CN108372891A - 用于机动车辆的车身底座面板的空气动力列板 - Google Patents

Abstract

公开了用于改进车辆空气动力学的车身面板列板、用于制作该空气动力列板的方法和用于使用该空气动力列板的方法，以及采用空气动力列板来在车辆的后部处减小湍流流量和产生较高静压的机动车辆。公开了一种用于机动车辆的车身底座面板。机动车辆包括车身，车身具有跨越在车辆的前端与后端之间的底架。车身底座面板包括面板主体，面板主体附接至车身并且覆盖底架的一部分。一个或多个细长通气列板附接至面板主体并且从面板主体上突出。每个通气列板包括细长主体，细长主体相对于车辆纵向地延伸并且具有面朝内侧的曲率。通气列板引导气流沿着底架在内侧方向上从前至后行进以便因而增加车辆的后端上的静压。

Description

用于机动车辆的车身底座面板的空气动力列板

引言

本公开总体上涉及用于改善机动车辆的空气动力特性的特征件。更加具体地，本公开的各方面涉及用于减小由于尾流湍流和低静压泡沫引起的空气动力阻力的系统、方法以及装置。

许多当前生产的机动车辆(诸如，现代汽车)原始地配备有或者被改装为采用常备主体硬件和售后配件，这些主体硬件和售后配件被设计为改善车辆的空气动力特性。例如，气坝和分流器会改变在车身下方穿过的气流以便使前后下压力的分布平衡。顾名思义，气坝是安装在车身的前端保险杠结构下面或者与其集成一体的、向下延伸到接近路面的流体屏障结构。气坝(或者更加通俗地称为“前扰流板”)通过堵塞底盘下方的湍流气流的流动且使其重新定向来促进车辆空气动力学和稳定性。另一方面，分流器通常作为前保险杠的最底部的平坦延伸部出现，向前且平行于地面延伸。分流器就像楔形物一样起作用，其迫使高压空气向上且越过车辆，并且将高速低压空气迫使到汽车的下面，从而导致净值正下压力。

分流器和气坝被设计用于修改车辆的前端处的空气动力特性，而扰流板和扩散器则操作用于修改车辆的后端处的空气动力流。空气扰流板通常被锚固在后备箱盖或者后车顶纵梁的顶部上并且成形为在几何结构上类似于倒转翼形，其修改气流并且生成在后轮胎上产生下压力的空气动力压力梯度。另一方面，后扩散器在车辆车身底座的尾部上使用一系列特定成形的通道，其通过改良在沿着底架的高速气流与周围环境空气的低得多的自由流气流之间的过渡来改善空气动力特性。一般而言，后扩散器通过提供压力恢复来帮助使车身底座气流减速和扩张，以便使得其不会引起过渡流动分离和阻力。

发明内容

本文所公开的是用于机动车辆的车身面板的空气动力列板、用于制作该空气动力列板的方法和用于使用该空气动力列板的方法，以及采用空气动力列板来在车辆的后部处减小湍流流量和增加静压的机动车辆。举例来说，但不限于，呈现了一种后装饰下帷幔封堵面板，其具有一对纵向间隔开的拱形通气列板，该对纵向间隔开的拱形通气列板通过管理车辆的尾流中存在的湍流气流来减小空气动力阻力。每个列板的几何结构可以具有细长主体的性质，细长主体具有多边形纵向截面和面朝内侧的凸形(对于气流)曲率。对于至少一些实施例，每个通气列板具有约5毫米(mm)至约20mm的高度，或者在具体示例中为大约10mm的高度。对于至少一些实施例，每个通气列板具有约200mm至约350mm的长度，或者在一些具体示例中为大约245mm或者大约310mm的长度。这些列板被设计为尾随后轮内侧引导湍流空气，这帮助在车辆的后部上产生较高静压，实际上向前推动车辆并且因而减小阻力。

