DE102008032380A1

DE102008032380A1 - Wind tunnel-test stand for motor vehicle, has wind tunnel balance, drive unit for vehicle wheels and supporting units serving as enthrallment and support of vehicle

Info

Publication number: DE102008032380A1
Application number: DE200810032380
Authority: DE
Inventors: Jan Hühnergarth; Philipp Schmid
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windkanal-Prüfstand für Fahrzeuge (1) mit einer Windkanalwaage (4), mindestens einer Antriebseinheit (7) für Fahrzeugräder (6) und mit der Fesselung und Abstützung des Fahrzeuges (1) dienenden Stützeinheiten (15). Eine bezüglich der Straßenfahrt realistätsnahe Fesselung und Abstützung des Fahrzeuges (1) ist dadurch möglich, dass jede Stützeinheit (15) dergestalt ausgebildet ist, dass sie das Fahrzeug (1) in Fahrtrichtung und quer dazu (X-, Y-Richtung) arretiert, in Vertikalrichtung (Z-Richtung) hingegen eine ungehinderte Fahzeugbewegung zulässt.The invention relates to a wind tunnel test bench for vehicles (1) having a wind tunnel balance (4), at least one drive unit (7) for vehicle wheels (6) and support units (15) serving for capturing and supporting the vehicle (1). A realistically related to the road binding and support of the vehicle (1) is possible in that each support unit (15) is designed such that it locks the vehicle (1) in the direction of travel and transversely thereto (X, Y direction), in Vertical direction (Z-direction), however, allows unimpeded Fahzeugbewegung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windkanal-Prüfstand für Fahrzeuge mit einer Windkanalwaage, mindestens einer Antriebseinheit für Fahrzeugräder und mit der Fesselung und Abstützung des Fahrzeuges dienenden Stützeinheiten.The The invention relates to a wind tunnel test bench for Vehicles with a wind tunnel balance, at least one drive unit for vehicle wheels and with the bondage and support of the Vehicle supporting units.

Vergleichbare Windkanal-Prüfstände sind bekannt. So beschreibt die DE 103 61 314 B3 ein Verfahren zur Bestimmung von auf ein Kraftfahrzeug in einem Windkanal unter Windanströmung einwirkenden Vertikalkräften, wobei das Kraftfahrzeug über Stützelemente direkt mit Wägezellen eines Unterflurwägesystems verbunden ist. Jedes Stützelement greift im Bereich einer Wagenheberaufnahme im Schwellerbereich des Kraftfahrzeuges an. Alternativ kann das Kraftfahrzeug auch an einer Decke oder einer Quertraverse des Windkanals befestigt werden. Das Patent beschreibt ein Verfahren zur Auftriebskorrektur wobei die verwendeten Befestigungselemente bzw. Stützelemente der kompletten Entkopplung des Fahrzeuges von der Waage dienen. Die Fixierung fungiert hier ähnlich einem Wagenheber und verhindert beispielsweise auch eine Fahrzeugbewegung in Vertikalrichtung.Comparable wind tunnel test stands are known. That's how it describes DE 103 61 314 B3 a method for the determination of acting on a motor vehicle in a wind tunnel under wind flow vertical forces, wherein the motor vehicle is connected via support elements directly to load cells of an underfloor weighing system. Each support element engages in the area of a jacking device in the sill area of the motor vehicle. Alternatively, the motor vehicle can also be attached to a ceiling or a crossbeam of the wind tunnel. The patent describes a method for buoyancy correction wherein the fasteners or support elements used for complete decoupling of the vehicle serve from the balance. The fixation acts here similar to a jack and prevents, for example, a vehicle movement in the vertical direction.

