- Як білка у колесі
- Сніжки в солярії
- Еволюція: з чотирьох коліс на два
- Льодовиковий період
- Проти лома немає прийому
Наша сеть партнеров Banwar
У новому дослідницькому центрі навколишнього середовища BMW можна здійснити кругосвітню подорож за вісім годин. При цьому автомобіль подолає тисячі кілометрів зі швидкостями до 280 км / год, перемагаючи на своєму шляху арктичний холод і тропічну спеку, минаючи гірські перевали і снігові замети. Водієві ж ні разу не доведеться покинути будівлю.
Автомобілі BMW продаються по всьому світу. І виробник, і покупці повинні бути впевнені, що в будь-якій точці планети, де є дороги, машина зможе зберегти ідеальне технічний стан і продемонструвати все, на що вона здатна. Мороз -30 або спека +50 - це екстремальні умови для роботи всіх систем автомобіля. У переважній більшості випадків, щоб переконатися в працездатності моделі в настільки агресивному середовищі, компанії вдаються до реальних дорожніх тестів в самих екзотичних куточках планети.
«Працюючи над великими лінійками продукції, я отримав чудову виставу про жахливу логістичної складності виїзних тестів, - каже доктор Клаус Драгер, член правління BMW AG, фахівець з розвитку. - У Намібії, шведський Арьеплог або Долину Смерті в Штатах ми привозили не тільки людей і автомобілі, а й гори інструментів, запчастин і вимірювального обладнання. Тести могли тривати тижнями. У таких екстремальних умовах романтичні мрії про роботу тест-пілота випаровувалися, як крапля води в пустелі ».
Дослідницький центр навколишнього середовища (Environmental Test Center) дозволяє точно відтворити кліматичні умови найвіддаленіших частин світу під одним дахом. У лабораторії можна проводити повноцінні дорожні тести, в яких реалізуються не лише погодні умови, а й навантаження на автомобіль. Виняток становлять лише випробування, пов'язані з екстремальним водінням, в яких важливі вертикальні і бічні прискорення, рульове управління і бічний вітер.
Відстань між роликовими динамометрами змінюється відповідно до колісною базою тестованого автомобіля. Широкий діапазон регулювання дозволяє розмістити на всіх п'яти стендах як крихітний Mini, так і длиннобазную «сімку». Металеві штанги надійно утримують автомобіль на місці.
При всій романтиці реальних тестів випробування в ETC не тільки полегшують життя розробникам, а й дають їм принципово нові можливості. Переважна більшість тест-драйвів проводиться в період з листопада по лютий, а також в червні-липні. У міжсезоння кліматичні умови недостатньо екстремальні навіть в найсуворіших районах планети, і дослідникам доводиться по кілька місяців чекати погоди. Чи варто говорити, що капризи природи в будь-який момент можуть поставити хрест на вже підготовленому тест-драйві.
У ETC прототип може пройти і пекло Сахари, і холод Лапландії. Його навіть не доведеться захищати камуфляжем від всюдисущих папараці. ETC розташований в безпосередній близькості від центру розробок BMW в Мюнхені. Дослідники можуть миттєво отримувати необхідні деталі і вносити зміни в конструкцію автомобіля на льоту. ETC не може повністю замінити реальні тест-драйви, але, зводячи їх необхідність до мінімуму, істотно прискорює процес розробки нових моделей.
Щільний сніг може забивати повітрозабірники, порушуючи циркуляцію повітря в радіаторі системи охолодження. В цьому випадку двигун автомобіля може перегрітися навіть в лютий мороз.
Як білка у колесі
Дослідницький центр включає в себе п'ять основних лабораторій. Це три аеродинамічних тунелю - кліматичний, термічний і навколишнього середовища, - а також висотна і холодильна камери. Аеродинамічні тунелі мають однакову конструкцію і архітектуру приміщень, схожий набір обладнання. Багато кліматичні випробування можна з рівним успіхом провести в будь-якому з них. Однак кожен тунель має особливості, які роблять його придатним для проведення ряду специфічних екстремальних тестів.
Всі три аеродинамічних тунелю побудовані по вертикальній схемі: вентилятор розташовується прямо над тестової камерою. Така конфігурація дозволяє компактно розташувати відразу кілька тунелів в одній будівлі.
Найважливіша відмінність тунелів ETC від звичайної аеродинамічної труби - динаміка вентилятора. У камерах ETC імітується рух автомобіля, в тому числі стрімкі розгони і екстрені гальмування. Щоб забезпечити швидкість повітряного потоку, що точно відповідає режиму руху, вентилятор повинен прискорюватися і сповільнюватися практично миттєво. Для боротьби з інерцією інженерам BMW довелося виготовити лопатки турбін з надзвичайно легких і міцних матеріалів.
