空氣動力學試驗臺的製作方法

2023-05-16 09:37:36 2

專利名稱：空氣動力學試驗臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種權利要求1前序部分的空氣動力學試驗臺。 空氣動力學試驗臺用於檢測空氣動力學特性，尤其是車輛的空氣動力學特性。一
般而言，設有一個風洞，所述風洞藉助鼓風機產生氣流，所述氣流通過整流器均勻平行地、少紊流地和低噪聲地導向空氣動力學試驗臺。 已知，提供可移動車道和車輪轉動對於模擬實際的道路行駛是有利的，因為底部的邊界層流以及移動車輪的環流和穿流都會影響作用在車輛上的力。為此，已知在車輛置於其上的車輪轉動機構(Raddreheinheiten)之間布置有連續的傳送帶，所述傳送帶以合適的速度運轉。 此外，由DE 102005040445A1以及DE 10338638A1已知一種移動的、模擬車道的傳送帶，所述傳送帶不僅在車輪轉動機構之間延伸，還延伸到車輪傳動機構外。車輛在側向通過定位裝置保持。車輛的車輪置於支承面上，所述支承面直接位於傳送帶下。在DE10338638A1中，示出的試驗臺包括一個固定底板，所述固定底板上置有在稱量臺上的整體機構形式的傳送帶。沿車輛縱向和車輛橫向方向上的力於稱量臺的支承處測量，而沿Z方向穿過傳送帶的力於車輛的支承面處測量。其優點在於，通過大面積的傳送帶，可以優化地模擬道路行駛。然而，在該裝置中，測量數據受到與傳送帶的空氣動力學相互作用的影響並且必須適當地校正。 本發明的目的在於，提供一種空氣動力學試驗臺，所述試驗臺能精確檢測作用在車輛上的力。 本發明的目的通過權利要求1的特徵實現。優選的實施方案由從屬權利要求給出。 根據本發明，空氣動力學試驗臺包括一個固定底板以及至少兩個用於支承車輛的支承裝置(Stiltzeinrichtimgen)。為了模擬道路行駛，設有至少一個相對於底板可移動的傳送帶機構(Bandeinheit)。該傳送帶機構以區段的形式由傳送帶段構成。本發明的核心於是在於，不是設置一個單個的大面積傳送帶，而是設置多個較小的可調節傳送帶段，共同組成傳送帶機構。所述支承裝置布置在傳送帶段之間。由此，通過車輛作用於支承裝置上的力可直接導至低置稱量儀(Unterflurwaage)。在這種情況下，不僅沿X和Y方向的力，而且沿Z方向的力，都可以直接測量。其優點在於，當傳送帶機構內有效的力接收表面保持儘可能小時，實際上僅測量車輛施加至支承裝置上的力。不包括作用在傳送帶段上的流動阻力。在傳送帶段上方的流動布局形態(Stroemungstopologie)對測量結果沒有影響。通過區段式劃分傳送帶，以及藉助於傳送帶段的可調節性，可實現適用於最多種車輛型號的可變傳送帶機構。 為了保持儘可能大的相互關聯的傳送帶表面，可以將傳送帶段分別布置在支承裝置的前面、後面或者支承裝置之間。單個傳送帶段鄰接越密，可越有利地影響邊界層流。
所述支承裝置中的至少一個可以設置成保持相對於另外的支承裝置可移動。由此，可自由選擇兩個支承裝置之間的間隔，從而能夠實現試驗臺的模塊化組裝。在本發明的一個優選實施方案中，總共設有四個支承裝置，從而在四輪車輛的情況下，為每個車輪提供可用的支承裝置。根據車輛的軸距或輪距，所述支承機構(Stiltzeinheiten)固定在一個低 置稱量儀上。可考慮的是，藉助該空氣動力學試驗臺，甚至可以測試兩輪或三輪形式的車 輛，因為所述支承裝置能相應地移動。 在兩個支承裝置之間延伸的傳送帶段的尺寸可根據所述兩個支承裝置之間的間 隔進行調節。如果能相應地加長或縮短所述傳送帶段，這是有利的。 另外，為了模擬車輪的穿流或環流，所述車輛不是靜止的，而是可在支承裝置上轉 動。為此，支承裝置可以製成車輪轉動裝置(Raddreheinrichtung)。 優選地，所述車輪轉動裝置由一個圍繞一個輥對(Rollenpaar)旋轉的皮帶形成。 所述傳送帶段可以包括一個圍繞支承輥旋轉的傳送皮帶，其中設有一個附加的轉
