CN106428257A - 方程式赛车主动式可变前翼 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方程式赛车主动式前翼，包括安装在前翼端板内侧的定风翼片；使定风翼片与端板之间形成转动的连接装置；驱动定风翼片转动一定角度的驱动机构；安装于车辆上的用于检测车辆行驶状态的车速检测器、加速度检测器；安装于散热系统的水温检测器；其中的水温检测器与驱动器分别连接车辆控制单元。本发明根据赛车行驶状态和发动机温度调整前定风翼片的角度，从而在加速时减少空气阻力，增大方程式赛车侧箱进气量，提高发动机工作效率，提高赛车动力性能。

Description

方程式赛车主动式可变前翼
技术领域
本发明属于方程式赛车的技术领域，尤其涉及一种方程式赛车主动式可变前翼。
背景技术
现有的方程式赛车前定风翼是与端板固连在一起，为使赛车获得更多的空气下压力，提高赛车过弯性能，前定风翼往往会有较大攻角，但其在加速时也会形成较大的空气阻力，同时较大角度的前翼会减少方程式赛车侧箱的进气量，阻碍发动机散热和辅助进气，不利于赛车的加速性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种方程式赛车主动式可变前翼，该赛车前翼工作区间广，结构简单，能够根据赛车的车速和散热器水温主动调节定风翼片的角度，从而在低速或匀速行驶时提供充足下压力，而在高速或加速时减小迎风面积，提高散热器进气效率，减小风阻。
为实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案是：一种方程式赛车主动式可变前翼，该可变前翼安装于赛车车身的前部、位于前悬车轮前方，其特征在于：该可变前翼包括：
起到前翼主翼的作用、安装于赛车前鼻锥处的前翼底板；
用于减少翼面紊流降低阻力、竖直安装于前翼底板两端的前翼端板；
通过轴连接在前翼端板内侧并且可绕轴旋转的可变翼片；
通过电动伸缩缸相连在可变翼片内侧、同时固定于前翼底板上的连杆机构；
安装于车辆上的用于检测车辆行驶状态的车速检测器和加速度检测器；
安装于散热系统的水温检测器；
与车速检测器、加速度检测器、水温检测器和电动伸缩缸上的驱动器分别连接并设置在车辆上的车辆控制单元；
所述电动伸缩缸和连杆机构构成可变前翼的驱动机构，其中，电动伸缩缸固定端与连杆机构为铰链连接，电动伸缩缸推杆端与可变翼片为铰链连接，所述电动伸缩缸上带有控制器，所述控制器与车辆上的车辆控制单元相连，在车辆控制单元的控制下工作时，电动伸缩缸的推杆在电压作用下伸长或缩短，通过铰链点推动或拉动可变翼片绕连接在前翼端板上的轴向上或向下旋转运动。
本发明具有如下的优点和积极效果：
1）、本发明通过主动机构可以调整前翼的角度，从而提高侧箱的进气量，提高发动机燃烧效率，高效减排，保护环境。
2）、本发明通过电动操纵机构可以实时调节前翼两侧翼面的攻角，在直线加速或超车时可以减小攻角降低风阻，在高速行驶为保持稳态时可以增大攻角提高下压力，在弯道行驶时可以通过分别调节内外两侧的翼面攻角之差来实现最佳的转向特性和瞬态响应。
3）、本发明的驱动机构采用电动伸缩缸与连杆组件组合的传动方式，安装方便，结构简单。
4）、本发明的可变前翼在发动机水温检测器检测到发动机温度较高时，会根据水温感应信号调小前翼攻角，增加通过冷却水箱的气流。
5）、本发明的可变前翼在加速度检测器检测到减速时，会根据减速度大小调高前翼攻角，增大车前部的风阻和下压力，提高制动效能。
附图说明
图1是本发明的正视安装示意图；
