一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统

本发明涉及风洞试验领域，特别是一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统。

背景技术：

1、整个汽车行业都在朝着降低二氧化碳排放和提高能源效率的方向发展，特别是对于更高的驾驶速度，这可以通过最小化空气动力阻力来实现。此外，空气动力下压力对于维持甚至提高车辆的操纵性能是至关重要的。为了在风洞试验中优化车辆的气动效率，必须正确模拟车辆在道路上行驶的边界条件。

2、风洞试验是飞行器或汽车在研制工作中的一个不可缺少的组成部分。这种试验方法，流动条件容易控制。试验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得试验数据。但是，真实飞行或行驶时，静止大气是无边界的，因为实际中是车在跑，而风不动，所以风不会在地面上形成边界层。而在风洞中，气流是有边界的，边界的存在使风洞流场有别于真实飞行的流场，主要的边界是风在接近地面形成的边界层。这种边界效应将导致试验对象的空气动力学参数得不到准确的测量。因此，在风洞试验中试验段的地面往往是需要移动起来的。目前的方法是在风洞中使用回转运动的移动带来模拟移动路面，但是现有的试验系统不便于对移动带进行快速拆卸更换。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，便于对移动带进行快速拆卸更换。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：

3、一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，包括用于承载试验汽车的上转台面，及设置在上转台面中心的中心带机构，及分别设置在中心带机构两侧用于对车轮传动的两个车轮驱动带机构，所述中心带机构包括框架基体，及分别转动在框架基体两端的主动辊和从动辊，及套设在主动辊和从动辊上的中心带，及用于对中心带进行快速更换的换带机构，及用于对试验汽车进行控制举升的举升单元，及用于对系统进行控制的主控单元。

4、所述车轮驱动带机构与中心带机构的结构相同。

5、所述换带机构包括操纵口、夹持架和电动缸，所述框架基体侧向贯穿设有多个操纵口，夹持架能够插入多个操纵口内，框架基体的四角处均安装有电动缸，四个电动缸用于将框架基体升起。

6、所述中心带机构还包括吸浮冷却单元，所述吸浮冷却单元包括真空预压空气轴承模组、高压模组、负压模组、跳动位移传感器模组、温度传感器模组，真空预压空气轴承模组包括多个真空预压空气轴承，多个真空预压空气轴承均匀安装在框架基体的上端且位于中心带工作面的下方，每个真空预压空气轴承均与高压模组和负压模组连接，跳动位移传感器模组安装在框架基体上，用于判断中心带的位置变化，温度传感器模组由四个温度传感器组成，综合监测中心带的温度。

7、所述中心带机构还包括主动辊轴承座、主动辊轴承座调整块、驱动伺服电机和减速器，主动辊的两端均转动连接有主动辊轴承座，两个主动辊轴承座均通过螺栓固定在框架基体上，两个主动辊轴承座调整块均固定在框架基体上，驱动伺服电机固定在框架基体内，驱动伺服电机通过减速器传动主动辊转动。

8、所述框架基体靠近主动辊端固定有速度传感器支架，速度传感器支架上固定有速度传感器，用于实时监测中心带的速度。

9、所述中心带机构还包括分别安装在从动辊两端的两个张紧纠偏单元，用于控制中心带张紧程度及对中心带进行纠偏。每个所述张紧纠偏单元均包括光电开关、偏移传感器、偏移传感器支架、液压缸、从动辊轴承座和轴承座滑动导轨，从动辊轴承座转动在从动辊的端头处，从动辊轴承座滑动在轴承座滑动导轨上，轴承座滑动导轨固定在框架基体上，液压缸固定在从动辊轴承座与框架基体之间，偏移传感器支架安装在从动辊轴承座上，偏移传感器安装在偏移传感器支架上，光电开关安装在框架基体上。