Die DE 197 02 421 C2 beschreibt einen Versuchsstand zur Ermittlung von auf ein Kraftfahrzeug oder dessen Komponenten einwirkenden Kräften und Momenten mit einer für die Aufnahme des Fahrzeuggewichtes geeigneten Aufstandsfläche sowie mit einer darunter liegenden Waagenbrücke mit mindestens einer Rad-Antriebseinheit und einer Fahrzeug-Stützeinheit, wobei der Stützeinheit ein Koppelmechanismus zugeordnet ist zur wahlweisen Verlagerung des Fahrzeuggewichtes auf die Aufstandsfläche bzw. auf die Waagenbrücke. Der hier beschriebene Mechanismus dient also der automatischen Entkopplung des Fahrzeugs von der Waagenbrücke (bzw. Windkanalwaage) und der Verlagerung des Fahrzeuggewichtes auf den Windkanalboden. Dabei sind Stützsäulen zueinander relativ vertikal beweglich. Es taucht ein untenseitiger Kolben einer oberen Stützsäule in eine Kolbenaufnahme einer unteren Stützsäule ein, so dass ein Druckraum entsteht, der hydraulisch beaufschlagbar ist.The DE 197 02 421 C2 describes a trainer to determine acting on a motor vehicle or its components forces and moments with a suitable for receiving the vehicle weight footprint and with an underlying balance bridge with at least one wheel drive unit and a vehicle support unit, wherein the support unit is associated with a coupling mechanism for selectively shifting the vehicle weight to the footprint or to the balance bridge. The mechanism described here thus serves the automatic decoupling of the vehicle from the balance bridge (or wind tunnel scale) and the displacement of the vehicle weight on the wind tunnel floor. Support columns are mutually relatively vertically movable. A lower-side piston of an upper support column dips into a piston receptacle of a lower support column, so that a pressure chamber is created which can be acted upon hydraulically.

Aus der DE 195 27 742 A1 geht schließlich ein Verfahren und eine Windkanalwaage für aerodynamische Messungen an Fahrzeugen hervor, wobei das wesentliche Ziel die Bestimmung des Ventilationsmomentes einer Fahrzeugfelge ist. Die beschriebene Fesselung des Fahrzeuges dient dessen Befestigung auf der Windkanalwaage ohne Freiheitsgrade. Die Fesselung des Kraftfahrzeuges erfolgt durch je eine jedem Fahrzeugrad zugeordnete Stützeinheit, die am Fahrzeugschweller angreift, wobei die übertragenen Kräfte an einem Angriffspunkt in die Waagenplatine eingeleitet werden.From the DE 195 27 742 A1 Finally, a method and a wind tunnel scale for aerodynamic measurements on vehicles emerge, wherein the essential objective is the determination of the ventilation torque of a vehicle rim. The described binding of the vehicle serves to fix it on the wind tunnel scale without degrees of freedom. The capturing of the motor vehicle is carried out by a support unit associated with each vehicle wheel, which acts on the vehicle sill, wherein the transmitted forces are introduced at a point of application into the balance board.

Üblicherweise wird also bei einem Windkanalversuch mit Bodensimulation (Raddrehung u. s. w.) das Fahrzeug gemäß Stand der Technik mittels Schwellerstützen auf der Windkanalwaage fixiert und ist somit in alle Richtungen unbeweglich. Die Standhöhe des Fahrzeuges wird dann mechanisch über das Einstellen der Schwellerstützen bestimmt.Usually So is in a wind tunnel test with ground simulation (wheel rotation u. s. w.) The vehicle according to the prior art Fixed by means of sill supports on the wind tunnel scale and thus is immovable in all directions. The height of the stand of the vehicle is then mechanically over the setting the sill supports determined.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fesselung und Abstützung des Fahrzeuges im Prüfstand dergestalt auszubilden, dass eine größtmögliche Annäherung an die Gegebenheiten bei normaler Straßenfahrt erreichbar ist.From Therefore, the invention has the object, the bondage and Support of the vehicle in the test bench in such a way train that the greatest possible Approaching the conditions of normal road driving is reachable.

