CN107531143B - 包括上部结构和底盘的商用车辆 - Google Patents

Abstract

在运动的车辆(1)上，由运动的车辆产生的气流引起的空气流(f1)被围绕车辆的角部(4)并且沿着车辆的侧部(8)引导，以减小空气阻力并且使得侧部(8)被应对喷雾和污物颗粒从下方对车辆的污染的空气流(f1)进行清洁。空气流(f)也通过发动机空间，以冷却发动机。相对局促的发动机空间意味着空气流(f)经受流动阻力和压降。这导致空气流(f3)的一部分从发动机空间泄漏，例如，在上车踏梯(16)附近的区域中。泄漏的空气流(f3)可能削弱并改变空气流(f1)的方向，从而降低后者的清洁效果并增加空气阻力和燃料消耗。重定向装置(50)适于将空气流(f3)沿不影响空气流(f1)的方向重定向。

Description

包括上部结构和底盘的商用车辆

技术领域

本发明涉及商用车辆的空气动力特性领域，例如，卡车和公共汽车，或更具体地说，涉及如何在车辆的上部结构周围引导气流。本发明还涉及适用于在商用车辆的制造中布置用于重定向气流的装置的方法。

背景技术

商用车辆的驾驶室或车身的前角部的构造极大地影响车辆的空气阻力和驾驶室或车身相邻侧的结垢程度。旨在减小空气阻力并防止这种结垢的已知导流器通常包括弯曲的屏蔽件，该屏蔽件围绕驾驶室或车身角部延伸以便在车辆运动时围绕角部并沿着驾驶室或车身的侧面引导空气流，即移动车辆引起的气流，以便降低空气阻力，并通过应对喷雾和污垢颗粒从下面对车辆的污染的空气流使侧面得到清洁。这种空气导流器的例子在DE2726739A1中涉及。

SE536551C2涉及设置有湍流发生器的空气导流器，该空气导流器将移动车辆产生的空气流转变成跟随与车辆驾驶室的角部邻接的车辆侧面的湍流，并且阻止侧面从下方结垢。

已知解决方案的问题是围绕驾驶室或车身角部的空气流可能受到其他空气流的影响和干扰，导致空气阻力增加，并且减弱或者甚至消除围绕角部的空气流的清洁效果。例如，在商用车辆的发动机位于上部结构下方(即驾驶室或车身下方)的底盘中的情况下，可能发生冲击性和破坏性气流。在这种车辆中，上部结构的下侧构成发动机空间的上边界面。发动机下面通常有壳体，壳体特别是旨在减少发动机噪声的传播，并构成发动机空间的下边界面。

上部结构也通常相对于底盘弹性地悬挂，并且在上部结构与底盘之间提供间隙以允许它们之间的相对移动。在上部结构中，通常在地面以上较高的高度设置有驾驶者空间。为了使得更容易爬上爬下驾驶者空间，车辆因此通常在上部结构的两侧或仅在一侧设置有上车踏梯。

散热器设置在发动机的沿车辆运动方向的前方。散热器的这种位置导致当车辆运动时冷却空气流过散热器，通过发动机空间并通过驾驶室或车身的后壁中的孔从发动机空间排出，并因此遭受车辆运动引起的气流。

散热器、发动机和边界面使得发动机空间相对局促，使经过发动机空间的空气遭受巨大的流动阻力和压降。这导致空气流的一部分从发动机空间泄漏，例如，在上车踏梯周围的区域中并且通过上部结构与底盘之间的间隙泄漏，并影响到驾驶室或车身角部周围的空气流，特别是将该空气流从其靠近驾驶室或车身侧面的位置推出。这导致空气阻力增加，因此燃料消耗增加，并且导致车辆侧面仅由有限的空气流清洁，或导致空气流通过车辆侧面而没有任何清洁作用。

发明内容

本发明的一个目的是通过提出用于重定向空气流的装置来减少车辆的空气阻力并因此降低其燃料消耗，改善商用车辆的空气动力特性。另一个目的是提出用于重定向空气流的装置，以减少车辆上部结构侧面的结垢程度。这些和其它目的通过下面所提出的权利要求中所示的特征来实现。

