CN109070945A - 轮罩中的水分离 - Google Patents

Abstract

一种在车辆(1)的轮舱(2)中的布置装置(10)，包括至少一个通道(11)，其在发动机室(3)和轮舱之间提供流体连通以允许气流通过其中，其中该通道是非直的以防止水侵入发动机室。还公开了一种包括这种布置装置的车辆。

Description

轮罩中的水分离

技术领域

本发明大体上涉及允许气流从发动机室出来到轮舱同时防止水沿相反方向侵入的装置和方法。

背景技术

机动车辆中的发动机在被操作时会产生大量的热量，其需要从发动机室消散，以维持最佳的关于温度的操作规程(状况)和性能。传统上，通过在底盘中设置大开口来解决该问题，但是这具有使车辆的空气动力特性恶化以及使发动机室暴露于外部杂物和湿气的缺点。替代地，设置较小的开口，例如在车辆的轮罩中，以从发动机室排除热空气。然而，行驶在潮湿的条件下或通过水时，泥和水将通过开口溅入。为了对抗这种影响，引入阻溅屏蔽物(网)，但是这导致气流的大幅降低，其又减少了从发动机室的热量消散。

GB 2510898公开了一种布置装置，其设置有台阶式阶梯构造中的孔，以允许气流通过发动机室和轮腔之间的布置装置。

WO 2013/016867公开了一种用于车辆的保护罩，其包括用于第一和第二开口之间流体连通的通路，其相对于彼此偏移，以使能够从发动机进行热量消散。

然而，所引用的现有技术文献均未提供气流和防溅保护之间的最佳平衡。因此，需要开发改进的解决方案，以允许气流从发动机室出来，同时防止水和湿气污染的侵入。

发明内容

本发明的一目的是提供一种用于车辆中的轮舱(轮腔)的改进的解决方案，其防止水侵入发动机室，同时允许气流从发动机室出来。该目的在本发明的第一方面通过车辆的轮舱中的布置装置来实现，该布置装置包括至少一个通道，该至少一个通道在发动机室和轮舱之间提供流体连通以允许气流通过其中，其中该通道是非直的以防止水侵入发动机室。非直的通道利用了水相对于空气的相对高惯性，使得进入通道的水将冲击通道的表面并被阻止到达发动机室。同时，具有相当低惯性的空气将沿相反方向穿过通道以从发动机室消散热量。因此，实现了防溅保护和热量消散之间的最佳平衡。

在优选实施方式中，通道由限定非直的通道的两个壁界定，其中每个壁包括至少两个壁区段(部分)，其界定关于通过通道的气流的方向的通道的上游部分和下游部分，使得在上游部分和下游部分之间提供至少一个方向变化。通过布置上游部分和下游部分使得获得了通道的至少一个方向变化，即彼此成角度，实现了用于产生非直的曲折通道的简单而有效的解决方案。

在优选实施方式中，壁区段在基本垂直于通过通道的气流的方向的方向上延伸。基本垂直于通过通道的气流的方向的壁区段的延伸有助于增加通道的截面面积并且因此增加气流，而不会进一步使发动机室暴露在水和湿气的侵入下。

在一有利的实施方式中，壁区段布置成基本上竖直的，以允许水通过重力排放。壁区段的竖直定向是简单的解决方案，可以在不需要附加的管道和导管的情况下去除冲击水。

在一可替代实施方式中，壁区段是非平面的和弯曲的，以在上游部分和下游部分之间形成平滑过渡。壁区段的弯曲的非平面形状产生了通道的更流线型的曲折形状，以利于气流，同时仍然对冲击水提供有效屏障。

在优选实施方式中，每个壁包括朝向下游部分定向的至少一个突出边缘。突出边缘定向成朝向通道的下游部分并且以倾斜角度布置，以便对冲击水提供附加障碍，同时仅在很小程度上影响相反方向的气流。

在一可替代实施方式中，壁区段基本上是平面的并且基本上彼此垂直地布置。壁区段相对于彼此的基本上垂直的布置为非直的通道提供了另一种紧凑和有效的解决方案，以维持足够的气流速率同时防止水侵入。

