CN107303917B

CN107303917B - 双列板组件

Info

Publication number: CN107303917B
Application number: CN201710220264.1A
Authority: CN
Inventors: D·C·卡普尔斯; R·A·伯杰
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2019-08-30
Anticipated expiration: 2037-04-06
Also published as: CN107303917A; DE102017108132A1; US9849923B2; US20170305479A1

Abstract

一种双列板组件可以联接到车辆的底部，以便使下压力‑阻力比最大化，从而提高车辆空气动力效率。双列板组件包括具有不同曲率的第一列板和第二列板。第二列板具有弦长。第一列板和第二列板中的每一个都具有第一边缘，以及与第一边缘相对的第二边缘。第一列板的第一边缘和第二列板的第一边缘彼此间隔开，从而限定了间隙，该间隙具有从第一列板的第一边缘到第二列板的第一边缘测量的间隙距离。间隙距离等于或小于弦长的百分之二十五。第一列板的弯度小于第二列板的弯度。

Description

双列板组件

技术领域

本公开涉及一种用于使车辆中的下压力-阻力比最大化的双列板组件。

背景技术

一些车辆包括空气动力元件。这些空气动力元件是车辆空气动力系统的一部分，并且可以影响车辆空气动力因素，诸如车辆阻力、噪声和升力。

发明内容

本公开涉及用于车辆的双列板组件。双列板组件可以联接到车辆的底部，以便使下压力-阻力比最大化。人们需要使车辆的下压力-阻力比最大化，以便提高车辆空气动力效率。在一些实施例中，双列板组件包括具有不同曲率的第一列板和第二列板。第二列板具有弦长。第一列板和第二列板中的每一个都具有第一边缘，以及与第一边缘相对的第二边缘。第一列板的第一边缘和第二列板的第一边缘彼此间隔开，从而在它们之间限定了间隙。间隙具有从第一列板的第一边缘到第二列板的第一边缘测量的间隙距离。间隙距离等于或小于弦长的百分之二十五(25％)。术语“弦长”是指沿列板弦线从列板的第一或前边缘到第二或后边缘的直线距离。术语“弦线”是指从列板的第一或前边缘延伸到第二或后边缘的虚拟线。第一列板的弯度小于第二列板的弯度。在本公开中，术语“弯度”是指从弦线到中弧线的最大距离。术语“中弧线”是指位于列板的上游表面和下游表面之间的一半处的虚拟曲线。本公开还涉及包括至少一个双列板组件的车辆。

从下面结合附图对用于执行本教导的最佳模式的详细描述中，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是包括联接到其底部的多个双列板组件的车辆的示意性透视图。

图2是图1中所示的车辆的示意性仰视图。

图3是图1中所示的双列板组件中的一个的示意性仰视图。

图4是图1中所示的双列板组件中的一个的第一列板的示意性仰视图。

图5是图1中所示的双列板组件中的一个的第二列板的示意性仰视图。

图6是双列板组件的示意性计算机流体动力学模型，示出了高和低空气流速区域。

图7是双列板组件的示意性计算机流体动力学模型，示出了高和低空气压力区域。

图8是双列板组件的示意性计算机流体动力学模型，示出了高下压力区域。

图9是根据本公开的另一实施例的车辆底部和双列板组件的示意性局部透视视图。

具体实施方式

参考附图，其中在所有附图中相同的参考数字对应于相同或相似的部件，图1和图2示出了能够运输乘客和/或物体的车辆10。可以设想，车辆10可以是任何合适的陆地、海上、空中或两栖移动平台，诸如汽车、全地形车、农场设备、飞机或船，以及其他。在所示的实施例中，车辆10是汽车，并且包括车体12和联接到车体12的多个轮胎14。轮胎14配置为接触地面。车体12限定车辆中心轴线X并且包括与轮胎14相邻的底部16。底部16具有第一侧边缘18，以及与第一侧边缘18相对的第二侧边缘20。

车辆10另外包括联接到车体12的底部16的多个双列板组件100。在本公开中，术语“列板”是指能够附接到车辆以便影响车辆空气动力特性(诸如下压力、升力和阻力)的空气动力装置，诸如曲板。车辆10包括第一组101的双列板组件100和第二组103的双列板组件100。为了在整个底部16上产生基本相等的下压力，第一组101的双列板组件100和第二组103的双列板组件100彼此等距地间隔开。车辆10可以包括一个或多个双列板组件100。不考虑数量，双列板组件100可以组合以与一个或多个单个列板一起工作。