向機構。所述轉向機構使得所述傳送皮帶以足夠的摩擦接觸(Reibschluss)轉動支承輥。 為了獲得最高的靈活性，兩個支承輥之間的間隔是可調節的。移動支承裝置時，可
以通過擴大或縮小所述兩個支承輥的間隔來調節傳送帶的長度。所述附加的轉向機構就其
位置而言同樣是可變化的，以確保摩擦接觸，從而保持所述傳送皮帶處於預張緊的狀態。 本發明的其它有利實施方案將在下文中根據附圖詳細闡釋。附圖中

圖1示出了一個空氣動力學試驗臺從上方看的視圖， 圖2示出了根據圖1在沒有車輛情況下的視圖， 圖3示出了根據圖1中線III-III的斷面視圖， 圖4示出了該空氣動力學試驗臺的第二實施方案， 圖5示出了該空氣動力學試驗臺的第三實施方案， 圖6示出了根據圖3的車輪轉動機構的詳細圖示， 圖7示出了一種車輪轉動機構的第二實施方案，以及 圖8示出了一種車輪轉動機構的第三實施方案。 圖1和2從上方看的視圖以及圖3的側視圖示出了一種空氣動力學試驗臺1的第 一優選實施方案。在圖中沒有詳細示出的風洞(Windkanal)中，藉助一個噴管40產生氣流 A，所述氣流藉助於整流器均勻地、平行地、少紊流地、低噪聲地導向至空氣動力學試驗臺1。 流動走向藉助流線41示出。在試驗臺1的後部，氣流A通過一個集流器42再次輸送至噴管 40。該空氣動力學試驗臺1向下通過一個固定底板2界定。車輛3可置於支承裝置4上， 所述支承裝置製成車輪轉動裝置5、6、7和8。所述車輪轉動裝置5、6、7和8優選製成驅動 裝置，使得車輛的車輪能被驅動。或者，也可以考慮使得車輪轉動裝置適用於已啟動車輛3 的功率下降。 兩個並排放置的車輪轉動裝置5和6或者7和8彼此以輪距s間隔，而前後放置 的車輪轉動裝置5和7或者6和8彼此以車輛3的軸距r間隔。 在兩個前部車輪轉動裝置5和6前面，布置有一個第一傳送帶段9，其具有寬度B 和可調節的長度11。寬度B大於輪距s，使得傳送帶段9側向地延伸超出所述兩個車輪轉 動裝置5和6。 在兩個前部車輪轉動裝置5和6後面，布置有一個第二傳送帶段10，其覆蓋前部和 後部車輪轉動裝置之間的間隔。該第二傳送帶段10具有與第一傳送帶段9相同的寬度B， 同樣可調節的長度12根據軸距r進行選擇，在該實施例中長度12小於長度11。
第三傳送帶段11設置於車輪轉動裝置7和8後面。同樣其長度13可調節。根據在車輛3的正後部區域獲得的邊界層流(Grenzflaechenstroemung)的情況，長度13可保 持比所述兩個前部傳送帶段更長。第三傳送帶段的寬度B相應於所述前部傳送帶段9和10 的寬度。 影響底部區域中流動特性的傳送帶機構相應地由三個傳送帶段9、10和11形成， 其中，該傳送帶機構在其長度延伸線L中間隔有車輪轉動裝置5到8。 車輪轉動裝置5至8可一起置於一個共同的低置稱量儀50上。藉助於該低置稱量 儀50可吸收沿X、 Y和Z方向的作用力。低置稱量儀可用每個車輪轉動裝置下面的力接收 器替代，或者同時還使用每個車輪轉動裝置下面的力接收器，從而檢測每個作用力。由此， 同樣能夠檢測作用的力矩，如俯仰力矩(Nicksmoment)、偏轉力矩(Giersmoment)以及傾斜 力矩(Neig皿gsmoment)。 圖3中描述的根據圖1中線III-III的側視圖示出了傳送帶9、 10和11的布置。
