CN104828160A - 一种角度可调式双扰流器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角度可调式双扰流器，包括两个尾翼结构，气流通道以及液压管路，尾翼结构位于气流通道的末端，包括主翼、副翼以及驱动机构，主翼位于副翼下方，副翼的前端靠近主翼的尾端，主翼上板表面中部设有相对主翼固定的定位板，定位板的上端与副翼转动连接，驱动机构包括副翼缸，转动辅助缸以及用于定位转动辅助缸的底座，副翼缸缸体与定位板转动连接，所述的液压管路包括液压泵、用于同时通断两个副翼缸的副翼管路以及用于单独通断每个转动辅助缸的转动辅助管路。本发明旨在提供一种可对汽车尾部左右两侧的下压力和空气阻力进行调节从而提高汽车附着性能、降低轮胎负荷的角度可调式双扰流器。

Description

一种角度可调式双扰流器

技术领域

本发明属于汽车领域，尤其涉及一种角度可调式双扰流器。

背景技术

在汽车行驶过程中，由于汽车自身形状结构特点，导致汽车在行驶时会产生向上的升力，汽车与地面的附着力降低，当汽车行驶时速较高时，这一现象则更为突出。为了尽可能缓解升力对于汽车行驶稳定性的不良影响，设计师往往会从汽车形状上下手，对汽车形状进行特定优化，从而降低产生的升力。此外在高性能汽车、跑车或者赛车上，为了提高汽车过弯时对地面的附着力，还会在汽车的头部或尾部安装前翼或者尾翼，前翼、尾翼的翼片其截面形状飞机机翼截面形状类似，但是其安装方式与飞机机翼正好相反，空气流经前翼、后翼翼片的上下表面时，上、下表面的压力差将会产生向下作用的压力，帮助汽车头部或者尾部紧贴地面，提高车辆对地面的附着能力。

在实际行驶过程中，特别是过高速弯道的情况下，汽车由于离心作用会有向弯道外侧发生侧倾的趋势，位于弯道内侧的轮胎其受到的正压力降低，而弯道外侧的轮胎受到的正压力增大，汽车出现较大侧倾容易导致汽车突破弯道外侧车轮的附着极限而发生滑移的情况。然而，由于前翼、后翼对于汽车左右两侧的下压力是一致的，因此依然难以缓解这一情况。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种可对汽车尾部左右两侧的下压力和空气阻力进行调节从而提高汽车附着性能、降低轮胎负荷的角度可调式双扰流器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种角度可调式双扰流器，包括在汽车车尾沿着汽车中轴线对称布置的两个尾翼结构，两个与尾翼结构相对应的气流通道以及用于驱动尾翼结构运转的液压管路，所述尾翼结构位于气流通道的末端，包括平行布置的主翼、副翼以及可带动副翼转动的驱动机构，主翼位于副翼下方，副翼的前端靠近主翼的尾端，主翼上板表面中部设有相对主翼固定的定位板，定位板的上端与副翼转动连接，所述的驱动机构包括用于带动副翼转动的副翼缸，用于带动主翼、副翼同时相对底座转动的转动辅助缸以及用于定位转动辅助缸的底座，副翼缸缸体与定位板转动连接，所述的液压管路包括液压泵、用于同时通断两个副翼缸的副翼管路以及用于单独通断每个转动辅助缸的转动辅助管路。在汽车尾部布置两个这样的尾翼结构，其主翼转动角度可以通过转动辅助缸进行调节，可以进一步提高风阻和下压力的作用效果，当刹车时转动辅助缸可运转至行程最大处，使得主翼、副翼与水平面的夹角最大，从而产生空气刹车的效果，对于车辆制动起到辅助效果。每个转动辅助缸通过单独控制，两个尾翼结构的转动角度可以不同，作用于车尾左右两侧的作用力也不相同，转弯时通过改变左右两边下压力的大小，产生与侧倾力矩相反的回正力矩，使得汽车左右两侧车轮的压力差距降低，抑制车身的侧倾，同时两边风阻的大小也发生改变，可以产生与转弯方向相同的辅助力矩，能够减轻汽车在高速入弯过程中的转向不足现象，大大提高了汽车的操控稳定性。

