CN103043126B - 机动车辆的风向调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动车辆的风向调节系统，它是由底板和底板转向装置构成，所述底板是由前侧板、中部板、后侧板依次铰接而成，并设在车辆底盘的底部；底板转向装置是由空气流速传感器、车速传感器、大气压力传感器、主控单元、油泵和液压缸构成，上述传感器分别将监测到的数据信息传送给主控单元，主控单元依据数据信息对油泵进行启动控制，油泵通过油管与液压缸连接，两个液压缸的活塞杆分别与前侧板及后侧板的板面铰接。由于在机动车辆上增设了风向调节系统，通过调节汽车在不同工况下的形状来改变汽车车身表面气流谱，从而使汽车在不同工况下达到燃油经济性和安全性的最佳平衡点，本发明突显了低速行驶节能环保、高速行驶安全可靠的特点。

Description

机动车辆的风向调节系统

技术领域

本发明涉及一种机动车辆，具体是一种机动车辆的风向调节系统。

背景技术

随着这几年中国经济的高速增长，人民收入持续升高，人们购买轿车的欲望在增强 ，在今后 5～10年内，将是中国公民购买汽车的高峰期，也是中国汽车工业能否发展壮大的关键时期。此外，随着能源危机，中国加入WTO等等的影响，中国的汽车工业也受到了很大的挑战，在这机遇和挑战并存的关键时刻，切实提高中国汽车工业的汽车的性能，解决好汽车的节油和高速稳定特性，降低汽车的成本，节约能源，这必将赢得市场，同时极大的提高中国汽车的世界竞争能力！

现阶段中国的汽车的性能和国外的许多的大公司还有很大的差距，尤其是对于汽车的整体式设计，以及节能减排的设计方面更是差距较大。所以面对巨大的挑战我们有必要好好分析中国汽车行业的生产模式以及汽车的生产设计技术，从而有效并有利的提高中国汽车产业的竞争力。而对于现代汽车而言，动力性指标，燃油经济性指标以及安全性指标等都是衡量一辆汽车优劣的重要指标。所以提高汽车的这些性能就极其重要，我们提出的可变底盘调节系统正是这样一个通过改变汽车的底盘结构来有效的降低汽车的行驶阻力从而达到有效降低油耗目的的机构。

通过分析我们知道汽车行驶过程中所受到的阻力分为滚动阻力，空气阻力，坡道阻力以及加速阻力四部分。上述诸阻力中，空气阻力和滚动阻力是在任何行驶条件下都存在的，而坡度阻力和加速阻力仅在一定行驶条件下存在。在水平道路上等速行驶时就没有坡度阻力和加速阻力。空气阻力又分为压力阻力和摩擦阻力两部分。摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向上的分力，这部分阻力占总空气阻力的9％。压力阻力又分为形状阻力，干扰阻力，内循环阻力以及诱导阻力，其中形状阻力占压力阻力的大部分约58％，而现代的流线型车身设计能大大削弱这种阻力，其次是干扰阻力，它主要是由车身表面的凸起物（如后视镜，门把，引水槽，悬架导向杆，驱动轴等）引起的阻力约占总阻力的14％，发动机冷却系，车身通风等所需空气流经车体内部是构成的阻力称为内循环阻力约占12％，诱导阻力是空气升力所产生的纵向水平分力，这部分约占7％。所以合理设计车身对减少空气阻力提高经济性和稳定性都有很大的影响！另外，燃油经济性和安全性是当今汽车工业发展的两块极为重要的内容，是今后汽车发展的一个主要方向。但是由于现在的汽车在设计生产完成之后，无法再改变其形状等因素，因而其空气阻力等因素也就无法改变。这就使得在高速和低速等不同的工况下，汽车都在相同的空气动力学状态行驶。其燃油经济性以及安全性自然不可能在每个工况下都达到最佳点。所以我们通过对汽车的车身的分析发现通常的固定是底盘在不同行使工况下不能达到理想的最佳空气动力学要求，所以我们提出了可变底盘调节系统以实现在不同的路况，不同的行驶条件下通过改变汽车的底盘结构来实现达到最佳空气动力学的目标，从而有效降低空气阻力对汽车的影响实现汽车车身结构的优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能使车辆在行驶的过程中,低速时更省油,高速时更安全的机动车辆的风向调节系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