在所示的实施例中，车辆10包括四个双列板组件100，用于使车辆的下压力-阻力比最大化。四个双列板组件100彼此等距地间隔开，以便在整个底部16上产生基本相等的下压力。为了稳定整个底部16上的下压力，两个双列板组件100可以定位得与第二侧边缘20相比更靠近第一侧边缘18，并且另两个双列板组件100可以定位得与第一侧边缘18相比更靠近第二侧边缘20。然而，可以想到，车辆10可以包括更多或更少的双列板组件100。不管数量如何，每个双列板组件100包括第一或上游列板102和第二或下游列板104。第二列板104邻近第一列板102设置。在所示的实施例中，第一列板102和第二列板104配置为联接到底部16的曲面板或曲板。第一列板102设置在车辆10向前移动时的空气流动方向A的上游，并且第二列板104设置在车辆10向前移动时的空气流动方向A的下游。

参考图3到图5，第一列板102和第二列板104中的每一个都具有基本弯曲的轮廓，以便使车辆10的下压力-阻力比最大化。第一列板102由基本刚性的材料(诸如刚性金属)制成，并且具有第一或前边缘102a和第二或后边缘102b。进一步地，第一列板102限定了弦线(即，第一弦线CL1)。在本公开中，术语“弦线”是指从列板的第一或前边缘延伸到第二或后边缘的虚拟线。因此，第一弦线CL1是从第一列板102的第一边缘102a延伸到第二边缘102b的直线。第一弦线CL1具有弦长(即，第一弦长CLG1)。在本公开中，术语“弦长”是指沿列板弦线从列板的第一或前边缘到第二或后边缘的直线距离。因此，第一弦长CLG1是沿第一弦线CL1从第一列板102的第一边缘102a到第二边缘102b的直线距离。

第一列板102进一步包括第一或上游表面102u和第二或下游表面102d。第一表面102u相对于车辆10向前移动时的空气流动方向A设置在第二表面102d的上游。第一表面102u和第二表面102d中的每一个都设置在第一边缘102a和第二边缘102b之间。因此，第一边缘102a可以直接与第一列板102的第一表面102u和第二表面102d互连。同样地，第二边缘102b可以直接与第一列板102的第一表面102u和第二表面102d互连。第一表面102u和第二表面102d都是弯曲的。因此，第一列板102的第一表面102u和第二表面102d中的每一个都具有平均曲率。在本公开中，术语“平均曲率”是指表面的瞬时曲率的平均值。第一表面102u和第二表面102d的平均曲率可以相等，以便使车辆10的下压力-阻力比最大化。

第一列板102还限定了中弧线(即，第一中弧线CLM1)。在本公开中，术语“中弧线”是指位于列板的上游表面和下游表面之间的一半处的虚拟曲线。因此，第一中弧线CLM1是位于第一列板102的第一表面102u和第二表面102d之间的一半处的虚拟曲线。第一列板102具有弯度(即，第一弯度C1)。在本公开中，术语“弯度”是指从弦线到中弧线的最大距离。因此，第一弯度C1是从第一弦线CL1到第一中弧线CLM1的最大距离。

第二列板104由基本刚性的材料(诸如刚性金属)制成，并且具有第一或前边缘104a和第二或后边缘104b。进一步地，第二列板104限定了弦线(即，第二弦线CL2)。因此，第二弦线CL2是从第二列板104的第一边缘104a延伸到第二边缘104b的直线。第二弦线CL2具有弦长(即，第二弦长CLG2)。第二弦长CLG2是沿第二弦线CL2从第二列板104的第一边缘104a到第二边缘104b的直线距离。第一列板102和第二列板104可以具有任何合适的高度组合。例如，第一列板102和第二列板104可以具有相同的高度。