作为优选，所述气流通道的侧壁内设有旁通气道，所述气流通道的侧壁上设有旁通气道的进气口以及将气流导向主翼下方的出气口，所述的进气口位于主翼上方，进气口处设有阀门。副翼向上转动打开之后，副翼受到的空气阻力减小，副翼产生的下压力也同时减小，然而此时主翼的风阻和下压力保持不变。此时打开旁通气道，主翼上方产生的高压气流经过旁通气道而从主翼下表面的出气口流出，产生涡流，流过主翼下表面的气流与主翼下表面发生剥离，主翼下方气流的流速降低，主翼上下压力差缩小，这使得主翼空气阻力和下压力降低，车辆行驶的阻力减小，因此在直道上可以达到更高的加速度和最高时速。

作为优选，所述的主翼为中空结构，主翼下表面设有与转动辅助缸活塞杆配合的条形孔，转动辅助缸活塞杆顶部设有导销，主翼内在条形孔上方设有与导销滑动配合的滑槽。这样当转动辅助缸的活塞杆顶出时，即可推动主翼同时带动副翼向前转动。

作为优选，所述的阀门上设有可与副翼上表面接触的推板以及可使阀门常闭的保持弹簧，推板与阀门固定连接，所述的副翼转动至上止点时阀门完全打开。这样当副翼向上转动后，阀门也自动打开，因而无需人力控制旁通气道的开闭，使用过程较为便利。

作为优选，所述的副翼管路包括另一个同时控制两个副翼缸的副翼三位四通电磁阀，所述的转动辅助管路包括两个支路，支路上设有控制单侧转动辅助缸的转动辅助三位四通电磁阀，所述的主翼管路、副翼管路和支路上均设有单向阀和蓄能器。两侧尾翼结构中副翼的转动采用同步控制，保证两者运动情况一致，而两侧尾翼结构的转动则通过单独的管路控制，使得转动角度能够有所不同。

作为优选，所述的副翼前端转动至下止点时，副翼前端的下表面与主翼上表面接触，所述副翼前端下表面与主翼上表面弧度一致。这样当转动辅助缸推动主翼、副翼同时向前转动时，副翼前端的下表面与主翼上表面相贴合可以产生更大的空气制动力，进一步提高辅助制动效果。

作为优选，所述的旁通气道呈J形，包括与进气口连通的弯曲段以及与出气口连通的直线段，所述出气口靠近主翼下表面的前端。这样当副翼向上转动打开时，主翼上方的高压气流能更顺利的进入到旁通气道之中，最后吹向主翼下表面，从而与流经主翼下方产生更多涡流，进一步提高减阻效果。

作为优选，还包括可收集汽车刹车信号、车速信息和侧向加速度信号的控制器，所述的控制器分别与主翼三位四通电磁阀、副翼三位四通电磁阀、转动辅助三位四通电磁阀电连接。

本发明的有益效果是：（1）通过改变两个尾翼结构中主翼和副翼的转角，调节车尾左右两边的风阻和下压力，抑制车身侧倾，帮助车辆在高速行驶时顺利转弯，提高车辆过弯速度和行驶稳定性；（2）汽车制动时，两侧主翼向前转动，主翼和副翼与空气的接触面最大，提供额外的刹车制动效果：（3）直道行驶时，副翼可向上转动，同时打开旁通气道，从而降低主翼和副翼的风阻和下压力，有助于提高汽车直道的加速和极速表现。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明中尾翼结构的示意图；

图3是本发明中尾翼结构主翼未升起时的剖视图；

图4是本发明中尾翼结构向前转动后的剖视图；

图5是本发明中尾翼结构中副翼向上转动后的剖视图；

图6是本发明的液压原理图；

图7是本发明的模块连接图。

图中：尾翼结构1，副翼1a，定位板1b，主翼1c，车尾2，气流通道201，出气口102，进气口103，旁通气道10a，保护壳体12，底座13，转动辅助缸14，转动辅助缸活塞杆14a，导销14b，副翼缸16，副翼三位四通电磁阀18，左转动辅助三位四通电磁阀19a，右转动辅助三位四通电磁阀19b，转动辅助三位四通电磁阀19，泄压阀20，滤清器21，液压泵22，蓄能器23，单向阀24，按钮25。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1至图7所示的实施例中，一种角度可调式双扰流器，包括两个尾翼结构1、气流通道201和液压管路，其中，尾翼结构布置在汽车的车尾2，两个尾翼结构沿着汽车中轴线对称布置。气流通道位于车尾，开口朝上，左右两边各有一个，与尾翼结构相对应，流过车身上部的气流会沿着气流通道流向汽车的车尾。尾翼结构位于气流通道末端，包括主翼1c、副翼1a和驱动机构，主翼和副翼平行布置，主翼位于副翼下方。主翼上板表面中部设有定位板1b，定位板竖直固定在主翼上，定位板的上端想副翼后端延伸且与副翼转动连接。副翼的前端靠近主翼的尾端，副翼向下转动之后副翼的下表面可与主翼上表面相贴合，副翼前端下表面与主翼上表面弧度一致。

