当人们谈到F1锦标赛、NASCAR(美国纳斯卡车赛,美国收视率最高的体育赛事)、印地方程式赛(IndyCar)的时候,往往大部分关注点都在赛道上呼啸而过的超级赛车上。这些赛车在专业赛道上的平均时速超过300公里每小时,即使在转弯时速都可能达到240公里每小时,任何微小的空气动力学上设计的微小变化都可以导致赛车赢得比赛或者提前退场。实际上,即使对消费车型,空气动力学上的设计也非常重要,因为更好的燃油效率、更高的安全性能意味着更高的市场竞争力。
MTS的滚动测试系统(RollingRoadSystem)使用了可控装置模拟了这种高强度环境,从而使汽车制造商或者赛事参与团体能够得到可用的实时数据来优化车辆设计。优化汽车设计的目的就是减少阻力、降低噪音、提高侧风稳定性。对于赛车运动,减少空气动力阻力、提高下压力的研究一般需要使用了一个移动的传动带,同时配合高保真和高重复性测量。随着乘用车技术的发展,今天对高燃油效率和低排放率要求不断提高,同时也是为了降低噪音,空气动力学家也需要利用一个移动传送带模拟装置来优化车辆的底盘和车轮设计。
MTS的滚动测试系统会被放在一个风洞里面。类似于跑步机原理,滚动测试系统主要组成部分是厚度只有1毫米的不锈钢带。这个不锈钢带在一个高压空气轴承上转动。通过这个转动的不锈钢传动带和风洞内的超大功率风扇来模拟出时速高达200英里(322公里)的环境。受测试车辆模型被放置在风洞中,类似使用在飞机飞行模拟器上的支撑杆的结构被安装在受测试车辆模型位置的正上方,用来模拟赛道上车辆的姿态和转动角度。MTS滚动测试系统对于车辆研发者来说是一个有用的工具,可以把车辆结构微小变化翻译成可量化的性能优势。测试系统提供了一个完全可控的环境,可以使车辆在上赛道前得到有效的测试。
MTS滚动测试系统包含了六项国际专利,利用了先进的软件技术实现高精度高可靠性的汽车性能测试,通过高度的控制和数据获得能力,从而对赛车的性能进行深度测试。对于低离地间隙的比赛车辆来说,如果没有固定地面风洞的共有条件的测试,其测试数据是不完整的。
MTS传感器部门研发生产的R系列线性位移传感器被安装在MTS模型移动系统(ModelMotionSystem)中心的顶部结构中,用来检测和控制钢带上受测试赛车的姿态。这六只R系列传感器为模型移动系统提供线性化的、精确的、可靠的位置数据回馈,是模型移动系统中的关键部件。在MTS传感器的帮助下,高速达到180迈的钢带上被测车辆小到1.5毫米的姿态变化都能被实时检测到。
另外,系统需要测试车辆的上升、阻力和侧向的位置微小变化。这些数据对于监测车辆在紧要关头的性能特别重要,可以用来优化设计从而显著调整车辆四轮的下压力分配比率。用于MTS模型移动系统中的R系列线性位移传感器有助于精确控制风洞中的车辆或者模型的姿态。在传感器帮助下,模型移动系统可以精确控制车辆的移动,垂直方向上精度可以达到±40微米,重复误差小于6微米。
还有一个MTS的R系列传感器被安装在钢带的下面,用来控制和检测路面的转动角度,实时改变击打到车辆上的风力的方向。这个传感器是R系列传感器中带柔性传感部件的RF传感器。相对于传统的带无间隙齿轮装置的旋转传感器来说,柔性的RF传感器更容易安装、维护和使用,从而降低了整个系统的维护工作量。
MTS滚动测试系统被广泛应用于F1、NASCAR等赛车运动中,在很多国家已经是新车型开发过程中的必要流程。2016年7月,MTS的滚动测试系统在中国售出了第一套。用户是中国汽车工程研究院有限公司设在重庆的汽车风洞试验中心。有了这套系统,中国汽车工程研究院的技术人员就能够对新设计车型进行全面测试,包括车辆和路面之间的气流状况,以及旋转中车轮对空气动力学状况的影响,从而更好优化新车型的外形,生产出阻力低、燃油效率高、低排放和噪音的新车型。
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