CN109018033A - 带空气动力学形状翼型截面的汽车行李箱盖扰流板 - Google Patents

Abstract

除了别的之外，根据本公开的示例性方面的装置和方法包括提供具有多个通道的扰流板主体，该多个通道限定扰流板主体和车辆外部表面之间的开放区域。每个通道具有有着翼型截面的最上面的壁。扰流板主体包括至少一个位于至少两个通道之间的车辆附接区域。

Description

带空气动力学形状翼型截面的汽车行李箱盖扰流板

技术领域

本公开涉及提供用于车辆的扰流板的示例性装置和方法，所述扰流板包括具有翼型截面的通道。

背景技术

诸如高性能车辆之类的车辆通常包括安装在车辆上以改善空气动力学性能的扰流板。扰流板可以安装在车辆的后部，例如在行李箱盖上，或者可以位于后车窗或车顶上。扰流板的使用改善了车辆上方和周围的气流，从而在道路上产生更好的抓地力或牵引力。以较高速度行驶的车辆可能会遇到控制问题，因为在某些速度条件下，增加的气流可能会产生升力。

关于空气动力学的工程要求，由于各种因素，高性能车辆上的行李箱盖扰流板对于升力与阻力比通常是低效的或次优的。例如，行李箱盖扰流板通常具有减小的表面积，在该表面积上可产生负升力，即下压力。此外，这些类型的扰流板依靠由于在气流中放置楔形物而产生的低效高压。因此，对于传统的扰流板，难以产生大量的下压力以获得有效的阻力。减少阻力对于满足燃料经济性、加速度和最大速度目标至关重要。

发明内容

除了别的之外，根据本公开的示例性方面的装置包括扰流板主体，该扰流板主体具有限定扰流板主体和车辆外部表面之间的开放区域的多个通道。每个通道包括具有翼型截面的最上面的表面。扰流板主体包括至少一个位于至少两个通道之间的车辆附接区域。

在前述装置的另一非限制性实施例中，翼型截面相对于翼型截面上方的自由流动气流具有3到15度的迎角。

在任一前述装置的另一非限制性实施例中，翼型截面具有面向车辆外部表面的吸入侧、背对吸入侧的压力侧和延伸至后缘以限定气流方向的前缘。

在任何前述装置的另一步非限制性实施例中，当空气流过翼型截面时，扰流板主体和外部表面之间的开放区域的压力低于最外面的壁上方的区域的压力。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，多个通道仅包括第一通道和第二通道。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，至少一个车辆附接区域包括在第一和第二通道之间的至少第一附接区域、在扰流板主体的一个横向端处的第二附接区域以及位于扰流板主体的相对横向端处的第三附接区域。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，扰流板主体具有在横向端之间延伸的长度和沿纵向方向延伸的宽度，该长度大于该宽度。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，每个通道的开放区域由长度和高度限定，并且开放区域在从通道入口到通道出口的纵向方向上不间断。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，扰流板主体包括对应于车辆附接区域的多个二维部分和对应于通道的多个三维部分。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，至少一个附接区域包括多个附接区域，每个附接区域具有外表面和固定到车辆外部表面的内表面，并且其中每个通道的最外面的壁相对于外表面垂直向外延伸以限定开放区域。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，其中每个通道包括一对横向间隔开的侧壁，该侧壁将最外面的壁连接到位于通道任一侧上的附接区域的外表面。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，多个附接区域包括在第一和第二通道之间的至少第一附接区域、在扰流板主体的一个横向端处的第二附接区域以及位于扰流板主体的相对横向端处的第三附接区域，使得扰流板主体和车辆外部表面之间的气流仅通过第一和第二通道。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，扰流板主体具有前缘和后缘，并且其中每个通道的开放区域从前缘到后缘不间断地穿过扰流板主体。

