CN101403647A - 仿风洞气流发生装置和利用该装置的汽车气密性检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿风洞气流发生装置，用于测试汽车零部件产品密封性能对车内噪声的影响，它包括相互连接的第一级流速调节机构和主管道；所述第一级流速调节机构具有连接气源的第一输入接口和连接主管道的输出接口；所述主管道具有连接第一级流速调节机构的第二输入接口和带气流喷孔的第二级流速调节机构，主管道中设有流速检测装置。上述装置产生的气流具备风洞气流的绝大部分特征，以便于在没有风洞试验室的情况下仍然能够开展密封性能对汽车车内噪声影响的测试和评估，从而为下一步汽车NVH性能的测试评估提供依据，其结构简单、造价低、日常使用及维护费用少。此外本发明还公开了一种利用该仿风洞气流发生装置进行的汽车气密性检测方法。
Description
技术领域
本发明涉及汽车产品NVH测试技术领域，具体来说，涉及一种用于测试汽车门、窗、密封条、后视镜等零部件产品的密封性能对车内噪声影响的简易测试装置，以及一种利用该装置进行的汽车气密性检测方法。
背景技术
汽车的NVH特性是指Noise(噪声)，Vibration(振动)和Harshness(声振粗糙度)，由于以上三者在汽车等机械振动中是同时出现且密不可分，因此常把它们放在一起进行研究。简单地讲，乘员在汽车中的一切触觉和听觉感受都属于汽车NVH特性研究的范畴，此外，还包括汽车零部件由于振动引起的强度和寿命等问题。从NVH的观点来看，汽车是一个由激励源(发动机、变速器等)、振动传递器(由悬挂系统和连接件组成)和噪声发射器(车身)组成的系统。汽车传动系统NVH特性研究是以汽车传动系统作为研究对象的，是属于汽车整车NVH特性研究的子系统。目前的研究来看，汽车传动系统NVH特性研究主要是研究由发动机作为一个激励源产生的或汽车处于某种工况下的传动系统NVH特性。
汽车门、窗、密封条、后视镜等零部件产品的密封性能好坏，除了对汽车的防雨、防尘、保温性能有重要影响之外，还对汽车的NVH性能产生重要的影响，汽车高速行驶时(80km/h以上)，密封性能差的汽车车内噪声将明显增加，因此，高速状态下密封性能对汽车车内噪声影响的测试评估，是汽车NVH性能测试的一个重要的试验项目。
目前，汽车密封性能检测常用的方法主要有以下几种：
1、粉笔灰法：在门密封条表面均匀涂上粉笔灰，然后关门，通过检查密封条上粉笔灰压痕的深浅，来判断门密封条的密封性能。该方法仅限于门密封条的密封性能检测，其效果好坏取决于粉笔灰涂层的厚度与均匀程度，使用上比较麻烦，应用范围较窄。
2、胶泥法：在门框上均匀粘贴胶泥，通过检测关门时胶泥压痕的深浅来判断门密封条的密封性能。该方法也只是限于门密封条的密封性能检测，而且效果好坏取决于胶泥粘贴的厚度与均匀程度，使用上比较麻烦，应用范围较窄。
3、风洞气密性检测方法：这是评估门、窗、后视镜等的密封性能对汽车车内噪声影响的比较常用的方法，试验在风洞试验室内进行。利用风洞试验室的设备可以产生稳定的、不同大小的气流速度，吹向汽车，用于模拟汽车在不同行驶速度下的流过汽车车身的空气速度，用于开展汽车门、窗、密封条、后视镜等的密封性能检查、考察密封性能对汽车NVH性能的影响；利用风洞试验室，可以在任何天气条件下都能开展试验、测试结果能够真实反映实际行驶状态下的NVH性能。风洞试验室主要是利用大型风机来产生试验室内稳定速度的气流，通过调节风机的旋转速度来控制气流速度的大小。风洞试验室气流流场的技术特征主要包括：1)稳定的气流速度；2)气流速度大小可以在一定范围内调节；3)气流流场足以覆盖汽车的全部迎风面积。
