CN102482984A - 空气引入结构 - Google Patents

Abstract

一种空气引入结构，具有从下方覆盖车身的前部的下盖。所述下盖包括文丘里壁和将空气从入口转向到布置于动力装置的后部的冷却装置的风道部。所述文丘里壁被倾斜为使得其靠近入口的部分比所述文丘里壁的前端部更靠近路面。

Description

空气引入结构

技术领域

本发明涉及一种用于将诸如空气的车辆气流引导到被冷却体的空气引入结构。

背景技术

例如，公开号为2007-69651的日本专利申请(JP-A-2007-69651)描述了一种前车身结构，其经由设置在车辆前端的格栅或保险杠盖的开口部将气流引导到布置在发动机前方的散热器。

在发动机等布置于车辆前端的开口和被冷却体之间的构造中，通过保险杠盖等的开口的气流受发动机遮挡，因此不能容易地到达被冷却体。因而，从有效地冷却被冷却体的角度来看，该结构存在改进的空间。

发明内容

本发明提供了一种空气引入结构，其以良好的方式将空气从车辆下方引导到被冷却体。

本发明的一个方案涉及一种空气引入结构。所述空气引入结构包括：风道部，其设置于车身中，具有朝路面开放的开口部，并且将由车辆的运动产生的气流引导到布置于所述开口部在车辆纵向上的后面的被冷却体；以及倾斜壁，其设置于所述开口部在所述车辆纵向上的前面并且设置于所述车身的路面侧，所述倾斜壁被倾斜为使得到路面的距离从所述车身的在所述车辆纵向上的前端侧朝所述开口部的在所述车辆纵向上的前端部逐渐变小。

在上述空气引入结构中，至少一部分在倾斜壁和路面之间流动的气流通过开口部被引入到风道部中。所述引入的气流作为冷却风通过风道部被引导到被冷却体，并用来冷却被冷却体。在空气引入结构中，车身下方的气流在倾斜壁和路面之间受到颈缩(constrict)，受颈缩的程度朝风道部的开口部变大。由于这种颈缩产生的文丘里效应给予地板下方的气流向上的速度分量(矢量)，从而气流作为冷却风被引导到被冷却体。

因而，根据以上方案，可以将气流从车辆下方有效地导向到被冷却体。

在以上方案中，空气引入结构可进一步包括气流引导构件，其通过当车速超过阈值车速时的所述车身底部气流的风压而绕位于车辆宽度方向上的轴线旋转以从收纳位置转换到气流引导位置，在所述收纳位置，所述气流引导构件位于所述风道部中，在所述气流引导位置，所述气流引导构件通过所述开口部从所述风道部朝所述路面突出。

在该空气引入结构中，当车速较低时，因为作用在气流引导构件上的气流的风压较小，所以气流引导构件保持在收纳位置。因为气流压力随着车速增加而增加，因此相对较大的风压作用在气流引导构件上，从而气流引导构件从收纳位置转换到气流引导位置。因为位于气流引导位置的气流引导构件在车辆的向下的方向上从风道突出，因此气流引导构件更有效地将在路面侧处流动的行驶风引入到风道部中。

在上述结构中，风道部可以与地板通道的在车辆纵向上的前侧的开口端连通，并且被冷却体可以布置在地板通道中，或者可以布置在地板通道和风道部之间。

在该空气引入结构中，通过开口部被引入到风道部中的行驶风被有效地引导到设置于风道部和地板通道之间或在地板通道内的被冷却体。已经使被冷却体冷却的冷却风通过地板通道被排出。

在上述结构中，用作车辆的驱动源的动力装置可以布置于所述地板通道在所述车辆纵向上的前面；并且所述被冷却体可以包括热交换器，其通过使流体在所述热交换器和所述动力装置之间循环来冷却动力装置。

在动力装置的在车辆纵向上的后部装配有热交换器的结构中，所述空气引入结构能够有效地将行驶风通过朝路面侧开放的开口部引入到热交换器。也就是说，气流被引导到被冷却体而不会被动力装置遮挡(而是绕过动力装置被引导)。