使用根据本发明的重定向装置将减少从发动机空间到驾驶室或车身侧面的无序泄漏气流，这意味着围绕角部并且沿着侧面被引导的空气流(即运动的车辆引起的气流)，不会被推开，而是被允许靠近侧面通过，从而减少车辆的空气阻力，并因此降低其燃料消耗，并有效地阻止来自车轮的喷雾和其它污物颗粒到达驾驶室和车门的侧面。

在有利的实施方式中，重定向装置位于车辆角部与侧部之间的过渡区域中。这是一个理想的位置，因为从前部中的进气孔到过渡区域的路径对于泄漏气流呈现最短的距离和最小的阻力。

在更有利的实施方式中，重定向装置位于上车踏梯上。这有助于车辆的组装，使得重定向装置可以被预先安装在上车踏梯上以创建用于随后装配在车辆上的单元。

重定向装置可以有利地用于其驾驶室弹性地悬挂在底盘上的车辆上。重定向装置然后将覆盖设置在驾驶室与底盘之间以使驾驶室能够相对于底盘弹起的间隙的至少一部分，并且将防止通过间隙的泄漏气流。

重定向装置还可以有利地用在具有湍流发生器的车辆上，该湍流发生器适于将运动的车辆产生的空气流转变成跟随与角部邻接的车辆侧部的湍流。湍流发生器将降低驾驶室或车身侧面的结垢程度，而不会增加车辆的空气阻力，但是湍流的清洁效果将增加，同时车辆的空气阻力将会降低，因为重定向装置使得湍流能够靠近车辆侧面通过，并且不会被来自发动机的泄漏气流从车辆推开。

本发明的其他特征和优点由权利要求、实施方式和附图的描述来表示。

附图说明

下面参考附图通过实例描述本发明的实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的具有空气导流器和重定向装置的车辆前部前方的斜视图。

图2示出了具有根据图1的导流器的前角部的部分剖视侧视图。

图3示出了设置有根据图2的空气导流器的区域的更大比例的视图。

图4示出了具有图3中的空气导流器的替代实施方式的区域的更大比例的视图。

图5示出了在图1中示出的车辆中的发动机空间的部分剖视侧视图。

图6示出了具有导流器的前角部的部分剖视俯视图。

图7示出了具有空气导流器和重定向装置的前角部的部分剖视俯视图。

图8示出了具有重定向装置的上车踏梯前方的斜视图。

具体实施方式

图1示出了车辆1的前部，在这种情况下，该车辆是用于牵引未示出的半挂车的拖拉机车形式的货运车辆。车辆1具有驾驶室2形式的上部结构，其前表面6沿车辆的运动方向面向前方。驾驶室以没有更详细地描绘的方式弹性地安装在底盘3形式的框架上。

至少一个前角部4(仅在图1中描绘的一个前角部4)位于前表面6的每一侧上。在驾驶室2的高度处，每个角部4采用位于上前舱口7与侧部8之间的弯曲角部面板5的形式，该上前舱口形成前表面6的一部分，该侧部沿车辆的运动方向从角部向后延伸，并且包括车门9。在底盘3的高度处，角部4采取保险杠11的弯曲部分10的形式。弯曲部分10的上部在下前舱口12与上车踏梯16之间延伸，该下前舱口是车辆前表面6的一部分，该上车踏梯具有位于车门9下方的踏梯间14中的台阶13的形式的踏梯元件。弯曲部分10的下部在保险杠11的前部15与上车踏梯16之间延伸。

当车辆运动时，由车辆运动引起的气流f产生的第一空气流f1被围绕角部4并沿着侧部8引导，从而降低空气阻力，并使侧部8由应对其通过喷雾和污物颗粒从下方结垢的空气流f1连续清洁。

在驾驶室2与底盘3之间的每个角部4处都有向外敞开的凹部19，该凹部围绕并且沿着基本上整个角部分延伸并继续沿着车门9的下边缘延伸。由于重叠地弹性地悬挂在底盘3的外部上的驾驶室2需要相对于底盘的弹起运动的竖直间隙，因此设置有凹部19。凹部19本身构成并留下必要的间隙，使得驾驶室2可以相对于底盘3弹起而驾驶室和底盘不会相互碰撞。