驱动机构包括副翼缸16、转动辅助缸14和底座13。转动辅助缸外部设有保护壳体12，两者的固定连接，同时保护壳体与底座固定连接。主翼为中空结构，主翼下表面设有与转动辅助缸活塞杆14a配合的条形孔，转动辅助缸活塞杆顶部设有导销14b，主翼内在条形孔上方设有与导销滑动配合的滑槽，转动辅助缸可带动主翼沿车辆前后方向转动，使得主翼、副翼能同时相对底座转动。副翼缸缸体与定位板转动连接，副翼缸活塞杆作用于副翼前端，副翼缸活塞杆收回时，带动副翼向上转动。而在副翼前端转动至下止点时，副翼前端的下表面与主翼上表面贴合，形成一个整体，以提高尾翼结构的稳定性。

气流通道的侧壁内设有旁通气道10a，气流通道的侧壁上设有旁通气道的进气口103以及将气流导向主翼下方的气出气口102，进气口位于主翼上方，进气口处设有阀门。旁通气道呈J形，包括与进气口连通的弯曲段以及与出气口连通的直线段，出气口靠近主翼下表面的前端。阀门上设有可与副翼上表面接触的推板，推板与阀门固定连接，此外还设有可使阀门常开的保持弹簧，副翼转动至上止点时阀门完全打开。

液压管路用于驱动尾翼结构运转，包括液压泵22、用于同时通断两个副翼缸的副翼管路以及用于单独通断每个转动辅助缸的转动辅助管路，液压泵负责将液压油从储油箱中抽出，抽取的液压油需要先通过滤清器21过滤。副翼管路和转动辅助管路并联布置。副翼管路包括副翼三位四通电磁阀18，在副翼三位四通电磁阀之前设置有一个单向阀24，在单向阀和副翼三位四通电磁阀之间设置一个蓄能器23。转动辅助管路包括两个支路，支路上分别设有一个单向阀和转动辅助三位四通电磁阀19，两个转动辅助三位四通电磁阀中一个是左转动辅助三位四通电磁阀19a，另一个是右转动辅助三位四通电磁阀19b，单向阀和对应的转动辅助三位四通电磁阀之间设置一个蓄能器。在副翼管路中，两个副翼缸采用并联方式，通过副翼三位四通电磁阀的油路同时作用于两个副翼缸，使得两个副翼缸能同时完成操作副翼转动。而在转动辅助管路中，通过支路来分别控制转动辅助缸，左转动辅助三位四通电磁阀用于控制左侧的尾翼结构，右左转动辅助三位四通电磁阀用于控制右侧的尾翼结构，使得两个尾翼结构的转动角度可不相同。此外，还设置泄压支路，包括一个泄压阀20，泄压阀位于各单向阀之前，当管路内压力过大时，可将管路内油压安全卸除。

液压管路中的副翼三位四通电磁阀和转动辅助三位四通电磁阀通过控制器进行连接，控制器可以是汽车的ECU，也可以是单独设置的控制单元。此外控制器还用于收集汽车的车速信息、刹车信号以及侧向加速度信号，控制器电连接一个按钮25，按钮设置在驾驶舱内，驾驶者可手动控制副翼的打开和关闭。

在实际运行过程中，当车速较低时，如图3所示，尾翼结构处于初始状态。当车速提升至90KM/H以上并且进一步上升时，如图4所示，两个转动辅助三位四通电磁阀的左位均接入系统，此时油压推动两个转动辅助缸的活塞，使得主翼连同副翼一同向前转动，主翼向前转动角与转动辅助缸活塞行程呈正相关，而且向前转动角最大为30度。