对于至少一些所公开的概念，附带好处包括：用于帮助实现空气动力性能和车辆燃油经济性的设计目标的车身底座空气动力使能器。例如，至少一些所公开的通气列板架构帮助实现至少0.004CD的可测量空气动力阻力减小。所公开的通气列板架构提供一种用于减小空气动力阻力的新颖方法，其使每辆车辆的附加成本最小化，使添加的车辆重量最小化，并且减小设计复杂性，同时不会降低美学吸引力。所公开的通气列板可以在对最佳实践具有很小或者没有损失或者影响的情况下容易地被并入到低帷幔封堵板的模具中。关于高性能车辆变体，这些列板的设计可以被并入到后装饰面板的美感中。

本公开的方面涉及车身面板(诸如，后装饰帷幔封堵面板)，其具有通气列板以用于减小车辆上的空气动力阻力。在示例中，公开了一种用于改善机动车辆的空气动力特性的车身底座面板。机动车辆包括车身，该车身具有跨越在车辆的前端与后端之间的底架。车身底座面板包括面板主体，该面板主体附接至车身并且覆盖底架的至少一部分。一个或多个细长通气列板与面板主体形成为整体或者如若不然附接至面板主体，从面板主体上向下突出。多个通气列板可以相对于车身彼此纵向地间隔开。每个通气列板包括细长列板主体，该细长列板主体相对于车身纵向地延伸并且具有面朝内侧的曲率(例如，在外侧突出的凹面)。每个通气列板可以具有独特的长度、截面，以及/或者曲率。通气列板配置为引导气流沿着车辆底架在内侧方向上从前至后行进以便因而增加机动车辆的后端上的静压。

本公开的其它方面涉及具有空气动力列板的机动车辆，空气动力列板用于通过减弱湍流流量和增加车辆的尾流中的静压来减小空气动力阻力。如本文所使用的，“机动车辆”可以包括任何相关车辆平台，诸如，乘用车辆(内燃机(ICE)、混合电动、全电动、燃料电池、燃料电池混合、全自动或者半自动等)、商用车辆、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆(ATV)、农用设备等。在示例中，呈现了一种包括车身的机动车辆，该车身具有跨越车辆的前端与后端之间的主体底侧的底架。后保险杠装饰面板安装在机动车辆的后端处，例如，邻近后围侧板和后备箱盖。

安装在车身的后端处的是一对车身底座封堵面板。各个封堵面板包括一对细长通气列板，该对细长通气列板与面板主体形成为整体或者如若不然附接至面板主体。面板主体包括安装结构，该安装结构用于邻近后保险杠装饰面板附接至车身的底架的外侧部，以便使得面板主体延伸通过且覆盖底架的一部分。细长通气列板例如按照大体上正交的方式从面板主体突出。每个通气列板包括细长列板主体，该细长列板主体相对于车身纵向地延伸并且具有面朝内侧的曲率(例如，朝着车辆的中心向内弯曲或者开口)。这些通气列板引导气流沿着底架在内侧和尾部方向上从前至后行进以便因而增加机动车辆的后端上的静压。

本公开的附加方面涉及用于制作车身面板列板的方法和使用车身面板列板的方法，该车身面板列板用于通过减弱湍流流量和增加车辆尾流中的静压来减小空气动力阻力。例如，公开了一种用于形成用于改善机动车辆的空气动力特性的车身底座面板的方法。该方法按照任何顺序和按照与任何公开的选项进行的任何组合包括：形成面板主体，该面板主体配置为附接至车身并且覆盖车辆底架的至少一部分；以及将细长通气列板附接至面板主体以便使得通气列板从面板主体突出，通气列板包括细长列板主体，该细长列板主体相对于车身纵向地延伸并且具有面朝内侧的曲率。通气列板的形状、大小和位置设置为引导气流沿着车辆底架在内侧方向上从前至后行进以便因而增加机动车辆的后端上的静压。附接步骤可以包括：将第一细长通气列板和第二细长通气列板附接至面板主体。通气列板可以被附接为使得第一通气列板与第二通气列板纵向地间隔开。前述方法中的形成步骤和附接步骤可以包括：将面板主体和通气列板整体地形成为单件式统一结构。通气列板可以分别形成有不同的长度、不同的高度、不同的宽度，以及/或者不同的最大弧度。