在另一优选实施方式中，每个壁包括多个壁区段，其中相邻的壁区段以交替方式基本上彼此垂直地布置，以形成锯齿(之字形，Z字形)形状的通道。多个壁区段通过以锯齿方式产生附加转弯来延长通道，以进一步阻碍水的侵入，同时不会恶化从发动机室出来的在相反方向上的气流。

在一有利的实施方式中，壁区段相对于来自发动机室的气流的进入方向成倾斜角度布置。通过使来自发动机室的气流的进入方向与壁区段之间的角度倾斜，即它们既不平行也不相互成直角，对气流速率的不利影响是最小的，以避免湍流和回流。优选地，壁区段与来自发动机室的气流的方向之间的角度在以下范围内：30°至60°，优选40°至50°，最优选大约45°。

在一可替代实施方式中，第一上游壁区段沿通过通道的气流的方向延伸超过相邻的第二下游壁区段，以形成突出边缘。上游壁区段的突出边缘形成对水的附加屏障，从而进一步阻碍水的侵入，同时不会恶化从发动机室出来的在相反方向上的气流。

在一可替代实施方式中，该布置装置包括并排布置的多个通道。通过设置多个通道，总的截面面积以及因此气流以紧凑的构造增加，而不会进一步使发动机室暴露在水和湿气的侵入下。

在本发明的第二方面，提供了一种包括至少一个根据第一方面的布置装置的车辆。

在优选实施方式中，该布置装置布置在车辆的轮舱中，与轮轴成角度。可以选择该角度，使得该布置装置平行于或垂直于轮轴，或者它们之间成任何角度。选择通道的定向以优化从发动机室出来的气流。

在一可替代实施方式中，该布置装置布置在车辆的发动机室中，在对轮舱的开口的附近。发动机室内的安置进一步保护发动机，因为水必须从轮舱进一步行进并且沿途失去动量。

附图说明

现在参考所附附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：

图1示出了车辆中的轮舱的顶视图，包括根据本发明的布置装置；

图2示出了根据本发明的布置装置的截面图，垂直于流体流通过其中的方向；以及

图3示出了根据本发明的布置装置的透视图，示出了空气和水的相反的流动方向。

具体实施方式

在下文中，提出了根据本发明的布置装置的详细描述。在附图图片中，同样的附图标记在若干图片中表示同一或相应的元件。应当理解，这些图片仅用于说明而不以任何方式限制本发明的范围。

图1中示出的是例示了从上方看到的车辆1的前部部分的区段。在虚线(剖面线)中，车辆1的右前轮舱2被画出轮廓，包括轮5和轮轴4。在图1的左手侧是发动机室3，并且在发动机室3和轮舱2之间的界面区域中设置有布置装置10，用于允许两者之间有气流。

布置装置10包括在发动机室3和轮舱2之间的至少一个曲折的非直的通道11，以使气流能够从发动机室3出来以消散热量。空气的低惯性允许空气在通道11中改变方向，而不会显著影响或恶化气流速度。沿相反方向行进的是水和泥，其密度和惯性比空气高。水将冲击通道11的表面并且减速，以比空气高得多的程度。因此，非直的通道11防止泥和水溅入发动机室3，同时允许热空气离开发动机室3。换句话说，布置装置10用作分离器或分离布置装置，用于分离沿相反方向流动通过通道11的水和空气。

现在看图2和图3，分别示出了本发明的布置装置10的第一实施方式的截面图和透视图。这里，并排示出三个非直的通道11，本文中也描述为通路或流动路径，但是在本发明的范围内可预见任何合适数量的通道11。更多数量的通道11允许增加从发动机室3出来的气流。通道11沿着x轴(如图2中所示的坐标系所限定的)在大致纵向方向上延伸。此外，每个通道11的宽度沿着y轴在大致横向(侧向)方向上延伸，并且高度沿着z轴(从附图的平面指向外)在大致竖直方向上延伸。然而，z轴也可以相对于竖直方向倾侧(偏斜)。每个通道11的长度沿x轴可以在30mm至200mm的范围内，宽度可以在10mm至200mm的范围内，并且高度可以在从30mm至轮舱2的整个高度的范围内。