机动车辆的风向调节系统，它是由底板和底板转向装置构成，所述底板是由前侧板、中部板、后侧板依次拼接而成，并设在车辆底盘的底部，中部板固定在车辆前轴和车辆后轴之间，前侧板和后侧板分别与中部板铰接；所述底板转向装置是由空气流速传感器、车速传感器、大气压力传感器、主控单元、油泵和液压缸构成，空气流速传感器、车速传感器、大气压力传感器分别将监测到的数据信息传送给主控单元，主控单元依据数据信息对油泵进行启动控制，所述油泵通过油管与液压缸连接，所述液压缸设有两个，两个液压缸的活塞杆分别与前侧板及后侧板的板面铰接，所述底板转向装置中还设有传感器参数设置输入单元，所述传感器参数设置输入单元与主控单元电连接。

所述底板转向装置中设有故障诊断单元，所述故障诊断单元与主控单元电连接，所述底板转向装置中还设有液晶显示单元，所述液晶显示单元与主控单元电连接，所述主控单元中设有性能曲线和工况曲线生成模块，主控单元将性能曲线和工况曲线传送到液晶显示单元进行显示，所述底板转向装置中还设有空气粘度传感器，所述空气粘度传感器与主控单元电连接，主控单元还可依据空气粘度信息对油泵进行启动控制。

本发明的有益效果：由于在机动车辆上增设了风向调节系统，通过调节汽车在不同工况下的形状来改变汽车车身表面气流谱，从而使汽车在不同工况下达到燃油经济性和安全性的最佳平衡点。例如在城市交通中，由于信号灯多，车流量大，交通拥挤，故车速也低。因而此时使流经底部气流部分受阻，给汽车一个较大的气动升力，对汽车稳定性的影响并不十分明显，但对降低汽车的牵引力，节约能源有着十分显著的效果，从而可以使汽车达到比较好的燃油经济性；而在高速公路或一级公路等行使条件较好的工况下，由于发动机转速和汽车车速都较高，汽车较接近最低的燃油消耗率，此时使汽车高速行驶时流人汽车底部的空气减少，使底部气流保持一定的流速从而减少升力，进而提高汽车的抓地力的性能，提高汽车高速行驶时的安全性，保障司机以及乘客的生命安全；本发明突显了低速行驶节能环保、高速行驶安全可靠的特点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的底板转向装置的结构框图。

图中：1、前侧板； 2、中部板； 3、后侧板； 4、车辆底盘；5、车辆前轴； 6、车辆后轴； 7、空气流速传感器； 8、车速传感器； 9、大气压力传感器；10、空气粘度传感器；11、主控单元；12、油泵；13、液压缸；14、传感器参数设置输入单元；15、故障诊断单元；16、液晶显示单元；17、性能曲线和工况曲线生成模块。

具体实施方式

如图1、2所示，机动车辆的风向调节系统，它是由底板和底板转向装置构成，所述底板是由前侧板1、中部板2、后侧板3依次拼接而成，并设在车辆底盘4的底部，中部板2固定在车辆前轴5和车辆后轴6之间，前侧板1和后侧板3分别与中部板2铰接；所述底板转向装置是由空气流速传感器7、车速传感器8、大气压力传感器9、空气粘度传感器10主控单元11、油泵12和液压缸13构成，其中，空气流速传感器7、车速传感器8、大气压力传感器9、空气粘度传感器10分别将监测到的数据信息传送给主控单元11，主控单元11依据数据信息对油泵12进行启动控制，所述油泵12通过油管与液压缸13连接，所述液压缸13设有两个，两个液压缸13的活塞杆分别与前侧板1的板面及后侧板3的板面铰接。