在替代实施方式中，示意性地描绘的空气导流器20位于凹部19中。空气导流器20属于已知为湍流发生器的类型，并且包括空气动力作用表面，例如叶片等，该空气动力作用表面产生第二空气流(即，能够依附或被吸引到侧部8的空气涡流v)以进一步降低空气阻力并提高清洁效果。空气导流器出口31(图7)沿车辆纵向方向有利地位于或基本上位于前角部4与侧部8之间的角部过渡区域48中。

空气导流器20包括向下敞开的细长空气通道导管。图2示出了在靠近前表面6的位置处的管道21的横截面。管道21连接到驾驶室2的前角部4，并且从前表面6围绕基本上整个角部弯曲地延伸到驾驶室的侧面8。图3示出了在位置A-A(图2)处的管道的横截面，如图3最佳可见，管道21包括两个向下指向的基本竖直的相对侧面22、23，每个侧面具有相应的自由下端边缘24、25以及将侧面22、23连接在一起的弓形上部26。第一侧面22朝向车辆外侧，第二侧面23朝向位于车辆内的发动机32。侧面22、23在向外敞开的凹部19中朝着底盘3向下延伸，但留下间隙18，该间隙使得驾驶室2能够相对于底盘3弹起而驾驶室和底盘不会相互碰撞。

图4示出了导流器20的替代实施方式。在该实施方式中，向下敞开的管道21的第二侧23连接到底盘3，因此没有自由的下端边缘，而是有自由的上端缘27。第二侧面23从底盘3向驾驶室2延伸，但留下了间隙18，该间隙采取弧形部分26中的孔的形式，并且使得驾驶室2能够相对于底盘3弹起而驾驶室和底盘不会相互碰撞。

如图1所示，当车辆运动时，由运动的车辆引起的气流f产生的空气流f2被引导到凹部19中并且继续通过空气导流器20，该空气导流器将空气流f2转变成第二空气流，即湍流v，其在离开空气导流器20之后沿着侧部8移动。更具体地，在所示的示例中，湍流v在沿着安装在车轮30上的挡泥板29的倾斜平面被向上引导之前基本上沿着车门9的下侧部分移动。湍流v降低了空气阻力，并防止来自车轮30的喷雾和其他污物颗粒到达驾驶室2和车门9的侧面。

在已知角部4和空气导流器20的情况下的问题是，第一空气流f1和/或第二空气流，即湍流v可能受到可能在车辆上出现的其它空气流的影响和干扰，车辆的发动机位于驾驶室2下方的底盘3中。

为了说明这一点，图5示出了图1所示的车辆1的部分剖视侧视图。发动机32在该示例中是柴油发动机，位于前表面6后方的驾驶室2的地板34下方的空间内，即发动机空间33内。因此，地板34构成发动机空间33的范围的上边界。

发动机32在底盘中安装在车架36上，该车架包括两个细长的平行框架侧构件37，在图中仅描绘了其中一个，两个框架侧构件37通过多个未示出的横向构件彼此连接，并且发动机被布置成经由未示出的动力系将推进力矩传递到未示出的牵引轮。噪声屏蔽件38在发动机32下方位于框架侧构件37之间，构成发动机空间33的范围的下边界。

多个气弹簧形式的弹簧装置40位于驾驶室2与车架36之间。每个气弹簧40的一端直接或经由中间支架41抵靠在车架36上，而其另一端抵靠驾驶室2。弹簧装置40支撑驾驶室2，并在车辆1的操作期间以弹性状态使其平衡。

前部6的上部和下部前舱口7、12设置有旨在将运动的车辆引起的气流所产生的空气流f供给至冷却系统43的入口孔42。冷却系统43包含在未示出的管线系统中循环的循环冷却剂。循环冷却剂旨在冷却发动机32并在靠近前部6设置的散热器44中释放其热量。循环冷却剂在散热器中被空气流f冷却，空气流在通过入口孔42之后，通过散热器中的通道并继续通过隧道形状的发动机空间33。在通过发动机空间33之后，空气流f通过驾驶室2的后边缘处的孔45离开发动机空间。通过发动机空间的空气流f的路径由箭头fa、fb表示。散热器44可以设置有风扇46，以增大朝向散热器的空气流f。风扇46可以是起作用的或者是不起作用的，但是在任一情况下，当车辆行驶时，空气流f将通过发动机空间33。