除了别的之外，根据本公开的另一示例性方面的装置包括用于车辆的空气动力学结构，该结构包括具有至少第一和第二通道的扰流板主体，该扰流板主体限定扰流板主体和车辆表面之间的开放区域。每个通道具有有着翼型截面的最上面的壁，并且扰流板主体至少包括位于第一通道和第二通道之间并且构造成将扰流板主体附接到车辆的第一附接区域。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，翼型截面具有面向车辆表面的吸入侧、背对吸入侧的压力侧以及延伸至后缘以限定气流方向的前缘，并且其中翼型截面相对于翼型截面上方的自由流动气流具有3到15度的迎角。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，在扰流板主体的一个横向端处具有第二附接区域，并且在扰流板主体的相对横向端处具有第三附接区域，使得扰流板主体和车辆外部表面之间的气流仅穿过第一和第二通道。

在任何前述装置的另一非限制性实施例中，第一通道包括将最上面的壁连接到第一和第二附接区域的第一对横向间隔开的侧壁，并且其中第二通道包括将最上面的壁连接到第一和第三附接区域的第二对横向隔开的侧壁。

除了别的之外，根据本公开的另一个示例性方面的方法包括以下步骤：形成包括多个通道的扰流板主体，该多个通道被构造成限定扰流板主体和车辆外部表面之间的开放区域；并使每个通道的最上面的壁形成翼型截面；在扰流板主体中位于至少两个通道之间的位置处形成至少一个车辆附接区域。

在前述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括形成相对于翼型截面上方的自由流动气流具有3到15度的迎角的翼型截面。

在任一前述方法的另一非限制性实施例中，该方法包括形成具有面向车辆外部表面的吸入侧、背对吸入侧的压力侧和延伸至后缘以限定气流方向的前缘的翼型截面。

前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各个方面或各个单独特征中的任一个，可以独立地或以任何组合方式进行。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。

根据以下详细描述，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。伴随详细描述的附图可以简要描述如下。

附图说明

图1A是来自车辆的乘客侧的扰流板的后透视图；

图1B是来自车辆的驾驶员侧的图1A的扰流板的后透视图；

图1C是来自车辆的乘客侧的图1A的扰流板的主透视图；

图1D是来自图1C的扰流板的放大视图；

图1E是来自车辆的驾驶员侧的图1A的扰流板的主透视图；

图2是图1A的扰流板的主视图；

图3是从前面看去的图2的扰流板的通道的放大视图；

图4是从后面看的图3的通道的放大视图；

图5是从前面看去的扰流板的通道和附接区域的放大视图；

图6是图5的通道的截面图。

具体实施方式

本公开详述了提供用于车辆的扰流板的示例性装置和方法，该扰流板包括具有翼型截面的通道。这些和其他特征在该详细描述的以下段落中更详细地讨论。

图1A-1E示出了包括扰流板12的车辆10的一个示例，扰流板12安装到车辆10的行李箱盖14上。扰流板12改善了车辆10上方和周围的气流并因此在道路上产生了增加的牵引力，用于改进控制。扰流板12包括具有扰流板截面16a和排放截面或通道16b的主体16。扰流板截面16a是二维的(2D)，而通道16b是三维的(3D)，即空气元件。

通道16b限定位于行李箱盖14的外部表面20与扰流板主体16的下表面22(图1B)之间的开放区域18。在车辆运行期间，空气在扰流板主体16上方流过并通过开放区域18。通过开放区域18的流动产生负升力，导致车辆上的下压力F₁(图6)。这将在下面更详细地讨论。

图2示出了扰流板主体16的示例，扰流板主体16仅包括第一通道30和第二通道32以及将扰流板12附接到行李箱盖14的多个附接区域34、36、38。在一个示例中，附接区域34、36、38包括支撑支柱。如上所述，扰流板主体16由二维扰流板截面16a和三维截面16b组成。二维扰流板截面16a对应于车辆附接区域34、36、38，并且三维截面16b对应于第一通道30和第二通道32。

如图2-4所示，扰流板主体16在横跨车辆10宽度的方向上在第一端40和第二端42之间横向延伸。扰流板主体16在沿着车辆长度的方向上在前缘44和后缘46之间纵向地延伸。扰流板主体16在沿着车辆10高度的方向上在最下面表面48和最上面表面50之间垂直地延伸。第一通道30和第二通道32限定开放区域18以允许空气流过扰流板主体16和行李箱盖14之间的通道30、32。在一个示例中，每个通道30、32的开放区域18由长度和高度限定，并且开放区域18在从通道入口52到通道出口54的纵向方向上不间断。

