一、工作简况
1.1 任务来源
《汽车正投影面积测量方法》团体标准是由中国汽车工程学会批准立项。文件号中汽学函【2020】02号,任务号为2020-02。本标准由中国汽车工程学会汽车空气动力学分会提出,中国汽车工程研究院股份有限公司、同济大学、吉林大学、中国汽车技术研究中心有限公司起草。(注:单位用全称)
1.2编制背景与目标
汽车的风阻系数C D 直接影响到传统汽车的燃油经济性和新能源汽车的续航能力,是体现汽车气动性能优秀与否的重要指标之一,风阻系数的准确评价极为重要。汽车正投影面积A 的测量则是风阻系数C D 测试的重要环节,测试结果直接影响C D 的准确程度,如下式:
212D
D F C U A ρ=,
其中F D 为空气阻力,ρ为空气密度,U 为气流速度。
因此,为了准确获得C D ,必须首先对正投影面积A 进行精确测量。但由于汽车外造型以及具体工况的复杂性,测量极易产生误差;且目前发展比较成熟的几种测试方法又各有优缺点,这就使得各大主机厂或研究单位在进行正投影面积测量时难于统一化、规范化,从而对风阻系数C D 的准确评估带来负面影响。
本标准将对正投影面积测试时车辆的具体工况、测试方法以及数据处理和展现形式等进行约定,使得正投影面积的测量统一化、规范化,有助于后续风阻系数C D 的准确评估,以及不同车辆之间的横向对标,对于整个汽车行业气动性能统一化评价上具有一定推进作用。
1.3主要工作过程
概述标准从制修订过程中的重要事项,包括会议、征求意见及处理、重要试验、重要事项说明等。
本标准于2019年9月开始标准学习;2019年10月申报立项,2020年1月7日正式获批立项,2020年3月到2020年6月份进行了标准相关的试验操作工作;
2020年7月至12月进行了标准编写工作;2021年1月份至7月份对标准进行了修改及讨论,形成了征集意见稿。预计2021年11月底之前完成标准的公布工作。
重要节点介绍:2019年10月25日在上海召开了《汽车正投影面积测量方法》的立项会,会议上由中国
汽车工程研究院股份有限公司王庆洋对本标准的任务来源、技术内容等进行了简要介绍,并初步确定了标准起草组成员。中国汽车工程学会汽车空气动力学分会标准组专家一致认同研制本标准的重要性,并于2020年1月7日正式获批立项。
2020年9月3日,在2020年中国汽车工程学会汽车空气动力学分会学术年会上对本标准研制情况进行了介绍,并在行业内进行了充分的讨论。
2021年8月,形成了征求意见稿并公开征求意见,起草组根据反馈意见进行
修改,计划9月初形成标准送审稿。计划2021年9月3日,在重庆召开标准审查会。
二、标准编制原则和主要内容
2.1标准制定原则
通过调研和比较国内外对于汽车正投影面积测量方法的文献,发现目前并无独立的相关国际标准或国外先进标准。但在其他的SAE标准和技术文献中均有对汽车的正投影面积测试方法进行介绍或技术阐述,如SAE J2084-201604中对正投影面积的测试方法进行了简单介绍,以及SAE Paper 1987对正投影面积测试技术进行了详细介绍。在充分总结和比较现有国内外常用测试汽车正投影面积方法的基础上,参考了SAE J2084-201604,SAE Paper 1987等文献,研制了本标准《汽车正投影面积测量方法》
。本标准的关键技术问题为不同汽车正投影面积测量方法的具体测量条件、测量流程以及测量结果和展现形式的统一性,测量结果的准确性和可对比性。在标准编制过程中,开展了相关理论、测量方法以及现有标准等的资料查阅,同时对行业相关单位进行测试经验和技术条件的意见调研,完成了现有正投影面积测量方法的重复性验证分析,对照相法、二维激光投射法、三维扫描法中的车辆基本要求、测量方法、结果评估分析要求、测量报告内容和格式进行了统一约定。
2.1.1通用性原则
本标准针对正投影面积测量所需的车辆状态、测试装备及仪器提出要求,推荐车辆正投影面积测量的标准工况以及测试方法和流程,给出测试数据有效性的评价汽车cd
