某中型卡車導流罩風阻優化研究開發

陸海平

摘 要：降低整車風阻是一個不斷提升能效要求與整車動力舒適性的平衡，導流罩是影響商用車的高速風阻的重要關鍵點，傳統導流罩必須通過自身結構創新或新技術運用來滿足更高的駕乘需求。本文以一種中型卡車為實例，詳細講解了導流罩總成的選型、設計參數的匹配過程。在以現有廂式貨箱配備的導流罩為依據，開發導流罩總成設計過后，充分分析導流罩外形、結構對整車風阻影響，對其他產品開發導流罩提供技術支撐。

關鍵詞：中型卡車;導流罩;風阻;匹配設計

0 引言

隨著國家節能降耗的總體要求，商用車的油耗標準越來越嚴格，對于重型車來說既要滿足GB 30510-2018的要求，又要滿足JT 719-2016的限值要求，在JT 719-2016標準中提高了60-80km/h加速油耗的加權占比，而高速油耗受整車風阻影響最大。

對現有主要車輛整車阻力、經濟性進行測試，修正CAE仿真模型，設計多種造型導流罩，先使用CAE分析整車流場仿真，制作快件，將不同造型導流罩裝載試驗車進行試驗，分析不同造型下整車實際流阻、動力性、經濟性差別，并修正CAE仿真模型。

1 技術方案

市場上匹配高廂式貨箱，在X向、Y向和Z向超出導流罩太多，迎風面積大，導致整車風阻過大，高速油耗高，通常情況下貨箱的Z向尺寸對風阻貢獻最大，導流罩加高，可以有效減小整車的風阻系數，提升燃油經濟性，使用原型導流罩、1號導流罩、2號導流罩三種導流罩進行優化計算以及試驗驗證，研究導流罩造型與油耗關系。開發初期采用CAE仿真分析三種導流罩風阻趨勢及對整車阻力影響，仿真數據速度云圖越亂空氣阻力越大，基本型導流罩區域周邊速度云圖雜亂有多處亂流，基本型配1號導流罩亂流較少，在導流罩與貨箱前端也存在較多亂流及負壓區，基本型配2號導流罩亂流最少，導流罩與貨箱前端負壓小。

通過CAE流體仿真，基本型風阻系數最大0.69、配1號導流罩風阻系數次之0.64、配2號導流罩風阻系數最小0.62

通過軟件計算，2號導流罩優于原型導流罩交通部、工信部綜合百公里油耗分別為0.96L、1.26L。

2 驗證方案

2.1 樣車試驗

通過對1號、2號導流罩進行采購，需求一臺某中型卡車高廂式車（帶原型導流罩），通過三種導流罩更換，進行三種狀態滑阻試驗，通過加載不同的滑阻三種導流罩狀態車輛進行經濟性測試，得出三種工信部、交通部工況油耗，并與目標進行對比總結。

2.2 驗證分析

CAE仿真與試驗值對比：

2.2.1 風阻系數

3 結論

本文通過原型車、1號導流罩樣車（加高180mm）、2號導流罩樣車（全新造型）三種導流罩進行優化計算以及試驗驗證，修正CAE仿真模型，不僅達成了節油的預期效果，而且通過本項目充分分析導流罩外形、結構對整車風阻影響分析，理論計算與試驗結果對比修正，建立準確率較高的分析模型，對其他產品開發導流罩提供了有力的技術支撐。