第二列板104进一步包括第一或上游表面104u和第二或下游表面104d。第一表面104u相对于车辆10向前移动时的空气流动方向A设置在第二表面104d的上游。第一表面104u和第二表面104d中的每一个都设置在第一边缘104a和第二边缘104b之间。因此，第一边缘104a可以直接与第二列板104的第一表面104u和第二表面104d互连。同样地，第二边缘104b可以直接与第二列板104的第一表面104u和第二表面104d互连。第一表面104u和第二表面104d都是弯曲的。因此，第二列板104的第一表面104u和第二表面104d中的每一个都具有平均曲率。第一表面104u和第二表面104d的平均曲率可以相等，以便使车辆10的下压力-阻力比最大化。此外，第一表面102u和第二表面102d的平均曲率小于第二列板104的第一表面104u和第二表面104d的平均曲率，以便使车辆10的下压力-阻力比最大化。

第二列板104还限定了中弧线(即，第二中弧线CLM2)。因此，第二中弧线CLM2是位于第二列板104的第一表面104u和第二表面104d之间的一半处的虚拟曲线。第二列板104具有弯度(即，第二弯度C2)。第一弯度C2是从第二弦线CL2到第二中弧线CLM2的最大距离。第一列板102的第一弯度C1小于第二列板104的第二弯度C2，以便使车辆10的下压力-阻力比最大化。

具体参考图3，第一列板102的第一边缘102a与第二列板104的第一边缘104a间隔开，从而限定了间隙(即，第一间隙G1)。与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，第一间隙G1加速第一列板102和第二列板104之间的空气流动，从而使车辆10的下压力-阻力比最大化。此外，第一间隙G1具有从第一列板102的第一边缘102a到第二列板104的第一边缘104a测量的第一间隙距离D1。为了使车辆10的下压力-阻力比最大化，第一间隙距离D1等于或小于第二弦长CLG2的百分之二十五(25％)。例如，第一间隙距离D1可以介于第二弦长CLG2的百分之零(0％)到百分之二十五(25％)之间。为了进一步使车辆10的下压力-阻力比最大化，第一间隙距离D1可以介于第二弦长CLG2的百分之三(3％)到百分之十(10％)之间。

第一列板102的第二边缘102b与第二列板104的第二边缘104b间隔开，从而限定了另一间隙(即，第二间隙G2)。与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，第二间隙G2加速第一列板102和第二列板104之间的空气流动，从而使车辆10的下压力-阻力比最大化。进一步地，第二间隙G2具有从第一列板102的第二边缘102b到第二列板104的第二边缘104b测量的第二间隙距离D2。为了使车辆10的下压力-阻力比最大化，第二间隙距离D2等于或小于第二弦长CLG2的百分之二十五(25％)。例如，第二间隙距离D2可以介于第二弦长CLG2的百分之零(0％)到百分之二十五(25％)之间。为了进一步使车辆10的下压力-阻力比最大化，第二间隙距离D2可以介于第二弦长CLG2的百分之三(3％)到百分之十(10％)之间。

第一列板102与第二列板104彼此间隔开，从而在它们之间限定了中心开口106。与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，中心开口106加速第一列板102和第二列板104之间的空气流动。中心开口106具有从第一列板102到第二列板104测量的最大开口距离D3。为了使车辆10的下压力-阻力比最大化，最大开口距离D3大于第一间隙距离D1和第二间隙距离D2。第一间隙距离D1和第二间隙距离D2可以基本相等，以便在整个底部16上产生基本相等的下压力。

如图6中所示，与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，在双列板组件100中结合第一间隙G1和第二间隙G2增加了高速区域HV并减小了低速区域LV。例如，在双列板组件100中结合第一间隙G1和第二间隙G2在第一列板102和第二列板104之间以及双列板组件100的下游产生了高速区域HV。在图6中，在高速区域HV处的空气流速高于在低速区域LV处的空气流速。

进一步地，如图7中所示，因为第一列板102的第一弯度C1小于第二列板104的第二弯度C2，并且第一表面102u和第二表面102d的平均曲率小于第二列板104的第一表面104u和第二表面104d的平均曲率，与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，双列板组件100减少了高压的产生，从而使车辆10的下压力-阻力比最大化。如图7中所示，在第一列板102和第二列板104之间产生了低压区域LP。在第二列板104的下游产生了另一低压区域LP。在第一列板102的上游产生了高压区域HP。在图7中，在高压区域HP处的空气压力高于在低压区域LP处的空气压力。