在前述结构中，车身可包括下盖，所述下盖从车辆垂直方向上的下侧覆盖所述车身的在车辆纵向上的前部，并且所述风道部和所述倾斜壁可以与所述下盖一体地形成。

在该空气引入结构中，由于风道部和倾斜壁与所述下盖一体地形成，因此所述下盖抑制了风道部和倾斜壁之间的相对位置变化，从而由于在倾斜壁和路面之间产生的文丘里效应而在将气流引导到风道部中时获得良好效果。

如上所述，依照本发明的空气引入结构具有能够将气流以良好的方式从车辆下方引导到被冷却体的出色效果。

附图说明

将在下面结合附图对本发明的特征、优点和技术及工业意义进行描述，其中相似的附图标记用于表示相似的元件，其中：

图1为并入了依照本发明的实施例的空气引入结构的车辆的前部的侧面剖视图；

图2为包括依照本发明的实施例的空气引入结构的前部的立体图；

图3为构成依照本发明的实施例的空气引入结构的活动翼板的放大侧视图；

图4为构成依照本发明的实施例的空气引入结构的冷却装置的立体图；

图5为图示了由依照本发明的实施例的空气引入结构获得的将空气引入到风道部中的示意侧面剖视图；以及

图6A至图6C为图示了应用了依照本发明的实施例的空气引入结构的车身的轴距的延长机制的示意侧视图。

具体实施方式

将参照图1至图5描述依照本发明的实施例的空气引入结构10。首先，将描述安装有空气引入结构10的车辆A的车身11的结构。之后将描述空气引入结构10的结构。此外，在图中，箭头FR表示车辆的向前的方向，箭头UP表示车辆的向上的方向，箭头W表示车辆宽度方向。

图1以示意侧面剖视图示出了并入了空气引入结构10的车辆A的前部。如图中所示，布置有动力装置12的动力装置室14设置于车辆A的在纵向上的前端侧。该实施例中的动力装置12包括为内燃机的发动机和电动机，它们作为驱动源能够独立于彼此驱动前轮Wf。因此，车辆A为具有两个驱动源的混合动力汽车。

所述动力装置可以包括具有沿所述车辆宽度方向排列的曲轴的横置发动机以及驱动桥，所述驱动桥连接到发动机上以传递机动动力。所述驱动桥可以包括电动机、发电机(未示出)、动力分离机构等，以及诸如无级变速器等的变速器。在该实施例中，驱动桥进一步包括电连接到例如电动机、发电机和电池上的变换器。因此，在该实施例中的动力装置还可以视为原动机(powerplant)。

动力装置室14可以视为所谓的发动机室。动力装置室14的后端部由使动力装置室14与乘员厢C分开的仪表板16来限定。仪表板16被结合到地板面板18的前端部。地板面板18的在所述车辆宽度方向上的中央部设置有地板通道20，所述地板通道20在车辆纵向上延伸并且在沿与地板通道20延伸的方向正交的平面所截取的剖视图中具有倒置的直角“U”形截面形状。

于是，在车辆A中，诸如冷却装置22的被冷却体设置为使得关闭地板通道20的前侧开口20A。因此，在该实施例中，冷却装置22布置于动力装置12在车辆纵向上的后面。冷却装置22包括散热器和冷凝器中的至少一个，所述散热器用作热交换器，其通过使冷却液在散热器和动力装置12(例如，其发动机及电动机)之间循环而冷却动力装置12，所述冷凝器用作构成空调设备的热交换器。此外，冷却装置22可以向前倾斜为使得：与冷却装置22的下端到前端相比，冷却装置22的上端侧更进一步朝向车辆的前方。

此外，风扇装置24设置于冷却装置22在车辆纵向上的后面。由于风扇装置24的运行，当空气从冷却装置22的前方流过冷却装置22并从后部流出时，空气与冷却液进行热交换。在经受了与冷却液的热交换之后，空气通过地板通道20的面向下方的开口20B从地板下方排出。风扇装置24的运行在车辆A的速度超过阈值车速时被禁止。

空气引入结构10被配置为使得由车辆A的运动产生的气流被有效地引导为流到冷却装置22的空气流，所述冷却装置22布置于动力装置12在车辆纵向上的后面。在下面将具体描述空气引入结构10。