傳送帶段9安裝有兩個支承輥12和13，圍繞所述支承輥傳送皮帶14按箭頭方向 B沿順時針方向運轉。此外，在所述傳送皮帶14包圍的周界內，設有一個轉向機構15。支 承輥12和13可按箭頭方向X彼此相向或遠離移動。該移動可以通過轉軸驅動、齒條傳動 或者通過液壓/氣動驅動實現。為確保用於傳送皮帶14的均勻運轉的充分的摩擦接觸，附 加的轉向機構15位置可改變。為此，該附加的轉向機構可以保持在垂直和/或水平導向可 移動。皮帶的鬆懈可例如通過按照箭頭方向Z移動轉向機構15而從傳送皮帶14上消除。 但是也可沿Z和X方向移動轉向機構15。由此，可變化地調節傳送帶段9的長度11。
傳送帶段10或11就其長度12或13而言正如傳送帶段9的長度般可調節。為清 楚起見，相同的構件以相同、但是加撇號的附圖標記表示。 車輪轉動裝置5或7由一個圍繞一個輥對16運轉的皮帶19構成，所述輥對包括 兩個輥17和18。圖3中車輪轉動裝置5的詳細圖示D放大地示於圖6。在鄰近輥對16的 兩側，插有楔形物30，由此車輪轉動裝置5與鄰接的傳送帶段9和10面齊平地連接。
根據圖7，提供了一種車輪轉動裝置5的替代性實施方案，其中在兩個傳送帶段9 和10之間僅布置有一個單獨的輥31。以附圖標記33示出置於該車輪轉動裝置5上的車輛 的車輪。 參照圖8，車輪轉動裝置5的第三種實施方案通過一個輥對32實現，而不使用旋轉 的傳送皮帶。 各車輪轉動裝置5或7可以相應於待檢測車輛的軸距r或者輪距s被定位。例如， 如果需要比圖3所示更大的軸距，那麼可以將車輪轉動裝置7向右移動到虛線位置。傳送 帶10的後部支承輥13'同樣向右移動，而轉向機構15'垂直地向上移動到虛線位置。由 此，加長了傳送帶10的長度12。 傳送帶段ll的長度L3以類似的方式縮短。為此，前部支承輥12"向右移動，同時 轉向機構15〃必須向下移動，從而拉緊傳送帶段11。 車輛的校準以及由此車輪轉動裝置5、6、7和8的定位可以在該空氣動力學試驗臺 的中心進行。這意味著，車輛中心定位在該空氣動力學試驗臺的中心。或者，可以通過車頭 和噴管之間的恆定間隔實現車輛的校準。其優點在於在該位置的氣流阻力是恆定的。理論 上，由此可以不需要前部支承裝置5和6的可移動性。 布置可能性方面大的差異提供了這樣的優點，即幾乎任意車輛都可以在該空氣動力學試驗臺中進行測試，並且儘管如此仍保留相互關聯的傳送帶機構。甚至也可考慮，將 並排放置的車輪轉動機構5和/或6或者7和/或8移動至中心，使得能藉助運轉的傳送 帶機構運行兩輪車輛——例如摩託車或者自行車。或者，在該應用情況下，可不使用一個前 部車輪轉動機構和一個後部車輪轉動機構，而兩個留下的車輪轉動機構沿縱向彼此對齊排 列。不言自明地，在該布置中，甚至可以通過運轉的傳送帶機構運行三輪車輛。
除了圖l-3示出的具有三個傳送帶段的變型之外，如圖4所示，或者還可替代地， 在車輪轉動機構5和6之間或者7和8之間，設置另一傳送帶段20和21。在輪距s擴大的 情況下，該傳送帶段20或21必須通過一個更寬的傳送帶段以可替換方式而保持，從而形成 相應的寬度。同樣，除了車輪轉動裝置5、6、7或8之外，還可以設置其他傳送帶段。
圖5示出了本發明的第三實施方案，其中，一個中間傳送帶22布置在車輪轉動機 構5、6或7和8之間。然後，在車輪轉動機構5和6前面，分別在中間傳送帶22的右邊和 左邊設有另外的傳送帶段23和24。藉助另外的傳送帶段25、26、27和28，傳送帶機構類似 地組裝在一起。 —個未示出的實施方案可為在車輪轉動機構相對於中間傳送帶段22的外側，分
別布置具有相同長度的傳送帶，使得三個傳送帶段設有相同的長度。前部車輪轉動裝置5