每个通道11由两个非直壁12界定，每个非直壁包括至少两个相邻的壁区段12a、12b。壁区段12a、12b布置成基本上(大致地)彼此垂直，使得形成非直的通道11或流动路径。在图2和图3中，壁区段12a、12b显示为基本上是平面的并且彼此垂直，给出通道的直角转弯。在多于一个通道11的情况下，一个通道11的壁12也形成相邻通道11的壁12。垂直的壁区段12a、12b在通道11中形成至少一个直角转弯，因此给出用于流体导向的至少一个方向变化以便穿过通道11。如上所述，水将冲击垂直的壁区段12a、12b的表面并且被防止进入发动机室3。从发动机室3出来的气流仅受到直角转弯的轻微影响。

每个壁12可以包括多个壁区段12a、12b、12c、12d，它们以交替方式基本上彼此垂直地布置，以产生如图2和图3所示的锯齿形状的通道11。通道11的锯齿形状在交替的左右方向上产生多个直角转弯，确保冲击水失去所有动量，从而防止水侵入发动机室3。然而，只要提供至少一个方向变化，壁区段12a、12b的数量可以更低。

如图3所示，从发动机室3出来的气流处在(例如来自轮)飞溅的水的相反方向。为了最小化对从发动机室3出来的气流的影响，壁区段12a、12b、12c、12d以与沿x轴进入通道11的气流的初始进入方向成倾斜角度布置。换句话说，壁区段12a、12b、12c、12d既不与x轴平行也不与x轴成直角。因此，气流在其从发动机室3通过通道11进入轮舱2的路径上遇到的第一壁区段倾斜于初始(和大体的)气流的方向。垂直表面产生湍流和回流以减少总体气流，并且因此最好在进入通道11的点处避免。由于壁区段12a、12b、12c、12d基本上彼此垂直地布置，这意味着所有壁区段12a、12b、12c、12d将相对于来自发动机室3的气流的方向倾斜。作为示例，第一壁区段与气流的方向之间的角度α可以是30°，使得第二壁区段与气流的方向之间的角度β为60°。理想地，壁区段12a、12b、12c、12d与从发动机室3出来的气流的方向之间的角度在30°至60°的范围内，诸如例如40°至50°。角度α(并且因此β)的最佳值为大约45°。

为了进一步防止水的侵入，壁区段12a、12b、12c、12d可以设置有突出边缘13。如图2和图3所示，位于相邻的第二壁区段12b上游的第一壁区段12a，在从发动机室3通过通道的气流的方向上，突出于第二壁区段12b以形成边缘。然后，该突出边缘13形成对冲击水的附加障碍，同时仅是可忽略地影响相反方向上的气流。位于相邻壁区段12b、12c、12d的上游的每个壁区段12a、12b、12c可以布置成是突出的，以形成多个突出边缘13。

如在图3中可以进一步看到的，壁区段12a、12b、12c、12d并且因此通道11的壁12在沿着z轴的方向上延伸，垂直于沿着x轴的来自发动机室3的气流的方向。该延伸为非直的通道11带来了另一个维度，例如沿着z轴，以增加通道11的截面面积。因此，可以实现来自发动机室3的气流的更高率(速率)，同时维持防溅保护防止进入水。为了进一步改善非直的通道11的功能，壁区段12a、12b、12c、12d布置成基本竖直的或倾侧于竖直方向，以允许水通过重力排出。然后，通道11也可以是敞开的或者具有向下的开口以让水从其中排放。或者，布置装置10的底部部分可以布置成在从发动机室3朝向轮舱2的方向上向下倾斜。因此，实现了简单和有效的设计构造，而不需要附加部件(诸如导管或管道)来引出冲击水。