Крім вентилятора в повітроводі розташовується потужний теплообмінник, здатний змінювати температуру проходить крізь нього повітря. На шляху від вентилятора до автомобіля також розташувалися регулятор вологості, випрямляч повітряного потоку (він нагадує решітку і усуває турбулентність від вентилятора) і жалюзі, які повністю перекривають потік для імітації руху за вантажівкою.
Автомобіль в тестовій камері дійсно їде, розганяється і гальмує. Чотири циліндричних ролика під колесами не тільки дозволяють колесам обертатися, а й імітують опір коченню відповідно до умов і режимом руху. Навантаження на роликах повністю враховує опір коченню (залежить від типу імітованого дорожнього покриття), опір повітря (залежить від швидкості), ухил дороги (ролики можуть розганяти колеса, імітуючи їзду з гори) і навіть наявність віртуального причепа.
Потужність і точність роботи роликів не може не дивувати. Наприклад, для імітації екстреного гальмування з 100 км / год до повної зупинки потужність їх двигунів змінюється кожні 50 мс. Максимальна потужність кожного ролика 1,4 МВт дозволяє тестувати автомобілі з будь-яким типом приводу потужністю понад 900 к.с. Створюючи навантаження автомобілю, ролики виробляють електроенергію, яка використовується для роботи ETC.
Термічний тунель спеціалізується на стресовому тестуванні систем охолодження автомобіля. Пол прямо під машиною зроблений прозорим, під ним розташовується оглядова яма. Це дозволяє технікам оглядати за допомогою тепловізора не тільки підкапотний простір, але і днище.
Утримуваний на місці металевими штангами автомобіль з ревучим двигуном і скажено обертаються колесами нагадує лютого звіра з закритими очима, який щиро вірить в те, що мчить на повній швидкості. Дійсно, трансмісія машини відчуває реальні навантаження, система охолодження обдувається повітрям - а на екрані комп'ютера в апаратної маленька точка рухається вздовж маршруту, зазначеного на реальній карті Африки.
Сніжки в солярії
Описаний вище принцип дії відноситься до всіх трьох аеродинамічним тунелях ETC. Найбільш спеціалізований з них - термічний тунель - наближає автомобіль до межі температурної виживання. Діапазон тут найвужчий (всього 20-45 градусів), зате вентилятор - найшвидший: автомобіль в камері може «розганятися» до 280 км / ч.
Найсуворіший тест в термічній камері імітує ситуацію, коли ви несете по автобану з максимальною швидкістю, доводите автомобіль до межі можливостей, а потім впираєтеся в мертву пробку. При цьому продуктивність системи охолодження різко падає за рахунок припинення циркуляції повітря, при цьому двигун все ще розжарений до межі.
Еволюція: з чотирьох коліс на два
Великим досягненням фахівці BMW вважають можливість випробування в кліматичному центрі мотоциклів. Рухомий ремінь, що нагадує бігову доріжку, виконує ті ж функції, що роликові динамометри для автомобілів. Ремінь має важливу перевагу перед роликами: під час тесту рухаються не тільки колеса мотоцикла, але і «дорожнє полотно» під ним. Це сприяє створенню реалістичного повітряного потоку, що обтікає двигун мотоцикла. Для двоколісних машин повітряне охолодження набагато важливіше, ніж для автомобілів, тому так необхідно домагатися максимально реалістичного обтікання. Установка в Environmental Wind Tunnel дозволяє проводити повноцінний тест-драйв мотоцикла з водієм. Тест-пілот може на своїй шкурі оцінити ступінь комфорту і захищеності на різних швидкостях, в різних кліматичних і погодних умовах. Якщо ж проводяться випробування не стосуються комфорту і зручності управління, випробувача годі й катувати: мотоциклом (в тому числі всім його додатковим обладнанням) можна управляти з контрольної кімнати.
Кліматичний тунель - це місцевий Нюрбургринг. В тому сенсі, що саме він дозволяє імітувати поїздку по знаменитій Північній петлі. Вентилятор в кліматичному тунелі не настільки швидкий, як у термічному, - його максимальна швидкість всього 250 км / ч. Зате його легка карбонова крильчатка настільки динамічна, що дозволяє імітувати розгін BMW M5 з педаллю в підлогу.
У кліматичному тунелі доступні негативні температури до -10 ° С. Гігантський солярій під стелею імітує сонячну радіацію потужністю до 1200 Вт на квадратний метр. Сонце не просто включається або вимикається - тут бувають сутінки, світанки і заходи.