利用开展风洞试验室密封性能对汽车车内噪声影响的测试评估，是国外各大型汽车厂比较常用的试验方案，但风洞试验室造价昂贵、一次性投资大、日常使用及维护费用都特别高，一般厂家都投资不起或不愿投资，从而影响了测试工作的开展。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种结构简单、造价低、日常使用及维护费用少的仿风洞气流发生装置，该装置产生的气流具备风洞气流的绝大部分特征，以便于在没有风洞试验室的情况下仍然能够开展密封性能对汽车车内噪声影响的测试和评估，并且测试结果真实可信，能够为下一步汽车NVH性能的测试评估提供依据。
本发明的另一个目的是提供一种利用上述仿风洞气流发生装置进行汽车气密性检测的方法。
为实现上述第一个目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种仿风洞气流发生装置，包括相互连接的第一级流速调节机构和主管道；所述第一级流速调节机构具有连接气源的第一输入接口和连接主管道的输出接口；所述主管道具有连接第一级流速调节机构的第二输入接口和带气流喷孔的第二级流速调节机构，该主管道中设有流速检测装置。
进一步地，所述第一级流速调节机构包括一流量调节阀。所述第二级流速调节机构为一扩张型喷嘴；较好地，该喷嘴呈喇叭口状，其上的气流喷孔设置有多个。
再进一步地，所述第一级流速调节机构与主管道之间通过过渡软管进行连接，过渡软管的长度最好在2米以上。
所述气源最好为恒定的高压气源。
本发明的仿风洞气流发生装置的工作原理是：利用外部恒定的高压气流作为试验用的稳定气流、以保证气流速度的稳定性；利用流量控制阀和扩张型喷嘴两级速度调节机构来调节气流喷孔处气流速度的大小。
利用上述仿风洞气流发生装置产生的气流流场具有一般风洞试验室的以下特征：1)气流速度稳定；2)气流速度大小可以在一定范围内调节；3)产生的气流流场能够覆盖车身的小范围局部区域，可以满足单个零部件试验的基本要求，通过改变装置在门、窗、后视镜等处的位置，能够实现对车身全部区域的密封性能对车内噪声影响的测试和评估。与一般的风洞试验室相比，本发明的仿风洞气流发生装置具有结构简单、造价低、日常使用及维护费用少等优点。
为实现上述第二个目的，本发明提供了一种利用上述仿风洞气流发生装置进行的汽车气密性检测方法，该方法包括以下步骤：a.在待检测的汽车内安装噪声测试装置；b.控制所述仿风洞气流发生装置产生第一速度的气流，并使该气流由所述汽车外部吹向其车身的检测部位，包括车门、车窗和后视镜等部位；c.所述噪声测试装置将车内的噪声数据实时反馈给检测人员，由检测人员根据噪声数据的变化情况判断密封情况并记录密封效果差的检测部位，例如，在该部位做标记等。
检测时，所述噪声测试装置将车内的噪声数据实时反馈给在车内观察的检测人员，在车内观察的检测人员再将噪声数据的变化情况反馈给车外的检测人员，然后由车外的检测人员记录密封效果差的部位。较好地，当检测某一检测部位时，如果所述噪声数据的变化量达到2dB以上，则判定该检测部位为密封效果差的部位。为了提高检测的准确度，对于判定为密封效果差的部位需重复验证和确认。
进一步地，还可控制所述仿风洞气流发生装置产生第二速度的气流，并使该气流由所述汽车外部吹向其车身的检测部位；所述噪声测试装置将车内的噪声数据实时反馈给检测人员，由检测人员根据噪声数据的变化情况判断密封情况并记录密封效果差的检测部位。
本发明的汽车气密性检测方法与现有技术的粉笔灰法和胶泥法相比，不再局限于对车密封条的密封性能检测，而是可以对汽车车身的各部位进行密封性能的检测，应用范围广，而且使用方便，检测效果理想。而与风洞气密性检测方法相比，其实施成本大为减低，而且应用上更为灵活方便，有利于汽车密封性检测工作的开展。
以下结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的一种优选实施方式的结构示意图。
图中：1、第一级流速调节机构；2、主管道；3、过渡软管；4、流速表；11、第一输入接口；12、输出接口；13、调节阀；21、第二输入接口；22、喷嘴。
具体实施方式