车辆的动力装置，即散热器44、发动机32和变速箱35，以及驾驶室地板34、噪声屏蔽件38和发动机32周围的其他部件，使得发动机空间33相对局促，使通过发动机空间的空气流f遭受显著的流动阻力和压降。这导致构成空气流f的至少一部分的空气流f3从发动机空间泄漏，例如，在围绕图1所示上车踏梯16的区域中和/或通过凹部119和驾驶室2与底盘3之间的间隙18，因为到达上车踏梯16、凹部19和间隙18的路径对空气流f3呈现最短距离和最小阻力。泄漏的空气流f3可以削弱并改变第一空气流f1和/或第二空气流(即湍流v)的方向，导致空气流f1、v的清洁效果降低或者甚至停止，空气阻力增加并且因此燃料消耗也增加。

图6示出了各种空气流的复合示意图。当车辆运动时，由运动的车辆引起的气流f产生的第一空气流f1被围绕角部4并沿着侧部8引导。在替代实施方式中，由运动的车辆引起的气流f产生的空气流f2被引导到凹部19中并继续通过空气导流器20，该空气导流器将空气流f2转变成第二空气流(即湍流v)。空气流f还通过前面6中的入口孔42并且经过发动机空间33经过发动机32并且通过驾驶室的后边缘处的孔45离开。泄漏的空气流f3可能与第一空气流f1和/或第二空气流(即湍流v)相冲撞并因此削弱和改变其方向，结果是当这种情况发生时，空气流f1、v的清洁效果减弱甚至停止，并且空气阻力增加并且因此燃料消耗也增加。

根据本发明，如图7所示，至少一个重定向装置50适于将构成空气流f的至少一部分的空气流f3沿其不影响和不中断第一空气流f1和/或第二空气流(即沿着侧部8流动的湍流v)的方向f5重定向。这样的方向可以沿车辆的运动方向向后朝向驾驶室的后边缘处的孔45。尽管在图7中仅示出了一个前角部4，但是在车辆的未示出的其他前角部4处将存在至少一个重定向装置50。

重定向装置可以由任何期望的材料制成，该材料具有关于材料强度、耐受其所处环境的能力等的正确特性。重定向装置可以例如由塑料材料或具有合适特性的金属合金制成，优选为金属板的形式。

重定向装置50位于动力装置44、32、35(图5)与侧部6的面向发动机空间33(图7)的侧面之间，并且可以位于纵向方向上的各个位置。纵向是指与如下方向基本上平行的方向：从进入空气f流入处的入口孔42到空气f离开发动机空间33处的驾驶室的后边缘处的孔45的方向。重定向装置将有利沿纵向方向位于或基本上位于前角部4与侧部8之间的角部过渡区域48中，并且沿竖直方向位于或基本上位于驾驶室2与底盘3之间的间隙19、18的区域中。

重定向装置50有利地与底盘3相关联，但是也可以将其与驾驶室2相关联而不损失创造性。在这种实施方式中，重定向装置50将以未示出的方式布置成从驾驶室2垂下并且基本上沿竖直方向向下延伸进入或基本上进入驾驶室2与底盘3之间的凹部19(图1)中的间隙18的区域，以使空气流f3重定向并且具有保持的功能，在驾驶室的大的竖直弹起运动期间不会产生撞击角部4或驾驶室2的其他部分的风险。重定向装置50还将有利地位于车辆的内表面上，但是可以将其与外表面相关联而不损失创造性。

在图7中示意性地描绘的实施方式中，重定向装置50被安装在上车踏梯16处，并且具有未描绘的支架。图8示出了安装在承载结构51上的上车踏梯16本身，该承载结构紧固到底盘3，或更具体地说固定在框架侧构件37上。上车踏梯16具有两个基本上竖直的相对侧52、53，前侧54和后侧55，承载结构51与该后侧相关联并且该后侧将两个竖直侧52、53彼此连接以形成踏梯间14。台阶13位于前侧54上，但未示出。重定向装置50有利地通过合适的紧固件56连接到面向角部4的前竖直侧52，但是当然可以将重定向装置50连接到面向车辆末端部分的后竖直侧53，或与上车踏梯16相关联的其他位置，而不损失创造性。