上述发明内容不意在代表本公开的每个实施例或者每个方面。相反，前述发明内容仅仅提供本文所陈述的一些新颖方面和特征的范例。当结合附图和所附权利要求书来看时，本公开的上述特征和优点，以及其它特征和优点将从对用于执行本公开的代表实施例和代表模式的如下详细描述中变得显而易见。此外，本公开显然包括上文和下文呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。

附图说明

图1是根据本公开的方面的代表性机动车辆的后方透视图图示，带有车辆的底架的插入透视图，以便示出具有用于改进空气动力流的弯曲通气列板的两个代表性车身底座封堵面板。

图2是具有图1的空气动力列板的其中一个代表性封堵面板的平面图图示。

图3是曲线图，示出了沿着具有图1的通气列板架构的车辆的后方长度的阻力发展与没有列板架构的基线车辆情况的比较。

本公开易于具有各种修改和替代形式，并且一些代表性实施例已经通过示例的方式在附图中进行了图示且将在本文进行详细描述。然而，应理解，本公开的新颖方面不限于在所附附图中图示的特定形式。相反，本公开意在涵盖落在本公开的范围和精神内的所有修改、等效物、组合、子组合、置换、分组以及替代例。

具体实施方式

本公开易于具有呈许多不同形式的实施例。在附图中示出了并且将在本文详细地描述本公开的代表性实施例，应理解，这些代表性实施例应被看作是本公开的原理的范例并且不意在将本公开的宽泛方面限制于所图示的实施例。为此，例如在摘要、发明内容，以及具体实施方式章节中公开的、但未在权利要求书中明确地陈述的元件和限制因素不应通过暗示、推理或者其它方式单独地或者集体地被并入到权利要求书中。

为了本详细描述的目的，除非明确地否认，否则：单数形式包括复数形式并且反之亦然；词语“和”和“或”应均为连接词和反意连接词；词语“全部”表示“任何和全部”；词语“任何”表示“任何和全部”；并且词语“包括”和“包含”以及“具有”表示“包括但不限于”。此外，诸如“约”、“几乎”、“大体上”、“大约”等近似性词语可以在本文用于表示，例如，“为、将近，或者差不多为”，或者“在3％至5％的范围内”，或者“在可接受的制造公差内”，或者其任何逻辑组合。最后，诸如“前部”、“尾部”、“内侧”、“外侧”、“垂直”、“水平”、“向上”、“向下”等方向形容词可以是相对于机动车辆，诸如，当所述车辆在操作上定向在正常行驶表面上时，机动车辆的前向行驶方向。

现在参照附图，其中，在多个附图中，相似的附图标记指相似的特征，在图1中示出了代表性汽车的透视图图示，该代表性汽车通常被指定为10并且为了讨论的目的在此被描绘为双门轿式乘用车辆。安装至车辆10的车身(例如，乘客舱12的尾部和后货舱14(在此也称为“后备箱”)的底部、在后保险杠组件16的内侧和后轮舱17的尾部)的是一对车辆车身底座面板20，该对车辆车身底座面板20具有用于改善车辆10的空气动力性能的通气列板22。所图示的汽车10——在此也称为“机动车辆”或者简称为“车辆”——仅仅是可以实践本公开的新颖方面和特征的示例性应用。同理，在后装饰下帷幔封堵面板中实施本概念也应被离开为是本文所公开的新颖概念的示例性应用。这样，应理解，本公开的方面和特征可以被并入到其它车身面板中，并且可以实施用于任何逻辑相关类型的机动车辆。最后，本文所呈现的附图不必按照比例绘制并且仅仅提供用于指导目的。因此，附图中示出的具体和相对尺寸不应被看作具有限制性。