Die erfindungsgemäße Lösung ist in Patentanspruch 1 angegeben. Damit ist eine „natürliche” Bewegung des Fahrzeugs in Richtung normal zum Untergrund während eines Prüfstandsversuches gegeben. Abhängig von der Windlast (Auftrieb bzw. Abtrieb) und der Federsteifigkeit des Fahrwerks kann das Fahrzeug, wie dies auch bei der üblichen Straßenfahrt der Fall ist, die Standhöhe ausbalancieren. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.The inventive solution is in claim 1 indicated. This is a "natural" movement of the vehicle in the direction normal to the underground during a test bench trial given. Depending on the wind load (buoyancy or downforce) and the spring stiffness of the Suspension can be the vehicle, as is the case with the usual Road travel is the case, balance the standing height. Further advantageous embodiments and refinements of the invention are claimed in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe Invention is hereinafter based on an embodiment described in detail. In the accompanying drawing shows

1 schematisiert und abschnittsweise eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Windkanal-Prüfstandes und 1 schematized and partially a side view of a wind tunnel test bench according to the invention and

2 eine im Maßstab vergrößerte Schnittdarstellung der Einzelheit „X” gemäß 1. 2 an enlarged scale sectional view of the detail "X" according to 1 ,

In einem Windkanal-Prüfstand wird ein Fahrzeug 1 von aus einer hier nicht dargestellten Düse kommendem Fahrtwind 2 angeströmt. Im Wesentlichen unterhalb einer Radaufstandsebene 3 befindet sich eine Windkanalwaage 4, bestehend aus einer bodenseitigen Waagenbrücke 5 und jedem Fahrzeugrad 6 zugeordnete Rad-Antriebseinheiten 7. Zur unmittelbaren Abstützung und zum Antreiben des Fahrzeugrades 6 dient eine Laufbandeinheit, bestehend aus einer Anzahl von Rollen 8, 9, 10, 11, 12, die zumindest teilweise von einem Laufband 13 umschlungen sind und wobei zumindest eine der Rollen mittels Treibriemen von einem Elektromotor (beides hier nicht dargestellt) angetrieben wird. Die Rad-Antriebseinheit 7 stützte sich über eine Säule 14 auf der Waagenbrücke 5 ab.In a wind tunnel test bench becomes a vehicle 1 from coming from a nozzle, not shown here wind 2 incident flow. Essentially below a wheelbase level 3 there is a wind tunnel scale 4 , consisting of a bottom-side balance bridge 5 and every vehicle wheel 6 associated wheel drive units 7 , For direct support and for driving the vehicle wheel 6 serves a treadmill unit, consisting of a number of roles 8th . 9 . 10 . 11 . 12 that at least partially from a treadmill 13 are entwined and wherein at least one of the rollers by means of drive belt by an electric motor (both not shown here) is driven. The wheel drive unit 7 leaning over a pillar 14 on the balance bridge 5 from.

Die Fesselung und Abstützung des Fahrzeuges 1 erfolgt durch je eine jedem Fahrzeugrad 6 zugeordnete Stützeinheiten 15. Hierzu ist auf der Waagenbrücke 5 eine Stützsäule 16 verankert, an deren oberes Ende sich über eine Schraubverbindung (säulenseitige Gewindebohrung 17, hülsenseitiger Gewindezapfen 18) eine eine Öffnung 19 der Radaufstandsebene 3 durchdringende Hülse 20 anschließt.The bondage and support of the vehicle 1 done by each one each vehicle 6 assigned support units 15 , This is on the balance bridge 5 a support column 16 anchored, at its upper end via a screw (column-side threaded hole 17 , sleeve side threaded pin 18 ) one an opening 19 the wheelbase level 3 penetrating sleeve 20 followed.

