CN108116517A - 用于受控空气流的成角度空气帘延伸部 - Google Patents

Abstract

根据各方面，公开用于空气帘的成角度延伸部，该成角度延伸部包括基部和从该基部延伸的突部。该基部配置为附连于轮窝的前表面，并且配置为设置成靠近空气帘出口的内侧部。突部具有第一端和第二端。该第一端配置为当基部附连于前表面时，大致向空气帘出口的外侧部成角度。该第一端配置为至少使得空气流离开空气帘出口的一部分偏转，以由此抑制空气流和轮胎的前表面之间的接触。第二端配置为当基部附连于前表面时，大致垂直于该前表面。

Description

用于受控空气流的成角度空气帘延伸部

引言

本发明涉及空气动力学的领域，并且更具体地涉及用于使用成角度空气帘延伸部的受控空气流的系统和方法。

车辆包括具有前面板的车体。在车辆向前行进时，前面板使得车辆前方的空气移位，并且经移位的空气产生围绕车辆的空气流。空气流在前面板处产生高压力，这会在经移位的空气围绕前面板移动至诸如发动机罩上方、车辆侧部之下以及车辆下方的汽车的其它部分时在车辆上产生阻力。此种阻力降低燃料效率。此外，随着车辆速度增大，空气流、压力以及阻力增大。

车辆上的阻力还由于沿着车辆侧部的空气流遇到前轮窝和设置在其中的车轮而增大。一些车辆实施空气帘，以将空气流从前面板引导至轮窝，用以减小湍流并且改进燃料效率。空气帘包括空气管道，该空气管道具有在前面板处的入口和在前轮窝的前向部分处的出口。空气帘接收通过入口的空气流、使得空气流行进通过空气管道并且使得空气流在高速下从出口排出，以像帘状物一样覆盖前车轮的外部，由此与未经引导的空气流相比，减小围绕旋转车轮的不期望空气动力学湍流。

前面板的主要设计考虑是前面板和车辆整体的美观性。通常将前面板设计成，使得前面板的下部分向汽车车体的中心向内弯曲，以增强美观魅力。此种向内曲率使得车轮的前表面暴露于来自车辆前部的空气流，该空气流并非引导通过空气帘。此外，向内曲率还通过限制空气帘的入口、管道以及出口来限制空气帘的设计。

发明内容

还期望提供空气动力学特征，以减小空气动力学阻力系数，而不会显著地影响前面板的美观性。有益地是，靠近空气帘的出口能提供成角度空气帘延伸部，以引导空气流并且减小空气动力学阻力系数，而不会显著地影响前面板的美观性。

根据本发明的各方面，公开用于空气帘的成角度延伸部，该成角度延伸部包括基部和从该基部延伸的突部。基部配置为附连于轮窝的前表面，并且配置为设置成靠近空气帘出口的内侧部。突部具有第一端和第二端。第一端配置为当基部附连于前表面时，大致向空气帘出口的外侧部成角度。第一端配置为至少使得空气流离开空气帘出口的一部分偏转，以由此抑制空气流和轮胎的前表面之间的接触。第二端配置为当基部附连于前表面时，大致垂直于该前表面。

根据本发明的又一些方面，当基部附连于前表面时，第一端大致相对于垂直于该前表面的方向成角度偏离约5°至约15°。

根据本发明的又一些方面，当基部附连于前表面时，突部从前表面延伸约5mm至约15mm的距离。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部配置为至少使得空气流的一部分偏转，以免接触车轮的后部分。

根据本发明的又一些方面，延伸部由弹性材料形成。

根据本发明的又一些方面，延伸部由弹性体材料形成。

根据本发明的又一些方面，突部的第一端延伸第一距离，且突部的第二端延伸第二距离。第一距离大于第二距离。

根据本发明的各方面，车辆包括具有成角度延伸部的空气帘系统。成角度延伸部从轮窝的前表面突出。成角度延伸部配置为至少使得空气流的一部分向轮胎肩部偏转，以由此抑制空气流和轮胎的前表面之间接触，从而由此提供偏转流。偏转流配置为将车辆的空气动力学阻力系数相对于具有未经偏转空气流的车辆的空气动力学阻力系数减小至少约0.002。