如图1和图2所示，空气引入结构10包括下盖26，所述下盖26从动力装置室14的在车辆垂直方向上的下侧覆盖动力装置室14。下盖26包括风道28，风道28将正在下盖26和路面之间流动的气流引导到冷却装置22(设置于地板通道20中)和倾斜的文丘里壁30。

如图1所示的风道28具有面向下方的入口28A以及面向后方的出口28B，所述入口28A正好位于地板通道20在车辆纵向上的前方，所述出口28B位于地板通道20的正前面。风道28为如下形成的流路28C：通过用在所述车辆宽度方向上面向彼此的一对左右侧壁32以及连接两个侧壁32的上边缘的顶壁34围绕入口28A和出口28B之间的空间而形成。

冷却装置22被密封和定位在地板通道20的前侧开口端20A和风道28的出口28B之间。也就是说，风道28(车辆A和路面R之间)和地板通道20经由冷却装置22(其空气侧流路)链接在一起。

通过使下盖26的位于入口28A的前边缘部28AF在车辆纵向上的前方的前侧部倾斜而形成文丘里壁30，以使得下盖26的前侧部的后端比前侧部的前端侧朝路面R更靠近路面R。这满足了在所述车辆宽度方向上，至少在设置有风道28的区域的在车辆纵向上的前侧的区域中存在文丘里壁30。然而，在该实施例中，基本跨过车辆的整个宽度延伸的下盖26的前部被倾斜作为文丘里壁30。

文丘里壁30被配置为使得在文丘里壁30和路面之间形成的空间具有文丘里形状，其中所述空间的高度朝车辆的后端侧降低(流过的横截面面积减小)。在该实施例中，文丘里壁30和路面R之间的空间的在前边缘部28AF的正下方的一部分为颈部，所述颈部具有最低的流路横截面面积，流路横截面面积最小，此处气流受到最大程度的颈缩。

空气引入结构10装配有作为气流引导构件的活动翼板36。如图3和图4所示，活动翼板36设置于冷却装置22下方，并且被构成为使得能够呈现收纳位置(见图3中的虚线)和气流引导位置，在收纳位置，活动翼板36被收纳在风道28中，在气流引导位置，活动翼板36朝路面R从入口28A向下突出。将在下面具体地描述活动翼板36。

活动翼板36具有大致扁平的矩形形状并且在所述车辆宽度方向上延伸。活动翼板36的侧面被支撑在冷却装置22的在宽度方向上的一个端侧上以便能够绕在所述车辆宽度方向上延伸的支撑轴38旋转。活动翼板36被设计为在收纳位置和气流引导位置之间交替，在收纳位置，活动翼板36接触收纳侧止动件42，而在气流引导位置，随着活动翼板36绕支撑轴38相对于冷却装置22转动(移置一角度)，活动翼板36接触气流引导侧止动件44。支撑轴38设置于冷却装置22的下端部。因此，活动翼板36在该实施例中布置于入口28A的在车辆纵向上的后侧附近。

活动翼板36通过设置在活动翼板36和冷却装置22之间的弹簧40被转换到收纳位置。尽管在图3所示的实施例中，弹簧40为扭转螺旋弹簧，张力螺旋弹簧也可以用作弹簧40。

弹簧40的弹簧常数被设定为使得活动翼板36通过当车辆A的速度(车速)超过阈值车速(例如，80km/h)时获得的气流压力而被置于气流引导位置。活动翼板36的收纳位置被倾斜为使得活动翼板36的远侧36A位于活动翼板36被支撑在支撑轴38上时活动翼板36的支撑侧的前方或下面。

收纳位置的倾斜角度被设定为一个基本上沿着从入口28A导向到风道28A中的气流的宏观流动方向的角度，或者被设定为一个与基本上沿着宏观流动方向的角度到气流引导位置的角度相比更接近气流引导位置的角度的角度(即，使得活动翼板36的面朝车辆的前方的表面接收气流压力的角度)。相反，活动翼板36的气流引导位置在侧视图中基本上沿着车辆垂直方向。活动翼板36和支撑轴38等之间的静摩擦(摩擦系数)被设定为使得活动翼板36的颤振保持最小。