如图1所示，该仿风洞气流发生装置包括一个第一级流速调节机构1和一个主管道2，第一级流速调节机构1与主管道2之间通过过渡软管3进行连接。第一级流速调节机构1具有第一输入接口11、输出接口12以及由一个可控制阀体开度来控制流量的调节阀13，其中第一输入接口与外部高压气体连接，通过调节阀13控制气体流量，从而实现对气流速度大小的调节。在实际使用过程中，可将第一输入接口11与试验车间内的高压气体管道(未示出)连接，利用高压气体管道内的高压气体作为机构工作的气体来源；该高压气体由于来源充足，在实际使用过程中，可以将其视为恒定的、不随时间变化的高压压力源，这就保证了通过第一级流速调节机构1的气流速度的稳定性。
所述主管道2具有一个第二输入接口21和一个扩张型喷嘴22，其中第二输入接口21通过一根长度在2米以上的过渡软管3与第一级流速调节机构1的输出接口12连接，以保证进入主管道2中的气流均匀且速度稳定。主管道2中还设有气体流速检测装置，用于测量通过流量控制阀进入主管道2中的气体流速，该气体流速检测装置通过一流速表4将流速信息进行显示。扩张型喷嘴22构成第二级流速调节机构，它呈喇叭口状，其上设置有多个气流喷孔。经过第一级流速调节机构1调节的气体，经过过渡软管3以后进入主管道2，形成流速稳定的气流，再通过扩张型的喷嘴22后，变为速度更大、压力更高的气流，并通过喷嘴22上的多个气流喷孔喷出。
经过喷嘴22的第二级速度调节以后，从气流喷孔喷出的气流速度与气体流速检测装置测得的主管道2中的气流速度的关系如下：
V2＝V1*S1/S2
其中：V2----由气流喷孔喷出的气流速度，该速度为测试用的气流速度；
S2----气流喷孔的截面积之和，该数据可以测量得到；
V1----主管道中部的气流速度，该速度数据由气体流速检测装置测得；
S1----主管道中部的截面积，该数据可以测量得到；
一般说来，主管道的截面积大于喷嘴气流喷孔的截面积之和，即S1/S2＞1，这样经过喷嘴的第二级速度调节后，由气流喷孔喷出的气流速度V2大于主管道中部的气流速度V1。
实际使用中，可根据试验要求对流量控制阀的阀体开度以及S1/S2值的大小进行调整，以获得所需的气流喷孔处的气流速度；另外喷嘴的截面尺寸(高×宽)数据，尤其是宽度数据决定了流场作用范围的大小，可以制作若干个不同的规格型号，以适应对不同零部件的测试需要，使应用范围更广。
上述仿风洞气流发生装置的工作原理是：利用外部恒定不变的高压气流作为试验用的气流，以保证气流速度的稳定性；利用流量控制阀和扩张型喷嘴两级速度调节机构来产生试验用的稳定气流以及调节喷嘴气流喷孔处的气流速度的大小。利用该装置产生的气流流场具有一般风洞试验室的以下特征：1)气流速度稳定；2)气流速度大小可以在一定范围内调节；3)产生的流场能够覆盖车身的小范围局部区域，可以满足单个零部件试验的基本要求，通过改变装置在门、窗、后视镜等处位置，能够实现对车身全部区域的密封性能对车内噪声影响的测试和评估。
利用上述仿风洞气流发生装置对汽车进行气密性检测的方法包括以下步骤：
1)试验前的准备工作：检测人员在车内将一个噪声测试装置安装在一个固定的位置，该噪声测试装置的作用是测试并显示气流流过车身不同部位时的车内噪声；另一位检测人员在车外准备好仿风洞气流发生装置，开始试验测试。
2)车外的检测人员操作仿风洞气流发生装置，使其产生试验规定的第一种速度的气流，并将气流吹向汽车车身，同时缓慢地将仿风洞气流发生装置的喷嘴沿车身上的车门、车窗、后视镜等检测部位移动，使上述气流分别吹向这些检测部位。与此同时，车内的检测人员随时要注意观察噪声测试装置上的数据变化情况，当数据发生明显变化时，例如变化量在2dB以上时，可以认为该时刻所检测的部位密封效果差，需要改进；同时通知车外的检测人员在相应的部位做好标记。为了提高检测的准确度，对于判定为密封效果差的部位需重复多次进行验证和确认。
3)调节仿风洞气流发生装置的气流速度到试验规定的第二种速度，重复以上过程，并做好试验记录、位置标记，并拍照片留底。
