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智能傳感

MTS傳感器用于車輛風(fēng)洞測試

2025China.cn   2016年08月29日

  當(dāng)人們談到F1錦標(biāo)賽、NASCAR(美國納斯卡車賽,美國收視率最高的體育賽事)、印地方程式賽(IndyCar)的時候,往往大部分關(guān)注點(diǎn)都在賽道上呼嘯而過的超級賽車上。這些賽車在專業(yè)賽道上的平均時速超過300公里每小時,即使在轉(zhuǎn)彎時速都可能達(dá)到240公里每小時,任何微小的空氣動力學(xué)上設(shè)計的微小變化都可以導(dǎo)致賽車贏得比賽或者提前退場。實際上,即使對消費(fèi)車型,空氣動力學(xué)上的設(shè)計也非常重要,因為更好的燃油效率、更高的安全性能意味著更高的市場競爭力。

 

  MTS的滾動測試系統(tǒng)(RollingRoadSystem)使用了可控裝置模擬了這種高強(qiáng)度環(huán)境,從而使汽車制造商或者賽事參與團(tuán)體能夠得到可用的實時數(shù)據(jù)來優(yōu)化車輛設(shè)計。優(yōu)化汽車設(shè)計的目的就是減少阻力、降低噪音、提高側(cè)風(fēng)穩(wěn)定性。對于賽車運(yùn)動,減少空氣動力阻力、提高下壓力的研究一般需要使用了一個移動的傳動帶,同時配合高保真和高重復(fù)性測量。隨著乘用車技術(shù)的發(fā)展,今天對高燃油效率和低排放率要求不斷提高,同時也是為了降低噪音,空氣動力學(xué)家也需要利用一個移動傳送帶模擬裝置來優(yōu)化車輛的底盤和車輪設(shè)計。

  MTS的滾動測試系統(tǒng)會被放在一個風(fēng)洞里面。類似于跑步機(jī)原理,滾動測試系統(tǒng)主要組成部分是厚度只有1毫米的不銹鋼帶。這個不銹鋼帶在一個高壓空氣軸承上轉(zhuǎn)動。通過這個轉(zhuǎn)動的不銹鋼傳動帶和風(fēng)洞內(nèi)的超大功率風(fēng)扇來模擬出時速高達(dá)200英里(322公里)的環(huán)境。受測試車輛模型被放置在風(fēng)洞中,類似使用在飛機(jī)飛行模擬器上的支撐桿的結(jié)構(gòu)被安裝在受測試車輛模型位置的正上方,用來模擬賽道上車輛的姿態(tài)和轉(zhuǎn)動角度。MTS滾動測試系統(tǒng)對于車輛研發(fā)者來說是一個有用的工具,可以把車輛結(jié)構(gòu)微小變化翻譯成可量化的性能優(yōu)勢。測試系統(tǒng)提供了一個完全可控的環(huán)境,可以使車輛在上賽道前得到有效的測試。

 

  MTS滾動測試系統(tǒng)包含了六項國際專利,利用了先進(jìn)的軟件技術(shù)實現(xiàn)高精度高可靠性的汽車性能測試,通過高度的控制和數(shù)據(jù)獲得能力,從而對賽車的性能進(jìn)行深度測試。對于低離地間隙的比賽車輛來說,如果沒有固定地面風(fēng)洞的共有條件的測試,其測試數(shù)據(jù)是不完整的。

  MTS傳感器部門研發(fā)生產(chǎn)的R系列線性位移傳感器被安裝在MTS模型移動系統(tǒng)(ModelMotionSystem)中心的頂部結(jié)構(gòu)中,用來檢測和控制鋼帶上受測試賽車的姿態(tài)。這六只R系列傳感器為模型移動系統(tǒng)提供線性化的、精確的、可靠的位置數(shù)據(jù)回饋,是模型移動系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。在MTS傳感器的幫助下,高速達(dá)到180邁的鋼帶上被測車輛小到1.5毫米的姿態(tài)變化都能被實時檢測到。

 

  另外,系統(tǒng)需要測試車輛的上升、阻力和側(cè)向的位置微小變化。這些數(shù)據(jù)對于監(jiān)測車輛在緊要關(guān)頭的性能特別重要,可以用來優(yōu)化設(shè)計從而顯著調(diào)整車輛四輪的下壓力分配比率。用于MTS模型移動系統(tǒng)中的R系列線性位移傳感器有助于精確控制風(fēng)洞中的車輛或者模型的姿態(tài)。在傳感器幫助下,模型移動系統(tǒng)可以精確控制車輛的移動,垂直方向上精度可以達(dá)到±40微米,重復(fù)誤差小于6微米。

  還有一個MTS的R系列傳感器被安裝在鋼帶的下面,用來控制和檢測路面的轉(zhuǎn)動角度,實時改變擊打到車輛上的風(fēng)力的方向。這個傳感器是R系列傳感器中帶柔性傳感部件的RF傳感器。相對于傳統(tǒng)的帶無間隙齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)傳感器來說,柔性的RF傳感器更容易安裝、維護(hù)和使用,從而降低了整個系統(tǒng)的維護(hù)工作量。

 

  MTS滾動測試系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于F1、NASCAR等賽車運(yùn)動中,在很多國家已經(jīng)是新車型開發(fā)過程中的必要流程。2016年7月,MTS的滾動測試系統(tǒng)在中國售出了第一套。用戶是中國汽車工程研究院有限公司設(shè)在重慶的汽車風(fēng)洞試驗中心。有了這套系統(tǒng),中國汽車工程研究院的技術(shù)人員就能夠?qū)π略O(shè)計車型進(jìn)行全面測試,包括車輛和路面之間的氣流狀況,以及旋轉(zhuǎn)中車輪對空氣動力學(xué)狀況的影響,從而更好優(yōu)化新車型的外形,生產(chǎn)出阻力低、燃油效率高、低排放和噪音的新車型。

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