根据本发明的又一些方面，车辆进一步包括车轮，该车轮其上具有轮胎。车轮配置为绕横向轴线旋转。车轮限定正交于横向轴线的平面。轮窝围绕车轮的一部分。轮窝包括靠近车辆的前端部的前表面。空气帘系统进一步包括空气帘入口、空气帘出口以及管道。空气帘入口配置为接收来自车辆的前端部的空气流。空气帘出口设置在轮窝的前表面上。空气帘出口配置为使得空气流大致向车辆的后端部排出。空气帘出口限定沿着前表面的细长形状。该细长形状包括大致平行于平面的长度，空气帘出口具有靠近车辆的纵向轴线的内侧部和远离纵向轴线的外侧部。管道流体地连接空气帘入口和空气帘出口，以使得空气流从空气帘入口通至空气帘出口。成角度延伸部设置成靠近空气帘出口的内侧部。成角度延伸部具有靠近车辆的下侧部的下端部和远离车辆的下侧部的上端部。上端部大致垂直于前表面。且下端部大致向空气帘出口的外侧部成角度。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部配置为当车辆以第一速度行进时、从前表面突出第一距离，并且当车辆以第二速度行进时、从前表面突出第二距离，该第二速度大于第一速度且第二距离大于第一距离，该第二距离配置为使得车辆的空气动力学阻力系数与针对未经偏转的空气流的空气动力学阻力系数相比减小至少约0.005。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部从前表面突出约5mm至10mm。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部从前表面突出至少约10mm，并且偏转流配置为使得空气动力学阻力系数与未经偏转空气流相比减小至少约0.005。

根据本发明的各方面，车辆包括车轮、轮窝以及空气帘系统。车轮在其上具有轮胎。车轮配置为绕横向轴线旋转。车轮限定正交于横向轴线的平面。轮窝围绕车轮的一部分。轮窝包括靠近车辆的前端部的前表面。空气帘系统进一步包括空气帘入口、空气帘出口、管道以及成角度延伸部。空气帘入口配置为接收来自车辆的前端部的空气流。空气帘出口设置在轮窝的前表面上。空气帘出口配置为使得空气流大致向车辆的后端部排出。空气帘出口限定沿着前表面的细长形状。该细长形状包括大致平行于平面定位的长度。空气帘出口具有靠近车辆的纵向轴线的内侧部和远离纵向轴线的外侧部。管道流体地连接空气帘入口和空气帘出口，以使得空气流从空气帘入口通至空气帘出口。成角度延伸部从轮窝的前表面突出。成角度延伸部设置成靠近空气帘出口的内侧部。成角度延伸部具有靠近车辆的下侧部的下端部和远离车辆的下侧部的上端部。上端部大致垂直于前表面。下端部大致向空气帘出口的外侧部成角度。成角度延伸部配置为至少使得空气流的一部分偏转，以由此抑制空气流和轮胎的前表面之间接触。

根据本发明的又一些方面，下端部大致相对于垂直于前表面的方向成角度偏离约5°至约15°。

根据本发明的又一些方面，下端部配置为当车辆以第一速度行进时以第一角度成角度，并且当车辆以第二速度行进时以第二角度成角度，该第二速度大于第一速度且第二角度大于第一角度。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部从前表面突出约5mm至约15mm的距离。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部配置为当车辆以第一速度行进时从前表面突出第一距离，并且当车辆以第二速度行进时从前表面突出第二距离，该第二速度大于第一速度且第二距离大于第一距离。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部的上端部突出第一距离，且成角度延伸部的下端部突出第二距离。第二距离大于第一距离。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部进一步配置为至少使得空气流的一部分偏转，以免接触车轮的后部分。

