CN106627806B - 一种适用于多风路段的商用车可拆卸降风阻装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种适用于多风路段的商用车可拆卸降风阻装置，旨在利用多风路段的风能辅助商用车行驶，减少燃油消耗，节约资源，减少污染；该装置包括一对可伸缩翼板、一对剪叉式升降机构、一对锁止机构、带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板。当商用车行驶在多风路段时将装置安装于车顶，通过风速传感器、车速传感器检测风速、风向及车速，再通过限位电机和锁止机构根据风速、风向及车速做出角度调整并锁止，同时剪叉式升降机构控制翼板做出相应的伸缩，当商用车逆风行驶或受侧面的逆向风作用行驶时，气流流过翼板外缘时，由于翼板的特殊结构设计，该装置不受风向影响，始终可以提供与行驶方向一致的推动力，从而降低整车风阻。

Description

一种适用于多风路段的商用车可拆卸降风阻装置

技术领域：

本发明属于汽车制造技术领域，涉及一种能将商用车行驶时的空气阻力转化为风能动压，利用风能动压实现降风阻、增车速等辅助商用车行驶并达到节能目的的装置。

技术背景：

随着人民生活水平的提高，汽车逐渐成为人们日常生活中的主要交通工具，随着汽车保有量的不断增加，能源变得越来越紧缺，据测算目前探明的石油存储量仅够开采40多年，如何实现汽车节能是现在汽车制造者需要重要考虑的一方面。

商用车行驶时受到阻力有滚动阻力、坡道阻力、惯性阻力和空气阻力，商用车多数行驶时受的阻力中占比较大的力为滚动阻力和空气阻力，当在多风季节逆风行驶时，由于商用车迎风面积大，所受的空气阻力就更大，设计师们不断的通过改变商用车的外观造型来降低空气阻力，然而无论汽车形状怎么改变，均会或多或少的产生阻力，而相应的阻力就要消耗相应的能量，也就是消耗掉商用车前行的动力，然而，商用车前行动力需要消耗燃料才能达到，所以无形中加大了使用者的费用，造成了浪费。

商用车逆风行驶的时候，流经商用车的气流流速巨大，这巨大的气流会形成巨大的空气阻力，而同时巨大的气流也在商用车表面带来了大量的流动空气,流动的气体具有动能,这种能量本身也是可以利用的资源之一,目前,在环保汽车方面,这部分气流被完全忽视了,不得不说是一种损失。

人们针对汽车风能的运用，进行了各种各样的设计和改进，有些还申请了专利，例如中国专利文献资料公开了一种汽车风能助力回能装置[申请号：201010595756.7公开号：CN102069720A]其中包括叶轮、传动机构、驱动电机、蓄电池和辅助电机，其特征在于风力带动叶轮转动，叶轮通过传动机构将能量传给蓄电池或辅助电机，将风能利用起来，改善汽车的综合性能，减少污染。

发明内容：

本发明的目的是针对上述问题，提出用于多风路段降风阻装置，当气流通过安装在商用车顶部的降阻装置时带来大量空气，形成气压差，继而产生推动力辅助商用车行驶，减少燃料消耗，达到节能和和清洁的目的.

本发明通过下述技术方案实现:一种适用于商用车在多风路段使用的可拆卸降风阻装置，包括一对可伸缩翼板、一对剪叉式升降机构、一对锁止机构、风速传感器、车速传感器、带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板，所述的可伸缩翼板由底层翼板、中层翼板和上层翼板组成，所述的带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板通过可拆卸的机构与商用车车顶相连，所述的一对可伸缩翼板的底层翼板的前端分别与带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板的两个限位电机相连，所述的一对可伸缩翼板的底层翼板的后端安装锁止机构，所述的一对锁止机构分别与带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板相配合，本发明通过翼板使流经商用车上表面的气流形成压力差，将风能转变为辅助商用车行驶的能量，整个过程可以说是充分地利用了风的能量，大大的降低了逆向风对商用车带来的阻力，降低了风对车速的影响，而且装置结构简单，在整个风能转化的过程中对车子本身的能源消耗极少，大大的提高了商用车逆风行驶时的经济性。

本适用于商用车在多风路段使用的可拆卸降风阻装置中，所述的带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板中限位电机呈圆盘状，电机与底层翼板的前端相连，通过限位电机的转动带动翼板转动，通过转动调整翼板间的位置来利用风能，所述的摩擦槽成圆弧状，与锁止机构相配合，槽的宽度略宽于锁止机构，槽的底面为具有良好的摩擦系数和耐磨损、耐热性能的摩擦材料，在翼板需要锁止时，锁止机构的摩擦片与摩擦槽的底面相压合，提供锁止所需的摩擦力，当商用车在高速路段或多风路段行驶时，通过安装板将该装置安装在车顶利用风能，平时不使用时可通过安装板拆下装置。

