Das Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart hat als Betreiber der Universitäts-Windkanalanlage im Jahre 2001 für die Simulation der Straßenfahrt im IVK-Aeroakustik-Fahrzeugwindkanal ein modernes Laufbandsystem in Betrieb genommen. Bei diesem 5-Belt-System sind einem schmalen Laufband zwischen den Rädern beiderseits je zwei Raddrehantriebe für die Aufnahme der Räder und ein Fahrzeug-Fesselungssystem zugeordnet. Die Konstruktion und Funktion des Systems sowie die neue Bodengrenzschicht-Situation in der Messstrecke werden beschrieben. Abweichend von den Anströmbedingungen auf der Straße wächst im Windkanal die+ bereits aus der Düse austretende Wandungsgrenzschicht über einer an der Düsenunterkante anschließenden Bodenplatte längs der Messstrecke weiter an. Wird der Einfluss der Bodengrenzschicht nicht kompensiert, werden bei Luftkraftmessungen ein zu kleiner Luftwiderstand und ein zu hoher Auftrieb erhalten. Zur Grenzschichtkontrolle wird daher die aus der Düse austretende Grenzschicht abgesaugt und der Aufbau einer neuen Grenzschicht durch ein nachgeschaltetes, in der Fahrebene mit der Windgeschwindigkeit bewegtes Laufband verhindert. Die Simulation der Straßenfahrt erfordert zusätzlich die Darstellung der Raddrehung, da diese die Um- und Durchströmung des Rades und des Radkastens verändert. Die überwiegende Nutzung der IVK-Windkanäle für die aerodynamische und aeroakustische Entwicklung von Serienfahrzeugen erforderte weiterhin den Einsatz von Bodendrehscheiben und die Beibehaltung der Unterflur-Bodenwaagen. Der Durchmesser der Bodendrehscheibe wurde auf 7,0 m vergrößert. Die Stahlkonstruktion der Drehscheibe wird über Kugelumlauf-Führungswagen von einer auf der Zwischendecke zum Waagenkeller gelagerten Ringschiene mit verschraubten Zahnkranzsegmenten aufgenommen. Der Antrieb der Drehscheibe erfolgt über zwei gegeneinander verspannte Hydraulikmotoren. Die kalibrierten Deckplatten von Messstreckenboden und Drehscheibe sind verschraubt, kugelgestrahlt und chemisch matt vernickelt. Der für die Straßenfahrt-Simulation erforderliche Antrieb der Räder erfolgt über vier unter den Fahrzeugrädern angeordneten Raddreheinheiten. In diesen Einheiten sind für die Bestimmung des Rollwiderstands Einkomponenten-Messvorrichtungen mit hydrostatischer Lagerung der Bandeinheit integriert. Als Standardsysteme für Messungen mit Raddrehung werden die Aufnahmen des Fahrzeugs an den Wagenheber-Eingriffen oder Produktionshalterungen mit Hilfe ausfahrbarer Schwellerheber eingesetzt. Infolge der Luftentnahme durch die Grenzschicht-Vorabsaugung nach dem Düsenaustritt überlagert sich der Hauptströmung eine nach unten gerichtete Strömungskomponente, die durch ihre Verzögerung über dem Messstreckenboden hinter der Absaugöffnung zu einem vorübergehenden Druckanstieg führt. Die Höhe des Druckanstiegs ist von der Absaugmenge abhängig und nimmt zur Bodenplatte hin zu, so dass ein vertikaler Druckgradient erhalten wird. (wird fortgesetzt)
Die neue Laufband-Technik im IVK-Aeroakustik-Fahrzeugwindkanal der Universität Stuttgart. Teil 1: Die Technik der Straßenfahrt-Simulation
New belt system technique in the IVK aeroacoustic vehicle wind canal of the University Stuttgart. Part 1: Road movement simulation technique
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 106 , 1 ; 52-61
2004
10 Seiten, 9 Bilder, 10 Quellen
Article (Journal)
German
Anwendung im Fahrzeugbau , Pkw (Personenkraftwagen) , Fahrstraße , Simulation von Vorgängen , Windkanal , Luftströmung , Radantrieb , Fahrzeugrad , Messstrecke , Grenzschicht , Fahrzeugaerodynamik , Fahrzeugerprobung , Luftwiderstand , Auftrieb , Strömungstechnik , Messergebnis , technische Akustik , Antriebstechnik , Windgeschwindigkeit , Druckverteilung