如图3-4所示，每个通道包括最上面的壁60和一对侧壁62，侧壁62将最上面的壁60连接到通道每侧上的扰流板截面16a。通道开放区域18因此被限定在最上面的壁60的底部表面68、侧壁62和行李箱盖14的外部表面20之间。

扰流板截面16a各自具有固定到行李箱盖14的外部表面20的内表面64和面对内表面64的外表面66。如图5最佳所示，外表面66包括一个实心的弯曲表面，其从前边缘44向上延伸到后边缘46。在一个示例中，用于各个扰流板截面16a的附接区域34、36、38的下表面64被固定到横跨其整个宽度的外部表面20，使得在附接区域34、36、38处沿纵向方向没有空气流动的间隙。可以使用任何类型的附接方法(包括紧固件、粘合剂等)来将扰流板12的附接区域34、36、38固定到车辆10。

图6示出了穿过通道的最上面的壁60的截面。最上面的壁60具有由面向车辆外部表面20的吸入侧70、背对吸入侧70的压力侧72和延伸至后缘76以限定气流方向的前缘74限定的翼型截面AS。在78处示出了自由流动气流方向，并且翼型截面AS被定向为使得相对于自由流动气流方向78的迎角80在3至15度的范围内。这导致在翼型截面壁60的下侧产生低压力(低于环境空气)和在翼型截面壁60上方产生高压力(高于环境空气)，这相应地产生负升力或下压力F1。

如上所述，图2示出了存在与三个附接区域34、36、38结合的第一通道30和第二通道32的示例。第一附接区域34在第一横向端40处并且延伸到第一通道30。第二附接区域36在第一通道30和第二通道32之间延伸。第三附接区域38从第二通道32延伸到第二横向端42。该构造提供了一对翼型形状的通道30、32，与传统的扰流板构造相比，该通道在空气动力学方面对于升力和阻力更有效。

在一个示例中，扰流板主体16包括由塑料材料制成的单一连续的整体式结构。可以使用任何类型的制造工艺来形成单个连续组装塑料扰流板主体16，例如注塑成型、真空成型等。在一个示例中，单个连续组装塑料扰流板主体16由吹塑工艺形成。

在另一个示例中，扰流板主体由附接在一起的多个部件形成。在一个示例中，扰流板主体可以由塑料、碳纤维、玻璃纤维、片状模塑料(SMC)或其他类似材料形成。

本发明将3D翼型通道与2D扰流板截面组合，这增加了标准2D扰流板上的整体表面积。此外，翼型截面的底部表面加速空气，因此降低了空气压力并产生下压力，而不增加附加的引起阻力的前部区域。这导致高水平的负升力/下压力F₁以及低阻力损失。此外，将2D扰流板截面与3D通道截面相结合，可以使用高性价比的聚合物塑料材料。另外，与使用劳动密集型复合材料相比，这些类型的材料制造便宜。因此，本发明允许使用较便宜的材料，同时仍然生产下压力生成通道。

尽管将不同的非限制性实施例示出为具有特定的组件或步骤，但是本公开的实施例不限于这些特定的组合。可以使用来自任何非限制性实施例的一些组件或特征与来自任何其他非限制性实施例的特征或组件结合。

应该理解的是，贯穿几个附图，相同的附图标记标识对应或相似的元件。应该理解的是，虽然在这些示例性实施例中公开和示出了特定的组件布置，但是其他布置也可以从本公开的教导受益。

前面的描述应被解释为说明性的而不具有任何限制意义。本领域的普通技术人员将理解，某些修改可以落入本公开的范围内。出于这些原因，应研究权利要求以确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