图1示出了向外敞开的凹部19，其围绕并沿基本上整个角部4延伸并且沿着门9的下边缘延续，以使得驾驶室2能够相对于底盘3弹起而驾驶室和底盘不会彼此碰撞。向外敞开的凹部19因此在门9与上车踏梯16之间延伸。图8示出了在如下位置处连接到前竖直侧52的重定向装置50，在该位置处重定向装置50从上车踏梯的上边缘17朝向向外敞开的凹部19伸出一段距离(图1)，以便能够重定向第三空气流f3(图7)。重定向装置以这样的方式基本上沿竖直方向向上延伸到或基本上延伸到驾驶室2与底盘3之间的凹部19(图1)中的间隙18的区域中，使得在保持功能的情况下，在驾驶室的大的竖直弹起运动期间不会产生撞击角部4或驾驶室的其它部分的风险。

图7中的重定向装置50可以以许多不同的方式构造，而不损失创造性，但是各种实施方式都具有适于接收和重定向第三空气流f3的至少一部分的引导表面58。在一个有利的实施方式中，引导表面58基本上在竖直平面中延伸，但是也可以如此布置，使得其至少一部分相对于竖直平面倾斜，以便将空气流f3重定向到所需方向，如果这在特定的车辆中更有利的话。

引导表面58具有从角部4沿着方向47的主要延伸范围，该方向与假想线59形成角度α，假想线59与前表面6的延伸范围基本上垂直并且沿车辆的纵向方向延伸通过上车踏梯16，角度α可以在0°至90°之间，但优选在20°至70°之间或更有利地在30°至50°之间。

引导表面58可以是基本上平面的或具有例如用于重定向空气流f3的突起、脊或凸起边缘。它也可以具有各种起伏或弯曲的形状。这种弯曲形状的示例在图7中示出，其中引导表面58采取基本平坦部分60和相邻弯曲部分61的形式。在替代实施方式中，引导表面58可以包括具有相邻弯曲部分61的多个基本平坦部分60。

在一个实施方式中，引导表面58可以被构造在发动机空间中靠近例如角部4的部件上，在这种情况下，部件本身将构成重定向装置50。引导表面58也可以被构造在用于洗涤液体等的容器或位于靠近角部4、上车踏梯16或其附近表面的储藏室等上。

图7描绘了在上车踏梯16(图8)的上边缘17处的竖直侧52、53之间的水平平面中延伸的板或类似形式的第二重定向装置62。重定向装置62具有引导表面，用于重定向空气流f3并防止它们在上车踏梯16中向下流动并且经过侧部8并且影响第一空气流f1和/或第二空气流(即湍流v)。第二重定向装置62可以与驾驶室2或底盘3相关联，但优选地与形成底盘结构的一部分的上车踏梯16相关联。

本发明不限于所描述的实施方式，因为对于本领域技术人员而言，其修改的许多可能性可能是显而易见的，而不偏离本发明的诸如权利要求中所限定的基本概念。

Claims (14)

1.一种包括上部结构(2)和底盘(3)的商用车辆(1)，上部结构设置有：前表面(6)，其沿车辆的运动方向面向前方并且适于遭受由车辆向前运动产生的气流，该车辆向前运动产生通过和经过车辆(1)的空气流(f)；至少一个前角部(4)，其在前表面(6)的每一侧上；侧部(8)，其从相应的前角部(4)沿车辆(1)的移动方向向后延伸，使得每个前角部(4)构造成将空气流(f)在前角部(4)周围并沿着侧部(8)引导为第一空气流(f1)和/或第二空气流(v)；以及空间(33)，其构造成使空气流(f)的一部分(fa，fb，f3)经过所述空间以便于冷却位于空间(33)中并与底盘(3)相关联的动力装置(44，32，35)，其特征在于，至少一个重定向装置(50)位于前角部(4)与侧部(8)之间的角部过渡区域(48)中，并且包括在竖直平面中延伸且具有沿与假想线(59)形成角度(α)的方向(47)从前角部(4)延伸的延伸范围的引导表面(58)，所述假想线与前表面(6)的延伸范围垂直并且沿车辆(1)的纵向方向延伸，所述角度(α)在0°至90°之间，使得重定向装置(50)适于将构成空气流(f)的至少一部分的期望主要沿车辆纵向方向流过空间(33)但是从发动机空间(33)泄漏的空气流(f3)沿不影响第一空气流(f1)和/或第二空气流(v)的方向(f5)重定向。