集体参照图1中呈现的透视图和插入视图，汽车10原始地配备有相对的前保险杠组件和后保险杠组件，在所提供的视图中仅仅可看到后保险杠组件。后保险杠组件16大体上横向地延伸通过车辆10的后端并且安装至车辆底盘框架24的互补框架构件(未示出)。保险杠组件16大体上包括由后保险杠装饰板19(即，A-表面包层)覆盖的高强度且可变形的保险杠横梁(未示出)。与后保险杠装饰板19的相对外侧部分邻接的是一对后围侧板18(在附图中仅仅可以看到其中一个，镜像配对物设置在车辆10的相对侧上)。后围侧板18是位于车辆乘客舱12的尾部(例如，介于最后部的乘员门15与后保险杠装饰板19之间)的外部(A级表面)主体面板，其至少部分地限定出后轮舱17。保险杠组件16可以进一步包括下帷幔21，下帷幔21附接至保险杠装饰板18的下部。沿着车辆10的底侧的是大体上被指定为26的底架，底架26可以代表支撑框架以及悬架系统部件，支撑框架用于保持动力传动系统支撑轴23、车轴25，以及后差速器27，悬架系统部件包括弹簧29、排气系统部件(诸如，消音器31)。

为了改善空气动力性能和燃油经济性，车辆10配备有带有通气列板20的一个或多个车辆车身底座面板20，通气列板20通过管理湍流气流和增加车辆的尾流中的静压来减小空气动力阻力。例如，在所图示的架构中，具有安装在底架26的后部处的两个车身底座面板20——位于车辆的右手侧(右舷)上的第一车身底座面板20A和位于车辆的左手侧(左舷)上的第二车身底座面板20B，其与后保险杠装饰板19的下帷幔呈邻接关系。设想了车辆10包括更多或者更少的车身底座面板20，这些车身底座面板20按照与附图中示出的车身底座面板相似或者不同的位置以及/或者相似或者不同的方向进行封装。尽管本身并不需要，但图1的两个车身底座面板20可以是大体上相同的镜像配对物；因此，为了简洁的目的，可以通过参照在图2中放大的第一(右舷侧)车身底座面板20A对两个组件的结构特征进行描述。

各个车身底座面板20制造有面板主体30，面板主体30被设计为：例如，经由螺纹紧固件、推杆、安装托架，或者凹凸锁定垂片来邻近后保险杠装饰板19附接至车身。根据所图示的示例，每个面板主体30延伸通过并且覆盖底架26的分立部分。尽管设想了无数形状和大小，但图1和图2的面板主体30是细长的，具有波状最下表面。对于至少一些实施例，可以令人期望的是，车身底座面板20由强劲和刚硬且重量轻和防风雨的材料制造而成，诸如，钢、铝或者钛合金、碳纤维复合材料、聚乙烯、聚丙烯、聚醚、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)，或者其任何组合。进一步设想了车身底座面板20可以被制造为分立部件，这些分立部件随后被组装为二重或者三重单元；然而，可以令人期望的是，整个车身底座面板20(包括通气列板22和面板主体30)集成地形成为单件式统一结构(例如，经由冲压或者注射模塑)。

为了帮助引导气流按照特定攻角通过预先指定的车辆控制表面，一个或多个细长通气列板22(本文也称为“空气动力列板”或者为了简洁起见仅仅称为“列板”)与面板主体30形成为整体、安装在面板主体30上，或者如若不然附接至面板主体30。参照在图2中陈述的示例性设计，第一细长通气列板22A和第二细长通气列板22B从面板主体30的最下表面正交地向下突出。第一通气列板22A与第二通气列板22B纵向地向前间隔开以便使得第二通气列板22B的前向端和后续端分别比第一通气列板22A的前向端和后向端更接近车辆10的尾端。每个代表性通气列板22A和22B都形成有细长连续列板主体33A和33B，细长连续列板主体33A和33B相对于车辆主体大体上纵向地(即，在从前至后方向上)延伸。如图所示，列板主体33A和33B具有带有面朝内侧的曲率半径的曲线平面图轮廓。图2中呈现的插入视图示出了每个通气列板主体33A和33B可以具有多边形(例如，矩形形状的)纵向截面，该纵向截面具有约5mm至约20mm的高度H1和约2mm至约10mm的宽度W1。在具体示例中，两个列板22A和22B都具有大约10mm的高度和大约3mm的宽度。尽管附图中图示了特定几何结构配置，但应理解，通气列板22A和22B在不背离本公开的预期范围的情况下可以呈不同的形状和大小。

