汽车可变导流板 本发明涉及汽车领域,更详细地涉及是涉及安装在汽车尾部的导流板。
汽车在行驶过程中,提高车速时,由于汽车轴负荷变化不大,或由于产生浮力而使轴负荷下降,导致汽车附着力减少,从而影响汽车的制动性和操纵稳定性,导致车身发漂。
汽车轴负荷是汽车作用在其轮轴上的作用力,通常等于其重力。但因汽车的气动力学特性而产生的作用可能会造成轴负荷之和小于车的重力或大于车的重力。附着力是由车轮和地面作用而产生的作用力,附着力与轴负荷成正比,附着力必须大于或等于驱动力。动力性是指汽车维持最高车速、具有加速和爬坡的能力,动力性一方面依赖汽车的动力,另一方面其动力产生的牵引力又受附着力限制。制动性是指汽车具有迅速降低车速并且保持方向稳定和维持长坡恒速的能力。操纵稳定性是指汽车具有转向可操纵性不产生侧滑等的能力。
为了解决这个问题,现有技术在汽车尾部安装导流板,利用导流板的曲面形体的空气动力学特性,增加高速时汽车的轴负荷,提高汽车的附着力,防止汽车发飘,有利于高速时的行驶稳定性、操纵稳定性、制动稳定性。现有的汽车导流板是通过连接件固定在汽车尾部,导流板的位置、方向、形状是固定不变的。其工作原理是:汽车行驶时,当空气从导流板地上、下两侧面流过时,起点在导流板的头部,终点在导流板的尾部,水平位移相等,由于导流板的上侧面基本为平面,下侧面为曲面,因此,空气在下侧面流过的距离距离大于上侧面,导致导流板上侧面的空气密度大、气压高,下面的空气密度小、气压低,由于这种气压特性,必然导致空气对导流板有一个向下的作用力,从而有增加汽车的轴负荷的趋向。这种作用力的大小与受下列因素影响:1、空气流过导流板的速度,该速度依赖于汽车车速;2、导流板下侧面的曲面弯曲程度及其上部的平面程度;3、导流板在作用力方向上的投影面积;4、导流板在速度方向上的投影面积。
可见导流板的作用是当车速提高时,使汽车的轴负荷相应增加,导致附着力也随之提高,从而有利于提高汽车的动力性、制动性和操纵稳定性。
但现有汽车导流板在车速变化时,由于其位置、形状和方向是固定不变的,必然存在如下缺点:
1、因为中低速时,汽车的制动性和操作稳定性有保障,不需增加轴负荷,此时更有利于经济性和动力性。但高速时则必须增加轴负荷,以提高制动性和操作稳定性。现有的导流板由于位置、形状、方向不变,虽然轴负荷的增加与车速相关,但二者不是最佳的匹配关系,因为在增加轴负荷的同时,汽车的空气阻力系数必然增加,中等车速是汽车的常用车速,这时,由于汽车的空气阻力系数的增大会影响这个车速区间汽车的动力性和经济性;
2、制动时的轴负荷,由于作用在导流板上的作用力减小,即随着车速的下降而下降,不利于制动性和操纵稳定性;
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点,提供一种汽车可变导流板,这种可变导流板的大小、形状、角度可随着车速的变化和变化,从而优化汽车车速与轴负荷之间的关系,在高速时,增加轴载荷,提高汽车的附着力,有利于高速时汽车的动力性、制动性、操纵稳定性;中低车速时,轴负荷较小,空气阻力系数也较小,有利于汽车的动力性、经济性;制动时,可增加空气阻力和轴负荷。
本发明的汽车可变导流板,下部呈曲面形,安装在汽车尾部,由控制机构控制。
本发明的汽车可变导流板可通过铰链或轴安装在汽车尾部。
本发明所使用的控制机构可以是手动机构、或电动机构、或液压机构。
本发明的汽车可变导流板可以是不变形的导流板,由控制机构调整其倾斜角。
本发明的汽车可变导流板还可以由两片或两片以上曲面片构成,该曲面片之间相接形成导流板下部,曲面片通过沿曲面方向伸展或收缩改变下部曲面形状。由控制机构调整其倾斜角和/或形状。
上述曲面片可以是任何形状的曲面,例如矩形、圆形、椭圆形、不规则形状等;当曲面片由形状相同、内表面呈凹形的片状材料构成时,效果最佳。
本发明的可变导流板可以根据车速的变化作出相应的改变:
1、可变导流板的倾角改变。手动机构、或电动机构、或液压机构根据车速及其制动等控制方式变换导流板的倾角;
2、可变导流板的外形改变。对于由两片或两片以上曲面片构成的导流板,手动机构、或电动机构、或液压机构根据车速及其制动等控制方式变换导流板的下部曲面弧度,达到变换导流板的外形;
3、可变导流板的倾角和外形的改变,对于由两片或两片以上曲面片构成的导流板,结合上述1、2方式实现。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、可以根据车速调节汽车的轴负荷,能增加高速时的附着力,有利于发挥高速时汽车的动力性;
2、可以根据车速调节汽车的轴负荷,能增加高速时的附着力,有利于提高高速时汽车的制动性和制动稳定性;
3、可以根据车速调节汽车的轴负荷,能增加高速时的附着力,有利于提高高速时汽车的操作稳定性;
4、中、低速时,导流板的形状和方位保持不变,不会影响汽车的任何性能;在中、低速时,不需要通过增加轴负荷来改善汽车的制动性和操纵稳定性,却因此而有利于改善汽车中、低速时的动力性和经济性;
5、制动时的轴负荷,随着车速的下降而下降。可变导流板可以在制动时变换导流板的方向和角度,使得在安全车速以上的范围内即使车速下降,轴负荷只发生较小变化,同时增加迎风阻力,提高汽车制动效能。
图1是本发明的汽车可变导流板的结构示意图。
图2是本发明的汽车可变导流板外形不变、倾斜角可变情形的结构示意图。
图3是本发明外形可变的汽车可变导流板的结构示意图。
图4是图3的可变导流板在倾斜角不变、外形变化情形下的结构示意图。
图5是图3的可变导流板在倾斜角、外形变化情形下的结构示意图。
下面通过实施例和附图对本实用新型作进一步叙述。
实施例
如图1所示,本发明的汽车可变导流板1,下部呈曲面形,通过铰链2安装在汽车3尾部,电动机构4的电动机4-1驱动曲轴4-2,由曲轴4-2控制可变导流板1。
如图2所示,可变导流板1的外形不变,电动机构调整其倾斜角,车速较小时,可变导流板与水平面的倾斜角β接近0;车速较大时,可变导流板与水平面的倾斜角β变大。
如图3所示,本发明的汽车的可变导流板1由两片以上曲面片1-1构成,该曲面片的内表面接一活动杆1-2,活动杆1-2的另一端与可变导流板上部连接。该曲面片之间相接形成导流板下部,曲面片通过沿曲面方向伸展或收缩改变下部曲面形状。本例使用的曲面片是内表面呈凹形的长方形铁片。
如图4所示,可变导流板1的外形可变,电动机构调节其外形,车速较小时,可变导流板下部外表面面积较小;车速较大时,可变导流板下部外表面面积变大。
如图5所示,可变导流板1的外形和倾斜角可变,电动机构调节其外形和倾斜角,车速较小时,可变导流板下部外表面面积较小,可变导流板与水平面的倾斜角β接近0;车速较大时,可变导流板下部外表面面积变大,可变导流板与水平面的倾斜角β变大。