根据本发明的又一些方面，成角度延伸部由弹性材料形成。

当结合附图时，从以下详细描述中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点显而易见。

附图说明

附图是说明性的并且并不旨在限制由权利要求所限定的主题。示例性方面在以下详细描述中讨论并且在附图中示出，附图中：

图1是根据本发明各方面的包括空气帘系统的车辆的示意立体图；

图2是图1所示车辆的轮窝的示意立体图；

图3是在图2中示出的轮窝的前表面的示意图；

图4是根据本发明的各方面的成角度延伸部的示意立体图；

图5是针对不具有成角度延伸部的空气帘系统的典型空气流的示意图；

图6是根据本发明的各方面的具有成角度延伸部的空气帘系统的典型空气流的示意图。

具体实施方式

如这里所描述地，用于空气帘系统的成角度延伸部能用于提供受控空气流和改进的车辆空气动力学。有益地是，成角度延伸部包括在车辆的轮窝内，以引导通过空气帘系统的空气流。在轮窝内包括成角度延伸部能提供更大的外部造型自由度、尤其是针对前面板，因为成角度延伸部能配置为补偿由于某些设计特征所引起的不利空气动力学效应。例如，前面板的下部分大致向车辆车体的中心向内弯曲，这会露出更多轮胎并且由此增大空气动力学阻力系数。有益地是，与弯曲程度较小的前面板设计相比，成角度延伸部能设计成抵消此种增大的空气动力学阻力系数，或者甚至可以设计成减小空气动力学阻力系数。

图1是根据本发明各方面的包括空气帘系统102的车辆100的示意立体图。车辆100包括车体104，该车体具有前端部106和后端部108。车体限定纵向轴线110，该纵向轴线从前端部106行进至后端部108。前端部106包括空气帘系统102、前面板112以及轮窝114。轮窝114围绕车轮116的一部分，该车轮在其上具有轮胎118。车轮116绕横向轴线120旋转。

空气帘系统102包括空气帘入口122、管道124、空气帘出口126(图2)以及成角度延伸部128(图2)。空气帘入口122设置在前面板112上并且当车辆100向前移动时、接收来自车辆100的前端部106的空气流130(图2)。

管道124流体地连接空气帘入口122和空气帘出口126，以使得空气流130从空气帘入口122通至空气帘出口126。

图2是轮窝114的示意立体图。轮窝114包括靠近车辆100的前端部106的前表面132。空气帘出口126设置在轮窝114的前表面上，并且配置为使得空气流大致向车辆100的后端部108排出。空气帘出口126限定沿着前表面的细长形状。空气帘出口126具有靠近车辆100的纵向轴线110的内侧部134和远离纵向轴线110的外侧部136。

成角度延伸部128设置成靠近空气帘出口126的内侧部134。成角度延伸部128从轮窝114的前表面132突出。成角度延伸部128配置为至少使得空气流130的一部分偏转，以由此与未经偏转空气流130相比优化空气流特性，这会在下文参照图5和图6更详细地描述。成角度延伸部128使得空气流130的一部分远离轮胎118的前表面138并且向轮胎118的肩部偏转。空气流130的经偏转部分可轻轻地接触轮胎118的肩部以“触发”，或者可轻轻地远离轮胎118的肩部通过。如果空气流130的经偏转部分从肩部过远地通过，空气流130的经偏转部分会喷射到前面板和前车轮的尾流中并增加湍流，这可能不利于性能。

成角度延伸部128具有靠近车辆100的下侧部142的下端部140和远离下侧部142的上端部144。成角度延伸部128的上端部144大致垂直于轮窝114的前表面132，同时成角度延伸部128的下端部140大致向空气帘出口126的外侧部136成角度。在一些方面中，成角度延伸部128的下端部140成角度，以使得成角度延伸部128的下端部140遵循大致切向于轮胎118的肩部的线。在一些方面中，成角度延伸部128的下端部140相对于轮窝114的前表面132大致在约5°和约15°之间成角度。

图3是在轮窝114的前表面132的示意图。由空气帘出口126限定的细长形状包括长度L，该长度大致平行于车轮116的平面。在一些方面中，成角度延伸部128跨越整个长度L。在一些方面中，成角度延伸部128跨越短于整个长度L。在成角度延伸部128跨越短于整个长度的各方面中，成角度延伸部128的下端部140大致与空气帘出口126的下端部对准，并且成角度延伸部128的上端部144大致并不与空气帘出口126的上端部对准。在一些方面中，当从正交于轮窝114的前表面132的仰角观察时，成角度延伸部128的下端部140至少部分地遮蔽空气帘出口126。