图2是本发明的可变前翼处于大攻角状态的结构示意图；
图3是图2中可变前翼的A-A向剖视图；
图4是本发明的可变前翼处于小攻角状态的结构示意图；
图5是图4中可变前翼的B-B向剖视图；
图6是本发明的控制原理框图。
附图标记说明：1-赛车车身；2-前悬车轮；3-可变翼片；4-前翼端板；5-电动伸缩缸；6-前翼底板；7-连杆机构；8-轴；9-车速检测器；10-加速度检测器；11-水温检测器；12-车辆控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明做详细的说明。
如图1-图4所示：该可变前翼安装于赛车车身1的前部、位于前悬车轮2前方，其特征在于：该可变前翼包括：
起到前翼主翼的作用、安装于赛车前鼻锥处的前翼底板6；
用于减少翼面紊流降低阻力、竖直安装于前翼底板6两端的前翼端板4；
通过轴8连接在前翼端板4内侧并且可绕轴8旋转的可变翼片3；
通过电动伸缩缸5相连在可变翼片3内侧、同时固定于前翼底板6上的连杆机构7；
安装于车辆上的用于检测车辆行驶状态的车速检测器9和加速度检测器10；
安装于散热系统的水温检测器11；
与车速检测器9、加速度检测器10、水温检测器11和电动伸缩缸5上的驱动器分别连接并设置在车辆上的车辆控制单元12。
所述电动伸缩缸5和连杆机构7构成可变前翼的驱动机构，其中，电动伸缩缸5固定端与连杆机构7为铰链连接，电动伸缩缸5推杆端与可变翼片3为铰链连接，所述电动伸缩缸上带有控制器，所述控制器与车辆上的控制单元12相连，在控制单元12的控制下工作时，电动伸缩缸5的推杆在电压作用下伸长或缩短，通过铰链点推动或拉动可变翼片3绕连接在前翼端板4上的轴8向上或向下旋转运动。
本发明的可变前翼通过水温检测器11检测发动机的水温，并将水温信号发送给车辆控制单元12，车辆控制单元12根据水温信号向电动伸缩缸5发出驱动信号，使与电动伸缩缸5相连的可变翼片3发生绕轴8的向下或向上的翻转，从而改变前翼的攻角，改变赛车侧箱的进气量，控制发动机水温。本发明的水温检测器11为水温传感器。
在赛车直线加速或超车时，加速度检测器10检测到较大的纵向加速度后，将加速度信号发送给车辆控制单元12，车辆控制单元12根据加速度信号向电动伸缩缸5发出驱动信号，使与电动伸缩缸5相连的可变翼片3发生绕轴8的向下翻转，可以减小可变翼片3攻角，降低风阻。本发明的加速度检测器10为加速度传感器。
在赛车持续制动时，加速度检测器10检测到较大的负方向加速度后将加速度信号发送给车辆控制单元12，车辆控制单元12根据加速度信号向电动伸缩缸5发出驱动信号，使与电动伸缩缸5相连的可变翼片3发生绕轴8的向上翻转，可以增加可变翼片3攻角，增大风阻和前翼下压力，提升制动效能。
赛车在高速行驶为保持稳态时，车速检测器9检测到较高车速而加速度检测器10没有检测到明显加速度时，将速度信号发送给车辆控制单元12，车辆控制单元12根据速度信号向电动伸缩缸5发出驱动信号，使与电动伸缩缸5相连的可变翼片3发生绕轴8的向上翻转，可以增大可变翼片3攻角提高下压力，提高车辆高速下的抓地力和稳定性。本发明的车速检测器9为轮速传感器。
在弯道行驶时，加速度检测器10检测到侧方向加速度后，将加速度信号发送给车辆控制单元12，车辆控制单元12根据加速度信号向电动伸缩缸5发出驱动信号，使左右两侧与电动伸缩缸5相连的可变翼片3发生不同方向的翻转，内侧增加可变翼片3攻角，外侧减小攻角，从而通过调节内外两侧的翼面攻角之差来实现最佳的转向与轮荷特性。