或6和後部車輪轉動裝置7或8之間的空開段可分別由一個傳動帶段封閉。 由上述實施例所示，藉助本發明的技術方案，能實現幾乎任意的傳送帶段布置。由
此能夠製造模塊化組裝的傳送帶機構。
權利要求
用於檢測作用於車輛(3)上的力的空氣動力學試驗臺(1)，包括-一個固定的底板(2)，-至少兩個支承裝置(4)用於支承車輛，以及-至少一個相對於底板(2)可移動的傳送帶機構，用於影響底部區域中的流動特性，其特徵在於，所述傳送帶機構以區段的形式由可調節的傳送帶段(9，10，11，20，21，22，23，24，25，26，27，28)構成。
2. 權利要求l所述的試驗臺，其特徵在於，至少一個所述傳送帶段(9，10，11，20，21， 22， 23， 24， 25， 26， 27， 28)在所述兩個支承裝置(4)之間延伸。
3. 權利要求1或2所述的試驗臺，其特徵在於，在流動方向看，有一個傳送帶段(9，10， 11， 20， 21， 22， 23， 24， 25， 26， 27， 28)在一個支承裝置(4)的前面和/或後面延伸。
4. 前述權利要求一個或多個所述的試驗臺，其特徵在於，至少一個支承裝置(4)以相 對於另一個支承裝置(4)可移動的方式保持。
5. 前述權利要求一個或多個所述的試驗臺，其特徵在於，所述在兩個支承裝置(4)之 間延伸的傳送帶段(9， 10， 11， 20， 21， 22， 23， 24， 25， 26， 27， 28)的尺寸(11， 12， 13)可相應於 兩個支承裝置(4)之間的間隔進行調節。
6. 前述權利要求一個或多個所述的試驗臺，其特徵在於，所述支承裝置(4)製成車輪 轉動裝置(5， 6， 7， 8)。
7. 權利要求6所述的試驗臺，其特徵在於，所述車輪轉動裝置(5， 6， 7， 8)通過一個圍繞一個輥對(16， 17)運轉的皮帶(19)形成。
8. 前述權利要求一個或多個所述的試驗臺，其特徵在於，所述傳送帶段(9， 10， 11， 20， 21， 22， 23， 24， 25， 26， 27， 28)包括一個圍繞支承輥(12， 12' ，12〃 ，13,13' ，13〃 )運轉的傳送皮帶(14，14' ，14〃 )，其中設有一個附加的轉向機 構(15， 15' ，15〃 )。
9. 前述權利要求一個或多個所述的試驗臺，其特徵在於，在兩個支承輥(12，12' ，12〃 ，13,13' ，13〃 )之間的間隔是可調節的，從而調節所述 傳送帶段(9， 10， 11， 20， 21， 22， 23， 24， 25， 26， 27， 28)的長度。
10. 根據權利要求8或9之一所述的試驗臺，其特徵在於，所述附加的轉向機構(15，15' ，15〃 )可根據支承輥(12，12' ，12"，13，13' ，13〃 ) 間隔改變其位置，從而保持傳送皮帶(14，14' ，14〃 )處於預張緊(Vorspa皿皿g)的狀態。
全文摘要
本發明涉及一種用於檢測作用在車輛上的力的空氣動力學試驗臺(1)，其包括一個固定底板(2)，至少兩個用於支承車輛的支承裝置(4)，以及至少一個相對於底板可運動的傳送帶機構，所述傳送帶機構用於影響底部區域中的流動特性。為了製造能夠儘可能精確地檢測作用在車輛上的力的空氣動力學試驗臺，提出，所述傳送帶機構以區段的形式由傳送帶段(9，10，11，20，21，22，23，24，25，26，27，28)構成。
文檔編號G01M17/007GK101720429SQ200880022996
公開日2010年6月2日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年3月18日
發明者G·埃斯特拉達 申請人:F.波爾希名譽工學博士公司