图4是成角度延伸部128的示意立体图。成角度延伸部128包括基部146和从基部146延伸的突部148。基部146配置为附连于轮窝114的前表面132。基部146还配置为靠近空气帘出口126的内侧部134设置。在一些方面中，成角度延伸部128总地沿大致垂直于基部146的方向弯曲。总体弯曲配置为大致遵循轮窝114的曲率。

突部148具有第一端140a和第二端144a。第一端140a配置为当基部146附连于前表面132时大致，大致向空气帘出口126的外侧部136成角度。第一端140a配置为至少使得空气流130离开空气帘出口126的一部分偏转，以由此抑制空气流130和轮胎118的前表面138(图5和6中示出)之间的接触。第二端144a配置为当基部146附连于轮窝114的前表面132时大致，大致垂直于该前表面。在一些方面中，当基部146附连于轮窝114的前表面132时，第一端140相对于垂直于该前表面的方向大致成角度偏离约5°至约15°。虽然突部148示作具有大致矩形的横截面轮廓，但可设想的是使用其它形状，例如大致三角形横截面轮廓。

在一些方面中，当基部附连于前表面132时，突部148从前表面延伸约5mm和约15mm之间。在一些方面中，突部148可具有不均匀的高度，以使得当基部146附连于前表面132时，第一端140a从前表面延伸第一距离D1，且当基部146附连于前表面132时，第二端144a从前表面延伸第二距离D2。在一些方面中，突部148从前表面132延伸至少10mm。

在一些方面中，成角度延伸部128由弹性材料形成。有益地是，由弹性材料形成成角度延伸部128通过在对象接触成角度延伸部128时提供运动、来增大成角度延伸部128的耐久性。在一些方面中，弹性材料是弹性体。

图5和6是典型空气流的示意图。图5是针对未延伸空气帘系统102a的典型空气流的示意图，该空气帘系统包括空气帘系统102除了成角度延伸部128以外的所有部件，而图6是针对具有成角度延伸部128的空气帘系统102的典型空气流的示意图。以虚线示出相应的空气流型式。未延伸空气帘系统102a的空气流型式包括未经偏转前向区域150a、未经偏转后向区域152a以及未经偏转轮窝区域154a。用于空气帘系统102的空气流型式包括偏转前向区域150、偏转后向区域152以及偏转轮窝区域154。

将图5和6进行比较，未经偏转前向区域150a包括空气流130和轮胎118的前表面138之间的接触量，该接触量高于针对偏转前向区域150的空气流130和轮胎118的前表面138之间的接触量。未经偏转前向区域150a比偏转前向区域150具有施加在轮胎118的前表面138上的较高压力。当与由空气帘系统102提供的空气流型式相比，由未经偏转空气帘系统102a提供的空气流型式减小效率并且增大空气动力学阻力系数。

此外，未经偏转后向区域152a包括在空气流130和车轮116的后部分156之间的接触量，该接触量高于针对偏转后向区域152的空气流130和车轮116的的车轮116的后部分156之间的接触量。未经偏转后向区域152a比偏转后向区域152具有施加在车轮116的后部分156上的较高压力。当与由空气帘系统102提供的空气流型式相比，由未延伸空气帘系统102a提供的空气流型式减小效率并且增大空气动力学阻力系数。

还进一步地是，与偏转轮窝区域154相比，未经偏转轮窝区域154a包括较大量的空气流。可以相信，与偏转轮窝区域154中的较少量空气流相比，未经偏转轮窝区域154a中的较大量空气流增大诸如涡流的干扰型式，以及增大轮窝114内的流动空气以及车轮116和轮胎118的内表面之间的干涉。可以相信地是，当与由空气帘系统102在偏转轮窝区域154内提供较少量空气流相比，未经偏转轮窝区域154a内的较大量空气流会在车轮116绕横向轴线120旋转时降低效率，并且增大空气动力学阻力系数。