所述底板转向装置中还设有传感器参数设置输入单元14、故障诊断单元15和液晶显示单元16，传感器参数设置输入单元14、故障诊断单元15和液晶显示单元16分别与主控单元11电连接，主控单元11中设有性能曲线和工况曲线生成模块17，性能曲线和工况曲线生成模块17为软件类的程序模块，可依据各种数据信息，生成性能曲线和工况曲线，并由主控单元11将性能曲线和工况曲线传送到液晶显示单元16进行显示。

工作原理：根据空气动力学，汽车行驶速度不同时，对空气升力有着不同的要求。低速时，较低的空气升力系数可以使空气阻力减小，提高汽车的燃油经济型；高速时，为了保障汽车的安全性和行驶稳定性，需要较大的抓地力，相应的空气升力也应当较小。故底板调节的目标是随着汽车速度的改变是空气动力与汽车力学性能达到更好的组合。这可以从两大方面来分析：汽车中低速时的燃油经济型的提高和汽车高速时的安全稳定性能的提高。

车辆低速行驶时，主控单元11依据数据信息对油泵12进行启动控制，一个液压缸带动前侧板向上翻转一定的角度，同时另一个液压缸带动后侧板向下翻转一定的角度，以减少前迎风面积，降低Cd值，同时使底板前后形成楔形，使流经地板汽车形成较大汽车升力，获得较高升力系数Cl，从而减少汽车牵引力，提高汽车燃油经济性。

车辆高速行驶时，主控单元11依据数据信息对油泵12进行启动控制，一个液压缸带动前侧板向下翻转一定的角度，同时另一个液压缸带动后侧板向上翻转一定的角度，此时汽车前底部应当将少空气的流入，后部应当有利底板下空气的顺畅流出，故合理的前端部形状应是一个与低速时相反的倒楔形，增大迎风面积，后部底板应上抬，总的作用是使汽车升力下降，抓地力增强，行驶更加平稳，防止汽车高速发飘，提高安全性能。

另外，传感器参数设置输入单元14是对不同车型而设计的，根据不同车型所获得的实验数据，将该最佳的实验数据通过传感器参数设置输入单元14输入到主控单元中，主控单元将该最佳实验数据与实际测量到的值相对比，实现对前侧板和后侧板的转向角度进行精确控制。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种机动车辆的风向调节系统，其特征在于：它是由底板和底板转向装置构成，所述底板是由前侧板、中部板、后侧板依次拼接而成，并设在车辆底盘的底部，中部板固定在车辆前轴和车辆后轴之间，前侧板和后侧板分别与中部板铰接；所述底板转向装置是由空气流速传感器、车速传感器、大气压力传感器、主控单元、油泵和液压缸构成，空气流速传感器、车速传感器、大气压力传感器分别将监测到的数据信息传送给主控单元，主控单元依据数据信息对油泵进行启动控制，所述油泵通过油管与液压缸连接，所述液压缸设有两个，两个液压缸的活塞杆分别与前侧板及后侧板的板面铰接，所述底板转向装置中还设有传感器参数设置输入单元，所述传感器参数设置输入单元与主控单元电连接，当车辆低速行驶时，所述主控单元依据数据信息对所述油泵进行启动控制，一个液压缸带动所述前侧板向上翻转若干角度，同时另一个液压缸带动所述后侧板向下翻转若干角度，使所述底板前后形成楔形；当车辆高速行驶时，所述主控单元依据数据信息对所述油泵进行启动控制，一个液压缸带动所述前侧板向下翻转若干角度，同时另一个液压缸带动所述后侧板向上翻转若干角度，使所述底板前后形成倒楔形。

2.根据权利要求1所述的一种机动车辆的风向调节系统，其特征在于：所述底板转向装置中设有故障诊断单元，所述故障诊断单元与主控单元电连接，所述底板转向装置中还设有液晶显示单元，所述液晶显示单元与主控单元电连接，所述主控单元中设有性能曲线和工况曲线生成模块，主控单元将性能曲线和工况曲线传送到液晶显示单元进行显示，所述底板转向装置中还设有空气粘度传感器，所述空气粘度传感器与主控单元电连接，主控单元还可依据空气粘度信息对油泵进行启动控制。