關鍵技術內容主要涉及兩個方面：一是試驗基本測試流程與方法，主要為規(guī)范測試過程中實施方法的一致性，既考慮到測試運行過程的安全性也考

12、慮到測試數據的穩(wěn)定性，編寫組集中討論了車輛姿態(tài)調整相關的加載質量與配載分布，根據給B18252.6-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)中所給定的測試質量的定義，結合風洞氣動力試驗常用的配載要求，在充分考量車輛姿態(tài)對車輛空氣動力學性能影響的大小，確定了適用于氣動力風洞試驗的加載質量，既統(tǒng)一了氣動試驗配載質量的要求，也很好地對接GB18252.6-2016的關于測試質量的要求，對油耗測試與計算提供較為可靠的試驗數據，使測試數據的應用得到有效延伸，該規(guī)范與流程適用于目前國內整車空氣動力學風洞進行氣動力試驗。二是標準測試工況及要求，主要為統(tǒng)一產品車及工程車的氣動性能最終驗證試驗測

13、試，標準中統(tǒng)一了風洞試驗基準測試風速（120km/h）,列出了基本的測試工況，明確車輛的一些特殊配置的狀態(tài)要求，使得同類同級別車輛的氣動性能數據具有可比性，有利于建立有效的車輛氣動性能數據庫，有利于研究掌握車輛空氣動力學性能發(fā)展狀態(tài)，降低整車或相關企業(yè)初期開發(fā)成本，縮短空氣動力學性能開發(fā)周期。2.4 標準主要內容的論據制定本標準的目的是規(guī)范車輛氣動力試驗的設置狀態(tài)與要求，規(guī)范操作流程與實施方法，使測量得到的數據具有一致性和可比性。本標準參考國外相關標準，結合國內整車風洞運行10多年總結的經驗，提煉氣動力試驗實施方法與相關試驗技術，形成了符合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的團體標準并具有一定的前瞻性，根據本標準進

14、行氣動力風洞試驗，可得到可靠的試驗數據。2.5 標準工作基礎本標準起草牽頭單位為同濟大學上海地面交通工具風洞中心，擁有國內唯一一座整車氣動聲學風洞，運行了十多年，客戶遍及國內自主品牌及合資企業(yè)，也為國際知名車企進行試驗服務，積累了大量的實踐經驗，試驗技術與能力得到行業(yè)內的一致認可，結合高校技術理論優(yōu)勢，為編制標準建立扎實基礎。編制參與單位包括泛亞汽車技術中心有限公司、上汽大眾汽車有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司、一汽大眾汽車有限公司、清華大學、廣汽集團汽車工程研究院、吉林大學、湖南工業(yè)大學、東風汽車集團有限公司技術中心、華晨汽車工程研究院，涉及國內自主品牌、合資品牌及高校，綜合專業(yè)技術

15、與理論優(yōu)勢，保證了本標準的技術先進性、通用性和實用性。三、主要試驗（或驗證）情況分析（1）試驗操作流程過程方法與步驟闡述明確（2）試驗重復性好（3）通用性佳綜上所述，本標準適用于同類型汽車風洞進行汽車氣動力試驗。四、標準中涉及專利的情況無五、預期達到的社會效益、對產業(yè)發(fā)展的作用的情況本標準的發(fā)布，可對汽車空氣動力學性能試驗起指導作用，規(guī)范試驗操作流程，提高風洞運行安全與使用效率，規(guī)范車輛狀態(tài)設置與測試方法，有利于提高同一車輛在不同風洞測試的數據一致性，提高同類同級別車輛的氣動性能數據的可比性，有利于建立有效的車輛氣動性能數據庫，有利于研究掌握車輛空氣動力學性能發(fā)展狀態(tài)，降低整車或相關企業(yè)研發(fā)初期開發(fā)成本，縮短空氣動力學性能開發(fā)周期，促進行業(yè)良性發(fā)展，進而提高中國汽車產業(yè)的綜合競爭力。六、采用國際標準和國外先進標準情況，與國際、國外同類標準水平的對比情況，國內外關鍵指標對比分析或與測試的國外樣品、樣機的相關數據對比情況本標準借鑒了SAE相關標準及企業(yè)內部相關標準。沒有進行相關對比工作。七、在標準體系中的位置，與現(xiàn)行相關