接下来，将描述该实施例的操作。

在装配有上述的空气引入结构10的车辆A中，冷却液在动力装置12和冷却装置22之间循环。冷却液由于冷却装置22与空气执行的热交换而被冷却。由此，动力装置12被冷却。由于湍流或者由风扇装置24的运行引起的气流，冷却装置22被供给经受与冷却液的热交换的空气。已经在冷却装置22中经受了与冷却液的热交换的气流之后通过开口端20B从地板通道20在地板下方被排出。

在这种空气引入结构10中，因为文丘里壁30布置于入口28A的前侧，朝车辆后部运动的湍流在入口28A前面发生的文丘里效应作用下相对于车辆如图5所示向上被引导，从而大量的空气通过入口28A被引入到风道28中。图5中的多个流线FL示出了通过数值分析获得的在车身下方的空气流动的宏观方向。尽管图中未示出，在设置于入口28A在车辆纵向上的前面的下盖基本上平行于路面R的对比示例中，气流仅主要朝车辆的后部流动，从而在一些情况下，朝布置于下盖和地板面板上方的冷却装置22导向的气流变得不足。

在本实施例的空气引入结构10中，然而，因为文丘里壁30和路面R在其间形成了其颈部位于前边缘部28AF正下方的文丘里空间，因此与上述对比示例相比，文丘里空间的文丘里效应增加了引入到风道28中的空气的量。此外，在这种空气引入结构10中，当车辆A正以相对低的速度行驶时，使风扇装置24运行以确保足量的空气引入到风道28中。

当车辆A的速度超过阈值车速时，活动翼板36被转换到气流引导位置。因此，活动翼板36从风道28朝路面R突出，从而朝车辆的后侧运动的一部分气流被遮挡并如图5所示被引导到风道28中。此时，风扇装置24的运行被禁止(停止)。因而，根据空气引入结构10，因为文丘里效应和活动翼板36，所以用于冷却高负荷运行的动力装置12的足量的空气可以被引入到风道28中(引入到冷却装置22中)，同时由在车辆高速行驶期间风扇装置24的运行引起的行驶阻力的增加得到了抑制。

当车辆A的速度下降到阈值车速(或者比所述阈值车速低的第二阈值车速)以下时，活动翼板36通过弹簧40的弹力被收纳。因此，根据空气引入结构10，当车辆A的速度处于低到中速度范围中时，活动翼板36被收纳到风道28中，从而最小化在采用总是处于气流引导位置(并因此具有增加的前部突出区域)的固定翼板时会发生的行驶阻力的增加(耗油率的恶化)。此外，利用固定翼板，会使雪等积聚在翼板上并且不利地影响冷却性能。然而，在空气引入结构10中，雪等几乎不可能积聚在活动翼板36上，因为活动翼板36保持于收纳姿态，从而避免了由于积雪等对冷却装置22的冷却性能产生的不利影响。

因而，在空气引入结构10中，可以将足量的空气导向到布置在动力装置12在车辆纵向上的后面的冷却装置22，从而使冷却装置22充分冷却。

因此，例如，应用了空气引入结构10的车辆A可以被构造为使得动力装置12布置在前保险杠的加强件正后面，也就是说，进一步朝动力装置室14的前方布置。具体地，与散热器和空调冷凝器布置在发动机室的前端部的对比示例(未示出)相比，在空气引入结构10中，动力装置12可以更靠近车辆的前端布置。

因此，在应用了空气引入结构10的车辆A中，通过进一步朝车辆的前方定位前轮Wf和动力装置12，轴距可以被延长而不会增加车身的尺寸。该构造通过减小车身的重量而有助于有效减轻整个车辆A。将进一步对其进行解释。例如，如果车身的重量通过改变车身外部面板的材料(改变成高张力的刚板或树脂薄板)或减小内部材料的重量来减小，动力装置12的相对重量会增加。因此，例如，在图6A所示的对比示例中，仅车身101的仅重量减小破坏了前轮Wf和后轮Wr之间的载荷平衡。具体地，这将过分地增加前轮Wf的载荷比例，使得必须延长轴距。然而，如图6B所示，如果车身111在车辆纵向上被向后延长(见箭头X2)，则与车身101相比，为了延长轴距(见箭头X1)，车身的尺寸增加，从而降低了车身的重量减小的效果。