10、还包括天平机构，所述天平机构包括用于支撑上转台面的上天平组件，及周向均匀固定在上天平组件下端面的多个测力传感器，及固定在多个测力传感器下方的下天平组件。

11、还包括地板转台机构，地板转台机构包括下转台单元、上转台轨道、上转台滑块、上转台支撑、环形齿条、转台驱动液压马达，多个上转台滑块固定在上转台面的下端，并与上转台轨道配合，上转台轨道安装在上转台支撑上，上转台支撑安装在地面上，所述下转台单元包括下转台基座、下转台轨道、多个下转台滑块和下转台连接件，下转台基座安装在地面上，下转台轨道安装在下转台基座上，多个下转台滑块安装在下转台连接件上，并与下转台轨道配合，下转台连接件与下天平组件通过螺栓相连；环形齿条安装在下转台连接件上，转台驱动齿轮与转台驱动液压马达配合，转台驱动液压马达固定在地面上。

12、所述举升单元包括举升单元锁紧机构、举升单元伸长位移传感器、伸长液压缸、举升液压缸、举升单元旋转电机、外齿轮、举升单元转盘轴承、举升单元驱动外齿轮和举升单元旋转电机支座，所述外齿轮通过举升单元转盘轴承转动在上天平组件上，举升液压缸固定在外齿轮上，伸长液压缸横向固定在举升液压缸的上端，举升单元锁紧机构固定在举升液压缸的伸缩端，举升单元伸长位移传感器固定在伸长液压缸上，举升单元旋转电机通过举升单元旋转电机支座固定在上天平组件上，举升单元旋转电机通过举升单元驱动外齿轮传动举升单元转盘轴承转动。

技术特征：

1.一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：包括用于承载试验汽车(2)的上转台面(1)，及设置在上转台面(1)中心的中心带机构(3)，及分别设置在中心带机构(3)两侧用于对车轮传动的两个车轮驱动带机构(4)，所述中心带机构(3)包括框架基体(13)，及分别转动在框架基体(13)两端的主动辊(15)和从动辊(26)，及套设在主动辊(15)和从动辊(26)上的中心带(11)，及用于对中心带(11)进行快速更换的换带机构，及用于对试验汽车(2)进行控制举升的举升单元(6)，及用于对系统进行控制的主控单元。

2.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述车轮驱动带机构(4)与中心带机构(3)的结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述换带机构包括操纵口(36)、夹持架(37)和电动缸(38)，所述框架基体(13)侧向贯穿设有多个操纵口(36)，夹持架(37)能够插入多个操纵口(36)内，框架基体(13)的四角处均安装有电动缸(38)，四个电动缸(38)用于将框架基体(13)升起。

4.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述中心带机构(3)还包括吸浮冷却单元(12)，所述吸浮冷却单元(12)包括真空预压空气轴承模组、高压模组、负压模组、跳动位移传感器模组、温度传感器模组，真空预压空气轴承模组包括多个真空预压空气轴承，多个真空预压空气轴承均匀安装在框架基体(13)的上端且位于中心带(11)工作面的下方，每个真空预压空气轴承均与高压模组和负压模组连接，跳动位移传感器模组安装在框架基体(13)上，用于判断中心带(11)的位置变化，温度传感器模组由四个温度传感器组成，综合监测中心带(11)的温度。

5.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述中心带机构(3)还包括主动辊轴承座(16)、主动辊轴承座调整块(18)、驱动伺服电机(24)和减速器(25)，主动辊(15)的两端均转动连接有主动辊轴承座(16)，两个主动辊轴承座(16)均通过螺栓固定在框架基体(13)上，两个主动辊轴承座调整块(18)均固定在框架基体(13)上，驱动伺服电机(24)固定在框架基体(13)内，驱动伺服电机(24)通过减速器(25)传动主动辊(15)转动。

6.根据权利要求4所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述框架基体(13)靠近主动辊(15)端固定有速度传感器支架(23)，速度传感器支架(23)上固定有速度传感器(22)，用于实时监测中心带(11)的速度。