方法,约定的测量方法涵盖了现有常用的正投影面积测试方法,且本标准阐述的方法适用于实车整车,即七座(含七座)以下乘用车及轻型皮卡,也适用于对应尺寸的模型车辆(油泥模型、硬质模型等),通用性高。
2.1.2指导性原则
本标准将对正投影面积测试时车辆的具体工况、测试方法以及数据处理和展现形式等进行约定,使得正投影面积的测量统一化、规范化,有助于后续风阻系数C D 的准确评估,以及不同车辆之间的横向对标,对于整个汽车行业气动性能统一化评价上具有一定推进作用。
根据本标准推荐方法所获取的汽车正投影面积测量结果,可作为汽车风阻系数(C D)的计算依据。
2.1.3协调性原则
本标准提出的方法与目前常用的方法协调统一,具有一致性。
2.1.4兼容性原则
本标准提出的方法充分考虑了正投影面积测试的可实施性,以及测试车辆的丰富性,具有普遍适用性。
2.2 标准主要技术内容
本标准总共分为7个部分,主要技术内容包括:明确本标准所引用的其他国外标准和技术文档,对本标准出现的术语及符号给予定义,对轮眉高度、胎压以及配重等车辆基本状态,对不同的正投影面积测量方法,评估测量结果评估与分析标准要求,测量报告的内容和格式进行约定。正文具体结构包括:范围;规范性引用文件;术语和定义;车辆的基本要求;正投影面积测量方法;测量数据评估与分析;测量报告。
2.3关键技术问题说明
本标准研制过程中,针对同一车辆,对常用汽车正投影面积测试方法进行了比较和分析。具体内容如下:
(1)测试车型
以同一辆轿车以及SUV 分别用照相法、二维激光投射法、三维扫描法进行汽车正投影面积的测量。
(2) 测试结果对比
图1 三种不同测试方法结果比较
根据汽车风阻系数计算公式2/(0.5)D C F U A ρ=⨯⨯,正投影面积A 为无关量,与其他量不相关。因此可以通过替换不同正投影面积测量方法得到的数值来比较不同测量方法对于D C 值的影响。假定轿车C D = 0.312,SUV 的C D = 0.387,以二维激光投射法为基准,比较结果如表1所示。可以发现三维扫描法与二维激光投射法差异较小,由于照相法人为影响因素较大,对测试的D C 值影响大。
表1 不同测试方法对D C 值的影响
2.4标准主要内容的论据
在标准编制过程中,开展了相关理论、测量方法以及现有标准等的资料查阅,同时对行业相关单位进行测试经验和技术条件的意见调研,完成了现有正投影面积测量方法的重复性验证分析,对照相法、二维激光投射法、三维扫描法中的车辆基本要求、测量方法、结果评估分析要求、测量报告内容和格式进行了统一约定。
2.5标准工作基础
编写组主要起草单位中国汽车工程研究院股份有限公司和中国汽车技术研究中心具备三维扫描法测试汽车正投影面积的能力,且进行了大量的研究工作;同济大学具备二维激光投射法测试汽车正投影面
积的能力,并已经为行业服务10年以上;吉林大学在照相法测试汽车正投影面积方面具备丰富的经验和研究基础,相应的研究成果在行业内得到应用。研制单位均有相关工作经验且已经在行业内得到应用,因此本标准具有较好的研制基础,以及一定的先进性、通用性、科学性和可操作性。
三、主要试验(或验证)情况分析
本标准约定了(不限于)测试正投影面积测试的常用三种方法:照相法、二维激光投射法和三维扫描法。在具体的验证测试方面,结合适用性和可行性,要求对已知正投影面积的标准模型测试结果偏差小于0.5%;且实际车辆的测试重复性偏差应小于0.3%。以上的精度和重复性要求,可以较好的保证获得准确的汽车正投影面积数值。
四、标准中涉及专利的情况
无
五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况
本标准的发布,将对正投影面积测量时车辆的具体工况、测量方法以及数据处理和展现形式等进行约定,使得正投影面积的测量统一化、规范化,有助于后续风阻系数C D的准确评估,以及提升不同车辆之间横向对标的精度,对于整个汽车行业气动性能统一化评价上具有一定推进作用。该标准的出现,
统一了汽车正投影面积
发布评论