当刹车时，两个转动辅助三位四通电磁阀的左位均接入系统，同时转动辅助缸活塞行程达到最大，因此主翼和副翼向前转动角度最大，以获得最大的迎风面积，从而提供最大的风阻。

当汽车高速转弯时，离心力产生较大的侧向加速度，如汽车向左转弯时，车身受到向右的离心力作用，由于汽车质心位置高于汽车侧倾中心，产生的侧倾力矩使得汽车有向右侧倾的趋势，汽车左侧车轮对地面的压力下降，右侧车轮对地面的压力上升。此时，两个转动辅助三位四通电磁阀的右位均接入系统，然而用于控制左侧尾翼结构的左转动辅助缸的转动辅助三位四通电磁阀，其作用时间大于右转动辅助三位四通电磁阀，使得控制左侧尾翼结构中转动辅助缸活塞的升程大于控制右侧尾翼结构中转动辅助缸活塞的升程，最终使得两尾翼结构中主翼的转动角度相差10到30度，转角差的大小随着侧向加速度的增大而增大。这样，位于左侧的尾翼结构，其相比右侧的尾翼结构，产生更大的下压力，从而形成回正力矩抵消至少一部分由离心力产生的侧倾力矩，从而减小车身侧倾，提高左侧车轮的附着力，降低右侧车轮的负荷。同时，由于两侧尾翼结构的转角差，使得左侧尾翼结构的风阻大于另一侧，由两侧不同的风阻产生与车辆转向方向相同的辅助力矩，从而提供额外的转向力矩。

当汽车在直道上加速行驶时，如图5所示，驾驶者可通过手动控制按钮，将副翼三位四通电磁阀右位接入液压管路中，从而使得副翼向上转动，副翼产生的下压力和风阻降低。同时由于副翼打开之后，阀门也被打开，主翼上方产生的高压气流经过旁通气道而流向主翼下表面，从而降低主翼上下压力差，这使得主翼空气阻力和下压力降低，车辆行驶阻力减小，便于汽车更快的加速，在长直道上加速行驶时可以使极速相对副翼未升起时提高10到15KM/H。在此状态下，如果驾驶者踩下刹车踏板，副翼三位四通电磁阀左位以及两个转动辅助三位四通电磁阀的左位接入液压管路中，尾翼结构整体在向前转动的同时也将副翼回位，副翼回位的过程中阀门也自动关闭，从而将旁通气道关闭。

Claims (8)

1.一种角度可调式双扰流器，其特征是，包括在汽车车尾沿着汽车中轴线对称布置的两个尾翼结构，两个与尾翼结构相对应的气流通道以及用于驱动尾翼结构运转的液压管路，所述尾翼结构位于气流通道的末端，包括平行布置的主翼、副翼以及可带动副翼转动的驱动机构，主翼位于副翼下方，副翼的前端靠近主翼的尾端，主翼上板表面中部设有相对主翼固定的定位板，定位板的上端与副翼转动连接，所述的驱动机构包括用于带动副翼转动的副翼缸，用于带动主翼、副翼同时相对底座转动的转动辅助缸以及用于定位转动辅助缸的底座，副翼缸缸体与定位板转动连接，所述的液压管路包括液压泵、用于同时通断两个副翼缸的副翼管路以及用于单独通断每个转动辅助缸的转动辅助管路。

2.根据权利要求1所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，所述气流通道的侧壁内设有旁通气道，所述气流通道的侧壁上设有旁通气道的进气口以及将气流导向主翼下方的出气口，所述的进气口位于主翼上方，进气口处设有阀门。

3.根据权利要求1所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，所述的主翼为中空结构，主翼下表面设有与转动辅助缸活塞杆配合的条形孔，转动辅助缸活塞杆顶部设有导销，主翼内在条形孔上方设有与导销滑动配合的滑槽。

4.根据权利要求2所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，所述的阀门上设有可与副翼上表面接触的推板以及可使阀门常闭的保持弹簧，推板与阀门固定连接，所述的副翼转动至上止点时阀门完全打开。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，所述的副翼管路包括另一个同时控制两个副翼缸的副翼三位四通电磁阀，所述的转动辅助管路包括两个支路，支路上设有控制单侧转动辅助缸的转动辅助三位四通电磁阀，所述的主翼管路、副翼管路和支路上均设有单向阀和蓄能器。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，所述的副翼前端转动至下止点时，副翼前端的下表面与主翼上表面接触，所述副翼前端下表面与主翼上表面弧度一致。

7.根据权利要求2所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，所述的旁通气道呈J形，包括与进气口连通的弯曲段以及与出气口连通的直线段，所述出气口靠近主翼下表面的前端。

8.根据权利要求5所述的一种角度可调式双扰流器，其特征是，还包括可收集汽车刹车信号、车速信息和侧向加速度信号的控制器，所述的控制器分别与主翼三位四通电磁阀、副翼三位四通电磁阀、转动辅助三位四通电磁阀电连接。