在一可替代实施方式中，图4中示出了非直的通道21，其中壁22是弯曲的并且是非平面的，具有上游壁区段22a和下游壁区段22b，以产生通道21的更流线型的曲折的S形状，而不是由图2和图3所示的垂直的壁区段12a、12b产生的锯齿形状。可替代的通道21的整体形状类似于上述具有直角转弯的通道11，通常描述基本上90°的弯曲但具有由壁22的弯曲形状实现的更平滑的过渡。另外，突出边缘23可以形成在壁22中并且在相对于沿着x轴从发动机室通过通道21的气流的方向的下游定向上成角度。突出边缘23用于与突出边缘13相同的目的，即对冲击水提供附加障碍，同时仅最低程度地影响相反方向上的气流。

在图1中，布置装置10以基本垂直于轮轴4布置的构造示出。然而，通道11的定向可以选择为相对于轮轴4的任何角度，以提供最佳条件用于从发动机室3出来的气流和热量消散。另外，布置装置10的位置不必限于轮舱2和发动机室3之间的界面。替代地，布置装置10可以位于发动机室3内，在对轮舱2的开口(未示出)附近。还预见到，在轮舱2中的一个或两个中或附近，提供与发动机室3流体连通的一个或多个布置装置10。布置装置10在相应的左轮舱和右轮舱2中的安置可以是对称的或非对称的，以解决差异并优化从发动机室3出来的气流。在行驶期间来自轮5的飞溅和喷射(溅散)在轮舱2的后部部分更加突出，因为其是在与道路脱离接触之后由轮5面对的轮舱2的第一部分。因此，优选将布置装置10安置在轮舱2的前部部分中或附近。

Claims (15)

1.一种在车辆(1)的轮舱(2)中或附近的布置装置(10)，包括至少一个通道(11；21)，所述至少一个通道在发动机室(3)和所述轮舱之间提供流体连通以允许气流通过，其中所述至少一个通道是非直的以防止水侵入所述发动机室。

2.根据权利要求1所述的布置装置，其中所述至少一个通道由限定非直的通道的两个壁(12；22)界定，其中所述壁每个均包括至少两个壁区段(12a、12b；22a、22b)，界定关于通过所述通道的气流的方向的所述通道的上游部分和下游部分，使得在所述上游部分和所述下游部分之间提供至少一个方向变化。

3.根据权利要求1或2所述的布置装置，其中所述壁沿与通过所述通道的所述气流的方向基本垂直的方向(z)延伸。

4.根据权利要求3所述的布置装置，其中所述壁区段布置成基本上竖直的。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的布置装置，其中所述壁区段(22a、22b)是非平面的和弯曲的，以在所述上游部分和所述下游部分之间形成平滑过渡。

6.根据权利要求5所述的布置装置，其中每个壁包括朝向所述下游部分定向的至少一个突出边缘(23)。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的布置装置，其中所述壁区段(12a、12b)基本上是平面的并且基本上彼此垂直地布置。

8.根据权利要求7所述的布置装置，其中每个壁包括多个壁区段(12a、12b、12c、12d)，其中相邻的壁区段以交替方式基本上彼此垂直地布置，以形成锯齿形状的通道(11)。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的布置装置，其中第一上游壁区段(12a)沿通过所述通道的所述气流的方向延伸超过相邻的第二下游壁区段(12b)，以形成突出边缘(13)。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的布置装置，其中所述壁区段相对于来自所述发动机室的气流的方向(x)成倾斜的角度(α、β)布置。

11.根据权利要求10所述的布置装置，其中所述壁区段与来自所述发动机室的气流的方向之间的所述角度(α、β)在以下范围内：30°至60°，优选40°至50°，最优选大约45°。

12.根据前述权利要求中任一项所述的布置装置，包括并排布置的多个通道。

13.一种车辆，包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的布置装置。

14.根据权利要求13所述的车辆，其中所述布置装置布置在所述车辆的轮舱(2)中，与轮轴(4)成角度。

15.根据权利要求13所述的车辆，其中所述布置装置布置在所述车辆的发动机室(3)中，在对轮舱的开口附近。