扰流板主体，所述扰流板主体具有限定所述扰流板主体和车辆外部表面之间的开放区域的多个通道，其中每个通道具有带有翼型截面的最上面的壁，并且其中所述扰流板主体包括至少一个定位在至少两个所述通道之间的车辆附接区域。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述翼型截面相对于所述翼型截面上方的自由流动气流具有3到15度的迎角。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述翼型截面具有面向所述车辆外部表面的吸入侧、背对所述吸入侧的压力侧和延伸至后缘以限定气流方向的前缘。

4.根据权利要求1所述的装置，其中当空气流过所述翼型截面时，所述扰流板主体和所述外部表面之间的所述开放区域的压力低于所述最上面的壁上方的区域的压力。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个通道仅包括第一通道和第二通道，并且其中所述至少一个车辆附接区域至少包括位于所述第一通道和所述第二通道之间的第一附接区域、位于所述扰流板主体的一个横向端的第二附接区域以及位于所述扰流板主体的相对横向端的第三附接区域。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述扰流板主体具有在所述横向端之间延伸的长度和沿纵向方向延伸的宽度，所述长度大于所述宽度，并且可选地，其中每个通道的所述开放区域由长度和高度限定，并且所述开放区域在从通道入口到通道出口的所述纵向方向上不间断。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述扰流板主体包括对应于所述车辆附接区域的多个二维部分和对应于所述通道的多个三维部分。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个附接区域包括多个附接区域，每个所述附接区域都具有外表面和固定到所述车辆外部表面的内表面，并且其中每个通道的所述最上面的壁相对于所述外表面垂直向外延伸以限定所述开放区域。

9.根据权利要求8所述的装置，其中每个通道包括一对横向间隔开的侧壁，所述侧壁将所述最上面的壁连接到位于所述通道的任一侧上的附接区域的所述外表面，并且可选地，其中所述多个附接区域至少包括第一和第二通道之间的第一附接区域、在所述扰流板主体的一个横向端处的第二附接区域以及在所述扰流板主体的相对横向端处的第三附接区域，使得仅所述扰流板主体和所述车辆外部表面之间的气流穿过所述第一和第二通道。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述扰流板主体具有前缘和后缘，并且其中每个通道的所述开放区域从所述前缘到所述后缘不间断地穿过所述扰流板主体。

11.一种用于车辆的空气动力学结构，包括：

至少具有第一和第二通道的扰流板主体，所述第一和第二通道限定所述扰流板主体和车辆表面之间的开放区域，其中每个通道具有带有翼型截面的最上面的壁，并且其中所述扰流板主体至少包括定位在所述第一和第二通道之间并且被构造成将所述扰流板主体附接到所述车辆的第一附接区域。

12.根据权利要求11所述的空气动力学结构，其中所述翼型截面具有面向所述车辆表面的吸入侧、背对所述吸入侧的压力侧和延伸至后缘以限定气流方向的前缘，并且其中所述翼型截面相对于所述翼型截面上方的自由流动气流具有3到15度的迎角。

13.根据权利要求11所述的空气动力学结构，包括在所述扰流板主体的一个横向端处的第二附接区域和在所述扰流板主体的相对横向端处的第三附接区域，使得仅所述扰流板主体和所述车辆外部表面之间的气流穿过所述第一和第二通道，并且可选地，其中所述第一通道包括将所述最上面的壁连接到所述第一和第二附接区域的第一对横向间隔开的侧壁，并且其中所述第二通道包括将所述最上面的壁连接到所述第一和第三附接区域的第二对横向间隔开的侧壁。

14.一种方法，包括：

形成包括多个通道的扰流板主体，所述多个通道构造成限定所述扰流板主体和车辆外部表面之间的开放区域；

使每个通道的最上面的壁形成翼型截面；以及

在所述扰流板主体中位于至少两个所述通道之间的位置处形成至少一个车辆附接区域。

15.根据权利要求14所述的方法，包括形成相对于所述翼型截面上方的自由流动气流具有3到15度的迎角的所述翼型截面，并且可选地，形成具有面向所述车辆外部表面的吸入侧、背对所述吸入侧的压力侧以及延伸到后缘以限定气流方向的前缘的所述翼型截面。