本适用于商用车在多风路段使用的可拆卸降风阻装置中，所述的一对锁止机构由金属摩擦片、弹簧、电磁铁、控制单元组成，控制单元通过给电磁铁通断电实现锁止机构的锁止动作，配合翼板的转动和锁止。

本适用于商用车在多风路段使用的可拆卸降风阻装置中，所述的一对可伸缩翼板，为使其在不同风速时获得足够的推力而又不因推力过大损坏翼板，翼板采用可伸缩结构，为适用于不同的风速而又保证结构的简约采用三层可伸缩结构，三层翼板都为中空结构，底层翼板有下底板外侧用于与限位电机连接以及安装锁止机构，下底板内侧用于与升降机构的限位电机及滑块相连接，顶层翼板有上底板，其内侧与升降机构的铰链及滑块相连接，底层翼板的上端，顶层下端有一圈限位圈，中层翼板无上下底，其上下端各有一圈限位圈，通过限位圈防止翼板伸展过量而脱离嵌套。

本适用于商用车在多风路段使用的可拆卸降风阻装置中，所述的一对可伸缩翼板其外侧采用抗压性能好的材料，如超硬铝，而内侧使用抗拉及抗疲劳性能好的材料，如硬铝，翼板为中空可伸缩结构，内表面微凹而外表面外凸的形状，当气流流过外缘时外表面可产生压力差，形成辅助商用车行驶的推动力。

本适用于商用车在多风路段使用的可拆卸降风阻装置中，所述的一对剪叉式升降机构通过铰链和滑块机构分别与底层翼板的下底板内侧相连接和顶层翼板上底板的内侧相连接，通过安装在下端铰链上的电机带动升降机构动作实现翼板的升降。

由于采用以上技术方案，本发明具有如下显著特点和有益效果：

本发明装置是商用车在多风路段行驶时使用的，根据商用车顶部气流的流向调整翼板，使翼板外缘产生的风能压力与商用车行驶相一致，为商用车行驶提供动力，在商用车制动时调整翼板，使翼板上的压力方向与商用车行驶方向相反，辅助制动。

本发明装置通过可拆卸的安装板安装在商用车顶部，当商用车行驶在多风路段时本装置安装在商用车顶部，利用风能，在无风或少风路段可拆除装置，使用方便。

本发明装置通过剪叉式升降机构实现翼板的伸缩，当风力过大、雨雪天气、雾霾天气或沙尘天气等恶劣天气使用该装置时翼板收缩，减少翼板的腐蚀和折损,在天气合适时翼板完全伸展开来，充分利用风能。

节能无污染，本发明装置结构简单，所有构件驱动力由电机提供，利用风力辅助商用车行驶，整个过程使用无污染的电能和风能，将风能利用起来为商用车行驶提供动力，同时在制动时商用车提供制动力，降低商用车的燃油消耗，起到节能和清洁的功能。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明装置的结构总图。

图2为本发明装置中可拆卸安装板的结构图。

图3为本发明装置中升降结构简图。

图4为本发明装置中锁止结构简图。

图5为本发明装置中底层翼板结构图。

图6为本发明装置中中层翼板结构图。

图7为本发明装置中顶层翼板结构图。

图8为本发明装置为三层组合装配图。

图9为本发明装置逆风行驶工作示意图。

图10为本发明装置制动工作示意图。

具体实施方式：

在图1中1为顶层翼板、2为中层翼板、3为底层翼板、4为带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板，当商用车在多风路段行驶时，安装在装置上的传感器检测风速、风向和车速等信号，根据这些信号调整翼板转动和升降获得最佳的风能推力。

在图2中1为限位电机、2为摩擦槽，限位电机呈圆盘状，电机与底层翼板的前端相连，通过限位电机的转动带动翼板转动，通过转动调整翼板间的位置来利用风能，摩擦槽成圆弧状，与锁止机构相配合，槽的宽度略宽于锁止机构，槽的底面为同时具有良好的摩擦系数和耐磨损、耐热性能的摩擦材料，在翼板需要锁止时，锁止机构的摩擦片与摩擦槽的底面在弹簧弹力的作用下相压合，提供锁止所需的摩擦力。

在图3中1为安装在底层翼板的底板上与升降机构想连的限位电机，2为分别与底层翼板的底板及升降机构相连的滑块，3为底层翼板，4为中层翼板，5为顶层翼板，6为分别与升降机构及顶层翼板上底板相连接的滑块，7为分别与升降机构及顶层翼板上底板相连接的铰链。整个机构只有一个自由度，当电机转动时带动整个剪叉式升降机构动作从而实现三层翼板的伸缩。

在图4中1为金属摩擦片、2为弹簧、3为电磁铁、4为中控单元，当翼板锁止时摩擦片在弹簧的弹力作用下压紧摩擦槽，摩擦片压紧摩擦槽若要转动翼板就会产生静摩擦力，从而锁止翼板，当需要转动翼板时控制单元给电磁铁通电，使摩擦片在电磁铁作用下与摩擦槽分离，在限位电机的作用下转动翼板。