在一些方面中，当与未延伸空气帘系统102a相比，成角度延伸部128使得空气动力学阻力系数减小至少0.002。在一些方面中，当与未延伸空气帘系统102a相比，成角度延伸部128使得空气动力学阻力系数减小至少0.005。空气动力学阻力系数通常随着成角度延伸部132从前表面132进一步突出而降低。可设想的是，空气动力学阻力系数随着相对于成角度延伸部132垂线的角度增大而降低，直到达到最大程度为止，在此点处，增大相对于垂线的角度会降低流线型程度并且空气动力学阻力系数会开始返回至未经偏转数值。

可选地是，空气帘系统102可包括主动部件(未示出)。该主动部件配置成在车辆100使用中的同时，在第一状态和第二状态之间改变空气帘系统102的至少一种特性。

在一些方面中，主动部件配置为响应于车辆100的速度而改变成角度延伸部128从前表面132突出的距离D。例如，成角度延伸部128可配置为当车辆100以第一速度行进时从前表面132突出第一距离D1并且当车辆100以第二速度行进时从前表面132突出第二距离D2。在该示例中，成角度延伸部128包括最小和最大可实现距离，其中，距离D通常随着速度增大而增大，直到实现最大距离D为止。

在一些方面中，主动部件配置为响应于车辆100的速度而改变成角度延伸部128相对于前表面132形成的角度。例如，成角度延伸部128可配置为当车辆100以第一速度行进时相对于垂直于前表面132以第一角度成角度，并且当车辆100以第二速度行进时相对于垂直于前表面132以第二角度成角度。在该示例中，成角度延伸部128包括最小和最大可实现角度，其中，相对于垂直于前表面132的角度通常随着速度增大而增大，直到实现最大角度为止。

在一些方面中，主动部件配置为响应于车轮116的位置来改变空气帘系统102的至少一种特性。例如，响应于车辆100的车轮116转向，能改变成角度延伸部128的距离D或角度以避免不利效果。例如，在车轮116使得车辆100转向时，成角度延伸部128可解除轮胎118，或者车轮116的改变位置可使得轮胎118的前表面138或者车轮116的后部分156暴露于偏转空气流，且由此增大阻力或者车轮116可能抵抗转向。主动部件可配置为感测车轮116的位置并且对于距离D和/或角度提供适当校正，以抑制这些效果的发生。

成角度延伸部128除了在不显著地影响前面板112的美观性的情形下减小空气动力学阻力系数以外，该成角度空气帘延伸部还可提供增大的自由度来用于设计前面板112。例如，能选择前面板112的设计，这对于空气帘系统102的特征施加某些限制，例如空气帘出口126的定位和尺寸。成角度延伸部128能配置为补偿这些限制，以抑制对于车辆100的空气动力学性能的不利效果。

虽然已详细地描述了用于执行本发明的最佳模式，但熟悉本发明相关技术领域的技术人员会认识到落在所附权利要求范围内的、用于实践本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于空气帘系统的成角度延伸部，所述成角度延伸部包括：