Innerhalb der langgestreckten Hülse 20 sind drei, mit Linearkugellagern 21 versehene Lagereinheiten 22 angeordnet, die der leichtgängigen Führung (in Vertikalrichtung, Doppelpfeil 23) eines Kolbens 24 dienen, an den sich nach oben ein Zapfen 25 anschließt, der obenseitig an geeigneter Stelle (z. B. im Bereich einer Wagenheberaufnahme) am Fahrzeugboden 26 befestigt ist. Unterhalb dieser Befestigungsstelle ist am Zapfen 25 ein kardanisches Gelenk 27 angeordnet, welches dem Zweck dient, eventuelle Verspannungen des Fahrzeuges 1 zwischen den vier Aufnahmen (im Bereich der vier Fahrzeugräder 6) zu verhindern.Inside the elongated sleeve 20 are three, with linear ball bearings 21 provided storage units 22 arranged, the smooth-running guide (in vertical direction, double arrow 23 ) of a piston 24 serve, at the top of a pin 25 connects, the top side at a suitable location (eg., In the area of a jack jack) on the vehicle floor 26 is attached. Below this attachment point is on the pin 25 a gimbal joint 27 arranged, which serves the purpose, any tension of the vehicle 1 between the four shots (in the area of the four vehicle wheels 6 ) to prevent.

Über den Zapfen 25 bzw. den einstückig daran angeformten Kolben 24 werden in Fahrzeugrichtung und quer dazu (X-, Y-Richtung) gerichtete Kräfte und Momente auf die Hülse 20 und somit auf die Waagenbrücke 5 übertragen. In vertikaler Richtung (Z-Richtung) ist durch den gleitbeweglichen Kolben 24 ein ungehindertes Ausbalancieren des Fahrzeuges 1 möglich. Die Lauflänge des Kolbens 24 in der Hülse 20 entspricht hier mindestens der maximal zu erwartenden vertikalen Fahrzeugbewegung. Dazu befindet sich der Kolben 24 in Ausgangslage mittig in der Hülse 20. Die während einer Versuchsdurchführung auftretenden Vertikalkräfte (Z-Richtung) werden einzig über die Radaufstandsflächen der Rad-Antriebseinheiten 7 auf die Waagenbrücke 5 übertragen.About the cone 25 or the piston integrally formed thereon 24 be in the vehicle direction and transverse thereto (X, Y direction) directed forces and moments on the sleeve 20 and thus on the balance bridge 5 transfer. In the vertical direction (Z direction) is by the sliding piston 24 unimpeded balancing of the vehicle 1 possible. The barrel length of the piston 24 in the sleeve 20 here corresponds at least to the maximum expected vertical vehicle movement. This is the piston 24 in the starting position in the middle of the sleeve 20 , The vertical forces (Z-direction) that occur during a test procedure are determined solely by the wheel contact surfaces of the wheel drive units 7 on the balance bridge 5 transfer.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10361314 B3 [0002]
DE 19702421 C2 [0003]
- DE 19527742 A1 [0004]

Claims

A wind tunnel test bench for vehicles with a wind tunnel scale, at least one drive unit for vehicle wheels and support units serving to tie and support the vehicle, characterized in that each support unit ( 15 ) is designed so that the vehicle ( 1 ) in the direction of travel and transverse thereto (X, Y direction) locked, in the vertical direction (Z direction), however, allows unimpeded vehicle movement.

Wind tunnel test stand according to claim 1, characterized in that each vehicle wheel ( 6 ) a support unit ( 15 ), consisting of one of a balance bridge ( 5 ) vertical upwardly projecting support column ( 16 ), to which one with storage units ( 22 ) provided sleeve ( 20 ), within which a piston ( 24 ) is guided vertically movable, the one with the vehicle floor ( 26 ) connected pins ( 25 ) having.

Wind tunnel test stand according to claim 2, characterized in that the pin ( 25 ) with a gimbal joint ( 27 ) to avoid possible tension of the vehicle catches between the individual support units ( 15 ) is provided.