在图5为底层翼板，如图所示翼板的截面为内表面微凹而外表面外凸的形状，在图5中1为锁止机构的金属摩擦片、2为限位圈，图6中的1、2及图7中的1都为限位圈，翼板为可伸缩中空结构，为保证升降机构在升降时三层翼板能够始终保持嵌套关系，顶层翼板下端有一圈限位圈，中层翼板其上下端各有一圈限位，底层翼板的上端有一圈限位圈，当翼板上升到最大高度时相邻两翼板之间的限位圈相抵，从而阻止翼板继续上升，保证翼板间的嵌套关系。

图8为三层翼板嵌套后的结构简图，在风速过大、雨雪天气、雾霾天气或沙尘天气等恶劣天气使用该装置时翼板收缩，减少翼板的腐蚀和折损,在天气合适时翼板伸展开充分利用风能。

图9为商用车逆风行驶时翼板工作示意图，气流流过翼板外缘时，由于翼板的特殊结构设计，使翼板内外两面由于压力差产生的推力超过自身风阻，从而产生一个与商用车行驶方向相一致的推力，当商用车顺风行驶时，两翼板依然可以保持逆风时同样的位置，气流从后向前流过会产生很大的推动力，当斜向的风吹过时，调节两翼板位置和各自伸展的大小程度，使翼板所受合力方向与整车行驶方向相同，从而降低整车风阻，辅助商用车行驶。

图10为商用车逆风制动时翼板工作示意图，气流被两翼板堵截，产生最大的与气流同向的阻力，辅助商用车制动，缩短商用车制动距离，减少原有机械制动的磨损，改善整车制动性能。

最后说明的是,虽然以上对本发明结合附图进行了描述说明,但是以上描述仅以说明本发明的技术方案而非限制,尽管对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换很多形式,而不脱离本发明的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。

Claims (2)

1.一种适用于多风路段的商用车可拆卸降风阻装置，其特征包括一对可伸缩翼板，翼板外侧采用抗压性能好的超硬铝，而内侧使用抗拉及抗疲劳性能好的硬铝，翼板为中空可伸缩结构，翼板的截面为内表面微凹而外表面外凸的形状，当气流流过外缘时外表面可产生压力差，为使翼板在不同风速时获得足够的推力而又不因推力过大损坏翼板，翼板采用可伸缩结构，为适用于不同的风速而又保证结构的简约采用三层可伸缩结构，三层翼板都为中空结构，底层翼板有下底板用于与限位电机连接以及安装锁止机构，顶层翼板的上端有一圈限位圈防止其他翼板脱离嵌套，顶层翼板有上底板，下端有一圈限位圈，中层翼板无上下底，其上下端各有一圈限位圈；一对剪叉式升降机构、一对锁止机构、带有两个限位电机和两个摩擦槽的安装板、风速传感器、车速传感器；其中限位电机和锁止机构实现翼板的转动和锁止，剪叉式升降机构实现翼板的伸缩，当商用车行驶在多风路段时将装置安装于车顶，通过风速传感器、车速传感器检测风速、风向及车速，再通过限位电机和锁止机构根据风速、风向及车速做出角度调整并锁止，同时剪叉式升降机构控制翼板做出相应的伸缩，使用剪叉式升降机构实现翼板的升降，升降机构上下两端都使用铰链和滑块与翼板的上下底板相连接，通过安装在下端铰链上的限位电机带动升降机构升降，实现翼板的伸缩；当商用车逆风行驶或受侧面的逆向风作用行驶时，气流流过翼板外缘时，由于翼板的特殊结构设计，使翼板内外两面由于压力差产生的推力超过自身风阻，从而产生一个与商用车行驶方向相一致的推力，当商用车顺风行驶或受顺向的侧向风作用时，调整翼板位置使风的推动力与行驶方向一致，即该装置不受风向影响，始终可以提供与行驶方向一致的推动力，从而降低整车风阻，推高经济性。

2.如权利要求1所述的适用于多风路段的商用车可拆卸降风阻装置，其特征在于锁止机构由金属摩擦片、弹簧、电磁铁、控制单元组成，当翼板锁止时摩擦片在弹簧的作用下压紧摩擦槽，从而锁止翼板，当需要转动翼板时控制单元给电磁铁通电，使摩擦片与摩擦槽分离，在限位电机的作用下转动翼板；在风速过大、雨雪天气、雾霾天气或沙尘天气使用该装置时翼板收缩，减少翼板的腐蚀和折损；当商用车行驶时通过调节翼板角度使翼板受到的推力与商用车行驶方向相同，降低风阻，当商用车制动时两翼板转至横向，使翼板的内表面朝向汽车前进方向，从而产生最大的空气阻力辅助制动，缩短商用车制动距离，减少原有机械制动的磨损，提高整车制动性能。

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