此外，如图8中所示，因为第一列板102的第一弯度C1小于第二列板104的第二弯度C2，并且第一表面102u和第二表面102d的平均曲率小于第二列板104的第一表面104u和第二表面104d的平均曲率，与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，双列板组件100产生了涡流，从而增加了高下压力区域HD并减少了升力区域LA。具体地，在第一列板102和第二列板104之间产生了高下压力区域HD。第二列板104的下游产生了另一高下压力区域HD。在图8中，在高下压力区域HD中产生的下压力比在升力区域LA中产生的下压力大。总体上，计算机流体动力学模型表明，与其他常规的列板组件(诸如单个列板组件)相比，双列板组件100将下压力-阻力比增加了至少百分之三十(30％)。

图9示意性地示出了根据本公开的另一个实施例的双列板组件200。为了简洁起见，下面仅详细描述双列板组件200和双列板组件100之间的差异。双列板组件200具有彼此互连的第一列板202和第二列板204。第一列板202的第一边缘202a直接联接到第二列板204的第一边缘204a(例如，通过焊接)。第一列板202的第二边缘202b直接联接到第二列板204的第二边缘204b(例如，通过焊接)。

虽然已经详细描述了用于执行本教导的最佳模式，但是本公开所涉及的领域的技术人员将认识到存在用于在所附权利要求书范围内实践本教导的各种替代设计和实施例。

Claims

1.一种联接到车辆底部的双列板组件，其包含：

第一列板；

与所述第一列板相邻的第二列板，所述第二列板具有弦长；

其中所述第一列板设置在车辆向前移动时的空气流动方向的上游，并且所述第二列板设置在车辆向前移动时的空气流动方向的下游，所述第一列板和所述第二列板中的每一个都具有第一边缘以及与所述第一边缘相对的第二边缘，所述第一列板的所述第一边缘和所述第二列板的所述第一边缘彼此间隔开，从而在它们之间限定了间隙；并且

其中所述第一列板和所述第二列板具有不同的曲率。

2.根据权利要求1所述的双列板组件，其中所述第一列板具有第一弯度，并且所述第二列板具有第二弯度，并且所述第一弯度小于所述第二弯度，所述间隙具有从所述第一列板的所述第一边缘到所述第二列板的所述第一边缘测量的间隙距离，并且所述间隙距离等于或小于所述弦长的百分之二十五。

3.根据权利要求2所述的双列板组件，其中所述间隙是第一间隙，并且所述第一列板的所述第二边缘和所述第二列板的所述第二边缘间隔开，从而限定了第二间隙。

4.根据权利要求3所述的双列板组件，其中所述间隙距离是第一间隙距离，所述第二间隙具有从所述第一列板的所述第二边缘到所述第二列板的所述第二边缘测量的第二间隙距离，并且所述第二间隙距离等于或小于所述弦长的百分之二十五。

5.根据权利要求2所述的双列板组件，其中所述第一列板与所述第二列板间隔开，从而在它们之间限定了中心开口。

6.根据权利要求5所述的双列板组件，其中所述中心开口具有从所述第一列板到所述第二列板测量的最大开口距离，并且所述最大开口距离大于所述间隙距离。

7.根据权利要求6所述的双列板组件，其中所述间隙是第一间隙，所述间隙距离是第一间隙距离，所述第一列板的所述第二边缘和所述第二列板的所述第二边缘间隔开，从而限定了第二间隙，所述第二间隙具有从所述第一列板的所述第二边缘到所述第二列板的所述第二边缘测量的第二间隙距离，并且所述最大开口距离大于所述第二间隙距离。

8.根据权利要求7所述的双列板组件，其中所述第一间隙距离等于所述第二间隙距离。

9.一种车辆，其包含：

包括底部的车体；

联接到所述底部的至少一个双列板组件，其中所述至少一个双列板组件包括：

联接到所述底部的第一列板，其中所述第一列板具有第一弯度；以及

联接到所述底部的第二列板，其中所述第二列板具有第二弯度，并且所述第一弯度小于所述第二弯度；

其中，所述第一列板设置在车辆向前移动时的空气流动方向的上游，并且所述第二列板设置在车辆向前移动时的空气流动方向的下游；和

其中，所述至少一个双列板组件包括彼此等距地间隔开的第一组双列板组件和第二组双列板组件。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中所述第一列板和所述第二列板中的每一个都具有第一边缘以及与所述第一边缘相对的第二边缘，并且所述第一列板的所述第一边缘和所述第二列板的所述第一边缘彼此间隔开，从而在它们之间限定了间隙。