在设计时，可以根据需要设计翼片翻转角度和翻转响应速度，通过车辆控制单元12对电动伸缩缸控制器进行控制。需要针对不同的旋转角度选取行程合适的小型电动伸缩缸。
尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种方程式赛车主动式可变前翼，该可变前翼安装于赛车车身（1）的前部、位于前悬车轮（2）前方，其特征在于：该可变前翼包括：
起到前翼主翼的作用、安装于赛车前鼻锥处的前翼底板（6）；
用于减少翼面紊流降低阻力、竖直安装于前翼底板（6）两端的前翼端板（4）；
通过轴（8）连接在前翼端板（4）内侧并且可绕轴（8）旋转的可变翼片（3）；
通过电动伸缩缸（5）相连在可变翼片（3）内侧、同时固定于前翼底板（6）上的连杆机构（7）；
安装于车辆上的用于检测车辆行驶状态的车速检测器（9）和加速度检测器（10）；
安装于散热系统的水温检测器（11）；
与车速检测器（9）、加速度检测器（10）、水温检测器（11）和电动伸缩缸（5）上的驱动器分别连接并设置在车辆上的车辆控制单元（12）；
所述电动伸缩缸（5）和连杆机构（7）构成可变前翼的驱动机构，其中，电动伸缩缸（5）固定端与连杆机构（7）为铰链连接，电动伸缩缸（5）推杆端与可变翼片（3）为铰链连接，所述电动伸缩缸上带有控制器，所述控制器与车辆上的车辆控制单元（12）相连，在车辆控制单元（12）的控制下工作时，电动伸缩缸（5）的推杆在电压作用下伸长或缩短，通过铰链点推动或拉动可变翼片（3）绕连接在前翼端板（4）上的轴（8）向上或向下旋转运动。
2.根据权利要求1所述的一种方程式赛车主动式可变前翼的控制方法，其特征在于：
①、通过水温检测器检测发动机的水温，并将水温信号发送给车辆控制单元，车辆控制单元根据水温信号向电动伸缩缸（5）发出驱动信号，使与电动伸缩缸（5）相连的可变翼片（3）发生绕轴（8）的向下或向上的翻转，从而改变前翼的攻角，改变赛车侧箱的进气量，控制发动机水温，所述水温检测器为水温传感器；
②、在赛车直线加速或超车时，加速度检测器检测到较大的纵向加速度后，将加速度信号发送给车辆控制单元，车辆控制单元根据加速度信号向电动伸缩缸（5）发出驱动信号，使与电动伸缩缸（5）相连的可变翼片（3）发生绕轴（8）的向下翻转，可以减小可变翼片（3）攻角，降低风阻，所述加速度检测器为加速度传感器；
③、在赛车持续制动时，加速度检测器检测到较大的负方向加速度后将加速度信号发送给车辆控制单元，车辆控制单元根据加速度信号向电动伸缩缸（5）发出驱动信号，使与电动伸缩缸（5）相连的可变翼片（3）发生绕轴（8）的向上翻转，可以增加可变翼片（3）攻角，增大风阻和前翼下压力，提升制动效能；
④、赛车在高速行驶为保持稳态时，车速检测器检测到较高车速而加速度检测器没有检测到明显加速度时，将速度信号发送给车辆控制单元，车辆控制单元根据速度信号向电动伸缩缸（5）发出驱动信号，使与电动伸缩缸（5）相连的可变翼片（3）发生绕轴（8）的向上翻转，可以增大可变翼片（3）攻角提高下压力，提高车辆高速下的抓地力和稳定性，所述车速检测器为轮速传感器；
⑤、在弯道行驶时，加速度检测器检测到侧方向加速度后，将加速度信号发送给车辆控制单元，车辆控制单元根据加速度信号向电动伸缩缸（5）发出驱动信号，使左右两侧与电动伸缩缸（5）相连的可变翼片（3）发生不同方向的翻转，内侧增加可变翼片（3）攻角，外侧减小攻角，从而通过调节内外两侧的翼面攻角之差来实现最佳的转向与轮荷特性。
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