车身底座面板20A的通气列板22A和22B可以具有相似的或者不同的长度、曲率轮廓，以及/或者截面几何结构。以非限制性示例为例，通气列板22A和22B可以具有相应的或者共同的约200mm至约350mm的长度。根据所图示的示例，第一通气列板22A具有大约310mm的第一中心线长度L1，而第二通气列板22B具有大约245mm的第二中心线长度L2。同理，通气列板22A和22B可以具有相应的或者共同的约5mm至约25mm的最大弧度。如本文所使用的，“最大弧度”可以被定义为在列板主体的最大曲率点与从每个列板的相对端/点处划出的直线之间的垂直距离。如在图2中示出的，例如，第一通气列板22A具有第一独特平面图曲率轮廓，其部分地由具有第一最大弧度CM1(例如，大约19mm)的第一面朝内侧的曲率限定。相对地，第二通气列板22B具有第二独特平面图曲率轮廓，其部分地由具有第二最大弧度CM2(例如，大约9mm)的第二面朝内侧的曲率限定。如本文所使用的，“面朝内侧的曲率”可以被定义为表示朝着车辆的中心向内侧弯曲和/或开口(例如，在外侧突出的凹面)的物体，或者物体的表面或者片段。在所公开的位置、方向和结构设计下，这些通气列板22A和22B帮助引导气流沿着底架在内侧和尾部方向上从前至后行进以便因而增加机动车辆的后端上的静压。如在图3中看到的，例如，通气列板22A和22B帮助实现至少0.004CD的可测量空气动力阻力减小，这可以等于每辆车辆1.0g CO2/mi的减小(例如，在EPA FTP复合循环下每辆车辆0.6gCO2/mi的减小或者在US06循环下每辆车辆1.25g CO2/mi的减小)。

尽管已经参照所图示的实施例对本公开的方面进行了详细描述，但本领域的技术人员将意识到，在不背离本公开的范围的情况下可以对其作出许多修改。本公开不限于本文所公开的精确构造和组成；从前述描述中显而易见的任何和所有修改、改变，以及变型均落在如所附权利要求书中限定的本公开的精神和范围内。然而，本概念明显地包括前述元件和特征的任何和所有组合以及子组合。

Claims (10)

1.一种用于改善机动车辆的空气动力特性的车身底座面板，所述机动车辆包括车身，所述车身具有前端、后端以及底架，所述车身底座面板包括：

面板主体，所述面板主体配置为附接至所述车身并且覆盖所述底架的一部分；以及

细长通气列板，所述细长通气列板附接至所述面板主体并且从所述面板主体突出，所述通气列板包括细长列板主体，所述细长列板主体相对于所述车身纵向地延伸并且具有面朝内侧的曲率，

其中，所述通气列板配置为引导气流沿着所述底架在内侧方向上从前至后行进以便因而增加所述机动车辆的所述后端上的静压。

2.根据权利要求1所述的车身底座面板，其中，所述通气列板包括第一细长通气列板和第二细长通气列板，所述第一细长通气列板和所述第二细长通气列板附接至所述面板主体并且从所述面板主体突出。

3.根据权利要求2所述的车身底座面板，其中，所述第一通气列板相对于所述车身与所述第二通气列板纵向地间隔开。

4.根据权利要求2所述的车身底座面板，其中，所述第一通气列板具有第一长度并且所述第二通气列板具有小于所述第一长度的第二长度。

5.根据权利要求2所述的车身底座面板，其中，所述第一通气列板具有第一面朝内侧的曲率轮廓，并且所述第二通气列板具有与所述第一面朝内侧的曲率轮廓不同的第二面朝内侧的曲率轮廓。

6.根据权利要求1所述的车身底座面板，其中，所述通气列板具有多边形纵向截面。

7.根据权利要求1所述的车身底座面板，其中，所述通气列板具有约5mm至约20mm的高度。

8.根据权利要求1所述的车身底座面板，其中，所述通气列板具有约200mm至约350mm的长度。

9.根据权利要求1所述的车身底座面板，其中，所述通气列板具有约5mm至约25mm的最大弧度。

10.根据权利要求1所述的车身底座面板，其中，所述车身包括安装在所述机动车辆的所述后端处的后保险杠装饰板，并且其中，所述面板主体配置为安装至所述车身与所述后保险杠装饰板邻接。