基部，所述基部配置为附连于轮窝的前表面，并且配置为设置成靠近空气帘出口的内侧部；以及

突部，所述突部从所述基部延伸，

所述突部具有第一端和第二端，

所述第一端配置为当所述基部附连于所述前表面时，大致向所述空气帘出口的外侧部成角度，

所述第一端配置为至少使得空气流离开所述空气帘出口的一部分偏转，以由此抑制所述空气流和轮胎的前表面之间的接触，

所述第二端配置为当所述基部附连于所述前表面时，大致垂直于所述前表面。

2.根据权利要求1所述的成角度延伸部，其中，当所述基部附连于所述前表面时，所述第一端大致相对于垂直于所述前表面的方向成角度偏离约5°至约15°。

3.根据权利要求1所述的成角度延伸部，其中，当所述基部附连于所述前表面时，所述突部从所述前表面延伸约5mm至约15mm的距离。

4.根据权利要求1所述的成角度延伸部，其中，所述延伸部由弹性材料形成。

5.根据权利要求1所述的成角度延伸部，其中，所述突部的所述第一端延伸第一距离，且所述突部的所述第二端延伸第二距离，所述第一距离大于所述第二距离。

6.一种车辆，包括：

空气帘系统，所述空气帘系统包括：

成角度延伸部，所述成角度延伸部从轮窝的前表面突出，且所述成角度延伸部配置为至少使得空气流的一部分朝向轮胎的肩部偏转，由此抑制所述空气流和所述轮胎的前表面之间的接触，由此提供偏转流，所述偏转流配置为使得所述车辆的空气动力学阻力系数相对于具有未经偏转空气流的车辆的所述空气动力学阻力系数减小至少约0.002。

7.根据权利要求6所述的车辆，进一步包括车轮，所述车轮在其上具有轮胎，所述车轮配置为绕横向轴线旋转，所述车轮限定正交于所述横向轴线的平面，

其中，所述轮窝围绕所述车轮的一部分，所述轮窝包括靠近所述车辆的前端部的前表面，

其中，所述空气帘系统进一步包括：

空气帘入口，所述空气帘入口配置为接收来自所述车辆的所述前端部的空气流；

空气帘出口，所述空气帘出口设置在所述轮窝的所述前表面上，

所述空气帘出口配置为使得所述空气流大致向所述车辆的后端部排出，所述空气帘出口限定沿着所述前表面的细长形状，所述细长形状包括大致平行于所述平面的长度，所述空气帘出口具有靠近所述车辆的纵向轴线的内侧部和远离所述纵向轴线的外侧部；以及

管道，所述管道流体地连接所述空气帘入口和所述空气帘出口，以使得所述空气流从所述空气帘入口通至所述空气帘出口，以及

其中，所述成角度延伸部设置成靠近所述开口的所述内侧部，且所述成角度延伸部具有靠近所述车辆的下侧部的下端部和远离所述车辆的所述下侧部的上端部，所述上端部大致垂直于所述前表面，且所述下端部大致向所述空气帘出口的外侧部成角度。

8.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述成角度延伸部从所述前表面突出至少约10mm，并且其中，所述偏转流配置为使得所述空气动力学阻力系数与所述未经偏转空气流相比减小至少约0.005。

9.一种车辆，包括：

车轮，所述车轮在其上具有轮胎，且所述车轮配置为绕横向轴线旋转，所述车轮限定正交于所述横向轴线的平面；

轮窝，所述轮窝围绕所述车轮的一部分，所述轮窝包括靠近所述车辆的前端部的前表面；以及

空气帘系统，所述空气帘系统包括：

空气帘入口，所述空气帘入口配置为接收来自所述车辆的所述前端部的空气流；

所述空气帘出口，所述空气帘出口设置在所述轮窝的所述前表面上，且所述空气帘出口配置为使得所述空气流大致向所述车辆的后端部排出，所述空气帘出口限定沿着所述前表面的细长形状，所述细长形状包括大致平行于所述平面的长度，所述空气帘出口具有靠近所述车辆的纵向轴线的内侧部和远离所述纵向轴线的外侧部；

管道，所述管道流体地连接所述空气帘入口和所述空气帘出口，以使得所述空气流从所述空气帘入口通至所述空气帘出口；以及

成角度延伸部，所述成角度延伸部从所述轮窝的所述前表面突出，所述成角度延伸部设置成靠近所述开口的所述内侧部，且所述成角度延伸部具有靠近所述车辆的下侧部的下端部和远离所述车辆的所述下侧部的上端部，所述上端部大致垂直于所述前表面，所述下端部大致向所述空气帘出口的所述外侧部成角度，且所述成角度延伸部配置为至少使得所述空气流的一部分偏转，以由此抑制所述空气流和所述轮胎的前表面之间接触。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述下端部配置为当所述车辆以第一速度行进时以第一角度成角度，并且当所述车辆以第二速度行进时以第二角度成角度，所述第二速度大于所述第一速度且所述第二角度大于所述第一角度。