某中型卡車導(dǎo)流罩風(fēng)阻優(yōu)化研究開發(fā)

陸海平

摘 要：降低整車風(fēng)阻是一個(gè)不斷提升能效要求與整車動(dòng)力舒適性的平衡，導(dǎo)流罩是影響商用車的高速風(fēng)阻的重要關(guān)鍵點(diǎn)，傳統(tǒng)導(dǎo)流罩必須通過自身結(jié)構(gòu)創(chuàng)新或新技術(shù)運(yùn)用來滿足更高的駕乘需求。本文以一種中型卡車為實(shí)例，詳細(xì)講解了導(dǎo)流罩總成的選型、設(shè)計(jì)參數(shù)的匹配過程。在以現(xiàn)有廂式貨箱配備的導(dǎo)流罩為依據(jù)，開發(fā)導(dǎo)流罩總成設(shè)計(jì)過后，充分分析導(dǎo)流罩外形、結(jié)構(gòu)對整車風(fēng)阻影響，對其他產(chǎn)品開發(fā)導(dǎo)流罩提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：中型卡車;導(dǎo)流罩;風(fēng)阻;匹配設(shè)計(jì)

0 引言

隨著國家節(jié)能降耗的總體要求，商用車的油耗標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，對于重型車來說既要滿足GB 30510-2018的要求，又要滿足JT 719-2016的限值要求，在JT 719-2016標(biāo)準(zhǔn)中提高了60-80km/h加速油耗的加權(quán)占比，而高速油耗受整車風(fēng)阻影響最大。

對現(xiàn)有主要車輛整車阻力、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行測試，修正CAE仿真模型，設(shè)計(jì)多種造型導(dǎo)流罩，先使用CAE分析整車流場仿真，制作快件，將不同造型導(dǎo)流罩裝載試驗(yàn)車進(jìn)行試驗(yàn)，分析不同造型下整車實(shí)際流阻、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性差別，并修正CAE仿真模型。

1 技術(shù)方案

市場上匹配高廂式貨箱，在X向、Y向和Z向超出導(dǎo)流罩太多，迎風(fēng)面積大，導(dǎo)致整車風(fēng)阻過大，高速油耗高，通常情況下貨箱的Z向尺寸對風(fēng)阻貢獻(xiàn)最大，導(dǎo)流罩加高，可以有效減小整車的風(fēng)阻系數(shù)，提升燃油經(jīng)濟(jì)性，使用原型導(dǎo)流罩、1號(hào)導(dǎo)流罩、2號(hào)導(dǎo)流罩三種導(dǎo)流罩進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算以及試驗(yàn)驗(yàn)證，研究導(dǎo)流罩造型與油耗關(guān)系。開發(fā)初期采用CAE仿真分析三種導(dǎo)流罩風(fēng)阻趨勢及對整車阻力影響，仿真數(shù)據(jù)速度云圖越亂空氣阻力越大，基本型導(dǎo)流罩區(qū)域周邊速度云圖雜亂有多處亂流，基本型配1號(hào)導(dǎo)流罩亂流較少，在導(dǎo)流罩與貨箱前端也存在較多亂流及負(fù)壓區(qū)，基本型配2號(hào)導(dǎo)流罩亂流最少，導(dǎo)流罩與貨箱前端負(fù)壓小。

通過CAE流體仿真，基本型風(fēng)阻系數(shù)最大0.69、配1號(hào)導(dǎo)流罩風(fēng)阻系數(shù)次之0.64、配2號(hào)導(dǎo)流罩風(fēng)阻系數(shù)最小0.62

通過軟件計(jì)算，2號(hào)導(dǎo)流罩優(yōu)于原型導(dǎo)流罩交通部、工信部綜合百公里油耗分別為0.96L、1.26L。

2 驗(yàn)證方案

2.1 樣車試驗(yàn)

通過對1號(hào)、2號(hào)導(dǎo)流罩進(jìn)行采購，需求一臺(tái)某中型卡車高廂式車（帶原型導(dǎo)流罩），通過三種導(dǎo)流罩更換，進(jìn)行三種狀態(tài)滑阻試驗(yàn)，通過加載不同的滑阻三種導(dǎo)流罩狀態(tài)車輛進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性測試，得出三種工信部、交通部工況油耗，并與目標(biāo)進(jìn)行對比總結(jié)。

2.2 驗(yàn)證分析

CAE仿真與試驗(yàn)值對比：

2.2.1 風(fēng)阻系數(shù)

3 結(jié)論

本文通過原型車、1號(hào)導(dǎo)流罩樣車（加高180mm）、2號(hào)導(dǎo)流罩樣車（全新造型）三種導(dǎo)流罩進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算以及試驗(yàn)驗(yàn)證，修正CAE仿真模型，不僅達(dá)成了節(jié)油的預(yù)期效果，而且通過本項(xiàng)目充分分析導(dǎo)流罩外形、結(jié)構(gòu)對整車風(fēng)阻影響分析，理論計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對比修正，建立準(zhǔn)確率較高的分析模型，對其他產(chǎn)品開發(fā)導(dǎo)流罩提供了有力的技術(shù)支撐。