4)将测试结果整理后，通报给相关的汽车设计人员，作为下一步汽车NVH性能改进的参考依据。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，在不脱离本发明构思的前提下，所作的简单改进或替换均属于本发明的保护范围。
Claims (15)
1、一种仿风洞气流发生装置，其特征在于：包括相互连接的第一级流速调节机构(1)和主管道(2)；所述第一级流速调节机构(1)具有连接气源的第一输入接口(11)和连接主管道(2)的输出接口(12)；所述主管道(2)具有连接第一级流速调节机构(1)的第二输入接口(21)和带气流喷孔的第二级流速调节机构，该主管道(2)中设有流速检测装置。
2、根据权利要求1所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述第一级流速调节机构(1)包括一流量调节阀。
3、根据权利要求1所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述第二级流速调节机构为一扩张型喷嘴(22)。
4、根据权利要求3所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述喷嘴(22)呈喇叭口状。
5、根据权利要求4所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述喷嘴(22)上气流喷孔有多个。
6、根据权利要求1至5任一项所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述第一级流速调节机构(1)与主管道(2)之间通过过渡连接管(3)进行连接。
7、根据权利要求6所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述连接管为软管。
8、根据权利要求7所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述软管的长度为2米以上。
9、根据权利要求1至5任一项所述的仿风洞气流发生装置，其特征在于：所述气源为恒定的高压气源。
10、一种利用如权利要求1所述仿风洞气流发生装置进行的汽车气密性检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a.在待检测的汽车内安装噪声测试装置；
b.控制所述仿风洞气流发生装置产生第一速度的气流，并使该气流由所述汽车外部吹向其车身的检测部位；
c.所述噪声测试装置将车内的噪声数据实时反馈给检测人员，由检测人员根据噪声数据的变化情况判断密封情况并记录密封效果差的检测部位。
11、根据权利要求10所述的汽车气密性检测方法，其特征在于：检测时，所述噪声测试装置将车内的噪声数据实时反馈给在车内观察的检测人员，在车内观察的检测人员再将噪声数据的变化情况反馈给车外的检测人员，然后由车外的检测人员记录密封效果差的部位。
12、根据权利要求11所述的汽车气密性检测方法，其特征在于：当检测某一检测部位时，如果所述噪声数据的变化量达到2dBA以上，则判定该检测部位为密封效果差的部位。
13、根据权利要求12所述的汽车气密性检测方法，其特征在于：对于判定为密封效果差的部位进行重复验证和确认。
14、根据权利要求13所述的汽车气密性检测方法，其特征在于：记录密封效果差的部位的方法为在该部位做标记。
15、根据权利要求10所述的汽车气密性检测方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：控制所述仿风洞气流发生装置产生第二速度的气流，并使该气流由所述汽车外部吹向其车身的检测部位；所述噪声测试装置将车内的噪声数据实时反馈给检测人员，由检测人员根据噪声数据的变化情况判断密封情况并记录密封效果差的检测部位。
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