空气引入结构10也可以被配置为通过朝车辆的前端定位动力装置12来增加轴距，如图6C示意地所示。这使得能够增加车身11相对于车身101的轴距的轴距，而不会增加车身11的长度。于是，因为延长了轴距，可以在较轻的车身11上在前轮和后轮之间获得良好的载荷平衡。因此，如上所述，空气引入结构10通过减小车身11的重量而减轻了整个车辆A。

此外，与如上所述的车身101和车身111相比，在空气引入结构10中，前轮Wf进一步朝车辆的前端被定位，从而减小了前方的悬伸。例如，这有助于提高车辆A的操纵性并且提高其加工容易性等。此外，因为动力装置12布置于动力装置室14的在车辆纵向上的前面，所以无需支撑件支撑车身框架构件上的散热器和空调冷凝器。

在空气引入结构10中，风道28和文丘里壁30与下盖26一体地形成。因此，在空气引入结构10中，风道28和文丘里壁30的相对位置被固定，并且基于文丘里壁30的文丘里效应的引风效率较好。

在前述的实施例中，尽管动力装置12包括内燃机和电动机，但是本发明不局限于这种构造。例如，本发明可以被配置为使得动力装置12为发动机或电动机。例如，动力装置12可以为发动机并且作为驱动源的电动机可以布置在车辆的后部或车轮内。

此外，尽管在上述实施例中空气被引导到作为被冷却体的冷却装置22中，但是本发明不局限于这种构造。例如，本发明可以代替地被配置为将空气经由地板通道20引导到为冷却动力装置设置的散热器等，该动力装置储存被供给到车辆牵引电动机的电力并且布置于位于车厢在车辆纵向上的后部并在地板通道20内的位置。

此外，在上述实施例中，尽管风道28和文丘里壁30与下盖26一体地形成，但是本发明不局限于该构造。例如，能够使风道28和文丘里壁30中的至少一个形成为单独的构件，或者采用风道28和文丘里壁30未设置下盖26的构造。

尽管在上述实施例中活动翼板36布置于入口28A的后边缘附近，但是本发明不局限于该构造。例如，能够采用这种构造：其中，活动翼板36由下盖26支撑以跨过入口28A的在车辆纵向上的中央部沿车辆宽度的延伸方向延伸。

明显的是，本发明不局限于所述的构造，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种改进方式实施。

Claims (7)

1.一种空气引入结构，包括：

风道部，其设置于车身中，具有朝路面开放的开口部，并且将车身底部气流导到布置于所述开口部在车辆纵向上的后面的被冷却体；以及

倾斜壁，其设置于所述开口部在所述车辆纵向上的前面并且设置于所述车身的路面侧，所述倾斜壁被倾斜为使得到路面的距离从所述车身的在所述车辆纵向上的前端侧朝所述开口部的在所述车辆纵向上的前端部逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的空气引入结构，进一步包括：

气流引导构件，其通过当车速超过阈值车速时的所述车身底部气流的风压而绕位于车辆宽度方向上的轴线旋转以从收纳位置转换到气流引导位置，在所述收纳位置，所述气流引导构件位于所述风道部中，在所述气流引导位置，所述气流引导构件通过所述开口部从所述风道部朝所述路面突出。

3.根据权利要求1或2所述的空气引入结构，其中：

所述风道部与地板通道的在所述车辆纵向上的前侧的开口端连通；并且

所述被冷却体布置于所述地板通道中。

4.根据权利要求1或2所述的空气引入结构，其中：

所述风道部与地板通道的在所述车辆纵向上的前侧的开口端连通；并且

所述被冷却体布置于所述地板通道和所述风道部之间。

5.根据权利要求3所述的空气引入结构，其中：

用作车辆的驱动源的动力装置布置于所述地板通道在所述车辆纵向上的前方；并且

所述被冷却体包括用于冷却所述动力装置的热交换器，其中流体在所述热交换器和所述动力装置之间循环以冷却所述动力装置。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的空气引入结构，其中：

所述车身包括覆盖所述车身的前部的下侧的下盖；并且

所述风道部和所述倾斜壁与所述下盖一体地形成。

7.根据权利要求2所述的空气引入结构，进一步包括：

风扇装置，其布置于所述被冷却体后面，所述风扇装置朝所述被冷却体抽风，其中所述风扇装置的运行在车速超过阈值车速时停止。

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