7.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述中心带机构(3)还包括分别安装在从动辊(26)两端的两个张紧纠偏单元(14)，用于控制中心带(11)张紧程度及对中心带(11)进行纠偏。每个所述张紧纠偏单元(14)均包括光电开关(27)、偏移传感器(28)、偏移传感器支架(29)、液压缸(30)、从动辊轴承座(31)和轴承座滑动导轨(32)，从动辊轴承座(31)转动在从动辊(26)的端头处，从动辊轴承座(31)滑动在轴承座滑动导轨(32)上，轴承座滑动导轨(32)固定在框架基体(13)上，液压缸(30)固定在从动辊轴承座(31)与框架基体(13)之间，偏移传感器支架(29)安装在从动辊轴承座(31)上，偏移传感器(28)安装在偏移传感器支架(29)上，光电开关(27)安装在框架基体(13)上。

8.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：还包括天平机构，所述天平机构包括用于支撑上转台面(1)的上天平组件(7)，及周向均匀固定在上天平组件(7)下端面的多个测力传感器(8)，及固定在多个测力传感器(8)下方的下天平组件(9)。

9.根据权利要求8所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：还包括地板转台机构，地板转台机构包括下转台单元(10)、上转台轨道(33)、上转台滑块(34)、上转台支撑(35)、环形齿条(52)、转台驱动液压马达(53)，多个上转台滑块(34)固定在上转台面(1)的下端，并与上转台轨道(33)配合，上转台轨道(33)安装在上转台支撑(35)上，上转台支撑(35)安装在地面上，所述下转台单元(10)包括下转台基座、下转台轨道、多个下转台滑块和下转台连接件，下转台基座安装在地面上，下转台轨道安装在下转台基座上，多个下转台滑块安装在下转台连接件上，并与下转台轨道配合，下转台连接件与下天平组件(9)通过螺栓相连；环形齿条(52)安装在下转台连接件上，转台驱动齿轮与转台驱动液压马达(53)配合，转台驱动液压马达(53)固定在地面上。

10.根据权利要求1所述的一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，其特征在于：所述举升单元(6)包括举升单元锁紧机构(43)、举升单元伸长位移传感器(44)、伸长液压缸(45)、举升液压缸(46)、举升单元旋转电机(47)、外齿轮(48)、举升单元转盘轴承(49)、举升单元驱动外齿轮(50)和举升单元旋转电机支座(51)，所述外齿轮(48)通过举升单元转盘轴承(49)转动在上天平组件(7)上，举升液压缸(46)固定在外齿轮(48)上，伸长液压缸(45)横向固定在举升液压缸(46)的上端，举升单元锁紧机构(43)固定在举升液压缸(46)的伸缩端，举升单元伸长位移传感器(44)固定在伸长液压缸(45)上，举升单元旋转电机(47)通过举升单元旋转电机支座(51)固定在上天平组件(7)上，举升单元旋转电机(47)通过举升单元驱动外齿轮(50)传动举升单元转盘轴承(49)转动。

技术总结
本发明涉及风洞试验领域，特别是一种可快速拆卸的乘用车风洞试验系统，包括用于承载试验汽车的上转台面，及设置在上转台面中心的中心带机构，及分别设置在中心带机构两侧用于对车轮传动的两个车轮驱动带机构，所述中心带机构包括框架基体，及分别转动在框架基体两端的主动辊和从动辊，及套设在主动辊和从动辊上的中心带，及用于对中心带进行快速更换的换带机构，及用于对试验汽车进行控制举升的举升单元。所述换带机构包括操纵口、夹持架和电动缸，所述框架基体侧向贯穿设有多个操纵口，夹持架能够插入多个操纵口内，框架基体的四角处均安装有电动缸，四个电动缸用于将框架基体升起。本发明便于对移动带进行快速拆卸更换。

技术研发人员：李隆球,周德开,张广玉,乔健鑫,刘军民,李朋春
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17