2.根据权利要求1所述的商用车辆，其中重定向装置(50)位于动力装置(44，32，35)与侧部(8)的面向所述空间(33)的侧面之间。

3.根据权利要求1或2所述的商用车辆，其特征在于，重定向装置(50)适于将空气流(f3)沿车辆(1)的移动方向向后重定向。

4.根据权利要求1或2所述的商用车辆，其中所述角度(α)在30°和50°之间。

5.根据权利要求1或2所述的商用车辆，其中引导表面(58)构造有至少一个平坦部分(60)和相邻弯曲部分(61)。

6.根据权利要求1或2所述的商用车辆，其中驾驶室(2)弹性地安装在底盘(3)上，并且在驾驶室(2)与底盘(3)之间具有向外敞开的凹部(19)，所述凹部围绕并且沿着相应的前角部(4)和侧部(8)延伸并且留下间隙(18)，所述间隙使得驾驶室(2)能够相对于底盘(3)弹起而驾驶室(2)和底盘(3)不会相互碰撞。

7.根据权利要求6所述的商用车辆，其中重定向装置(50)与底盘(3)相关联并且沿竖直方向向上延伸到或延伸到间隙(18)的区域中。

8.根据权利要求1或2所述的商用车辆，其中重定向装置(50)与上车踏梯(16)相关联并且从上车踏梯的上边缘(17)突出一距离(x)。

9.根据权利要求1所述的商用车辆，其中第二重定向装置(62)在上车踏梯(16)的上边缘(17)处的两个竖直侧(52，53)之间的水平平面中延伸。

10.根据权利要求1所述的商用车辆，其中每个前角部(4)设置有湍流发生器形式的至少一个空气导流器(20)，所述空气导流器适于将运动的车辆引起的气流产生的空气流(f)转变为跟随车辆(1)的与前角部(4)相邻的侧部(8)的湍流(v)。

11.根据权利要求10所述的商用车辆，其特征在于，空气导流器(20)的空气出口(31)位于前角部(4)与侧部(8)之间的角部过渡区域(48)中。

12.根据权利要求1所述的商用车辆，其特征在于，所述角度(α)在20°至70°之间。

13.一种用于制造包括上层结构(2)和底盘(3)的商用车辆(1)的方法，上部结构设置有：前表面(6)，其沿车辆的运动方向面向前方并且适于遭受由车辆向前运动产生的气流，该车辆向前运动产生通过和经过车辆(1)的空气流(f)；至少一个前角部(4)，其在前表面(6)的每一侧上；侧部(8)，其从相应的前角部(4)沿车辆(1)的移动方向向后延伸，使得每个前角部(4)构造成将空气流(f)在前角部(4)周围并沿着侧部(8)引导为第一空气流(f1)和/或第二空气流(v)；以及空间(33)，其构造成使空气流(f)的一部分(fa，fb，f3)经过所述空间以便于冷却位于所述空间(33)中并与底盘(3)相关联的发动机(32)，其特征在于，为车辆提供至少一个重定向装置(50)，所述重定向装置位于前角部(4)与侧部(8)之间的角部过渡区域(48)中，并且包括在竖直平面中延伸并且具有沿与假想线(59)形成角度(α)的方向(47)从前角部(4)延伸的延伸范围的引导表面(58)，所述假想线与前表面(6)的延伸范围垂直并且沿车辆(1)的纵向方向延伸，所述角度(α)在0°至90°之间，以便于将构成空气流(f)的至少一部分的期望主要沿车辆纵向方向流过空间(33)但是从发动机空间(33)泄漏的空气流(f3)沿不影响第一空气流(f1)和/或第二空气流(v)的方向(f5)重定向。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述角度(α)在20°至70°之间。

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