У кліматичному тунелі тестується насамперед стабільність роботи систем охолодження двигуна і клімат-контролю. Тут автомобілі проїжджають багатокілометрові маршрути, що поєднують в собі самі різні режими руху: автобани, серпантини, міські пробки.
Найбільш універсальна тестова камера - Environmental Test Tunnel - може похвалитися найширшим діапазоном температури і вологості (від -20 до + 55 ° С, 5-90%), а головне, самої скверною погодою. У воздуховоде аеродинамічної труби встановлена сніжна гармата, як на гірськолижних курортах. Коли ми увійшли в камеру, людина з лопатою якраз розгрібав замети навколо BMW 7-ї серії і труїв байки про те, як він з колегами грає в сніжки на роботі. Спеціальні сопла по краях воздуховода розпилюють воду: це джерело дощу.
Тут моделюються найскладніші дорожні ситуації. Наприклад, при русі на високій швидкості сніг заліплює повітрозабірники в передньому бампері і порушує циркуляцію повітря через радіатор. Це може привести до перегріву системи охолодження і власне двигуна.
Тунель дозволяє оцінити розподіл води по склінню в дощову погоду. При правильно продуманій аеродинаміці бічні стекла на швидкості залишаються практично сухими навіть у сильний дощ.
Льодовиковий період
Висотна камера - це вершина всього ETC у всіх сенсах слова. Вона значно менше за інших, проте конструктивно повторює кліматичні тунелі. Вентилятор і ролики дозволяють імітувати рух зі швидкістю до 250 км / год, температурний діапазон простирається від-30 до + 45 ° С, солярій імітує сонце.
Однак головна особливість Altitude Chamber - здатність до зміни тиску в камері. Товсті стіни і герметичні двері тестової зони викликають стійкі асоціації з підводним човном. Вентилятор відкачує повітря з камери, знижуючи тиск до 0,62 атм, що відповідає висоті 4200 м над рівнем моря.
Висотні тести вкрай важливі для двигуна: розріджене гірське повітря містить менше кисню і вимагає іншого складу паливо-повітряної суміші, ніж на рівні моря. Гірські випробування мають критичне значення для моторів з турбонаддувом: щоб зберегти потужність двигуна, швидкість обертання турбіни повинна збільшуватися в міру підйому, дозволяючи закачувати в автомобіль більше повітря. Однак тиск наддуву і швидкість обертання крильчатки не повинні перевищити конструктивний межа вузла.
Аеродинамічний тунель навколишнього середовища імітує опади самих різних видів і інтенсивності - від слабкої мряки до тропічної зливи, від сухої снігової пудри до великих вологих пластівців. Флюоресцентная фарба, підмішати в воду, допомагає відстежити розподіл водяних потоків по кузову і стекол автомобіля в ультрафіолетових променях. З її допомогою можна наочно оцінити всі нюанси роботи склоочисників і відведення води від бічних стекол.
Тести в холодильній камері не вимагають високоточної повітряного потоку, тому вітрового тунелю тут немає. Вентилятор служить тільки для охолодження двигуна. Тут автомобіль піддається обмерзання при температурі -20 ° С. Тестуються насамперед кліматичні системи і розморожування стекол. Спеціальні камери безвідривно стежать за тим, як на повністю замороженому вітровому склі розростається тепле пляма. Фахівцям немає потреби спостерігати за цим тривалим процесом: комп'ютер автоматично будує графік розморожування.
Найважливіша частина інфраструктури ETC - підготовчі камери. Це крихітні приміщення, в яких автомобіль доводиться до потрібної температури перед тестом. Глибоке «промороження» машини часом займає до восьми годин. У камері підтримується нульова вологість - інакше автомобіль покрився б інеєм. Суть концепції підготовчих камер - забезпечити постійну роботу тестових тунелів, замість того щоб вести в них підготовчі роботи. Всього на ETC є вісім місць для охолодження і десять - для зігрівання машин.
Проти лома немає прийому
Безумовно, дослідження в ETC не здатні замінити реальний тест-драйв. Комплекс хороший для випробування систем охолодження, кліматичних систем, електроніки, однак він не може дати реалістичну навантаження на підвіску, трансмісію, ходову частину автомобіля - все ті системи, які мають справу з відцентровою силою в поворотах, нерівностями дороги, вертикальними і поперечними прискореннями. Всі вони потребують у всеосяжному тестуванні, в тому числі і в екстремальних кліматичних умовах.
Однак, навіть залишивши за дужками питання економії і логістики, потрібно визнати: завдяки ETC автомобілі підійдуть до реальних випробувань більш підготовленими, а значить, тести пройдуть ефективніше, а покупці отримають гранично надійний автомобіль в максимально короткий термін.
Стаття опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №8, серпень 2010 ).