CN109250003B - 具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法，包括设置于汽车车顶内部的上空腔气流通道和设置于汽车车底的下空腔气流通道，上空腔气流通道的上空气入口处设置有入口挡板组件，上空腔气流通道的出口曲面上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅰ连通的空气出口Ⅰ，各空气出口Ⅰ处分别设置有出口挡板组件；下空腔气流通道以可升降的方式设置于汽车车底靠近汽车车尾的一端设有的安装槽内。本发明能够对汽车在前进方向行驶时车顶和车底产生的正向压力进行有效吸收，从而利用自然空气破坏汽车尾涡的形成，降低空气阻力，减少燃油消耗量，实现节能。

Description

具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法

技术领域

本发明涉及汽车空气动力技术领域，特别涉及一种具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法。

背景技术

高速行驶的汽车，受空气阻力影响较大，特别是汽车尾部涡流和汽车前端正压区与车尾负压区形成的压差使汽车高速行驶过程中受到很大的空气阻力。

因此，急需提供一种能够对汽车在前进方向行驶时车顶和车底产生的正向压力进行有效吸收，从而利用自然空气破坏汽车尾涡的形成，降低空气阻力，减少燃油消耗量，实现节能的具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法，能够对汽车在前进方向行驶时车顶和车底产生的正向压力进行有效吸收，从而利用自然空气破坏汽车尾涡的形成，降低空气阻力，减少燃油消耗量，实现节能。

本发明的具有顶部空气导流装置的汽车，包括设置于汽车车顶内部的上空腔气流通道和设置于汽车车底的下空腔气流通道，所述上空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成上空气入口，所述上空气入口处设置有用于控制上空气入口开启或关闭的入口挡板组件，所述上空腔气流通道靠近上空气入口的一端内部设置有上空气加速装置，所述上空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口曲面，所述上空腔气流通道靠近出口曲面的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板Ⅰ，三个分隔板Ⅰ将上空腔气流通道靠近出口曲面处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道Ⅰ，所述出口曲面上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅰ连通的空气出口Ⅰ，各空气出口Ⅰ处分别设置有用于控制空气出口Ⅰ开启或关闭的出口挡板组件；所述下空腔气流通道以可升降的方式设置于汽车车底靠近汽车车尾的一端设有的安装槽内，所述下空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成下空气入口，所述下空腔气流通道靠近下空气入口的一端内部设置有下空气加速装置，所述下空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口平面，所述下空腔气流通道靠近出口平面的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板Ⅱ，三个分隔板Ⅱ将下空腔气流通道靠近出口平面处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道Ⅱ，所述出口平面上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅱ连通的空气出口Ⅱ。

进一步，所述入口挡板组件包括以可转动的方式设置在上空气入口处的入口挡板和用于驱动入口挡板转动的驱动机构，所述驱动机构包括以可转动的方式设置于上空腔气流通道内的转轴和用于驱动转轴转动的驱动电机Ⅰ，所述入口挡板朝向上空腔气流通道内部的一面的横向两侧分别固定有一个安装支耳，两个安装支耳分别周向固定连接在转轴上。

进一步，所述入口挡板为曲面板结构。

进一步，所述上空气加速装置至少设有一组，每组为多个，每组的各上空气加速装置沿汽车宽度方向隔间设置在上空腔气流通道内部；所述下空气加速装置至少设有一组，每组为多个，每组的各下空气加速装置沿汽车宽度方向隔间设置在下空腔气流通道内部。

进一步，所述上空气加速装置和下空气加速装置均为气流推进器，所述气流推进器内设置有驱动电机Ⅱ。

进一步，各出口气流通道Ⅰ的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，且各出口气流通道Ⅰ远离空气出口Ⅰ的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段；各出口气流通道Ⅱ的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，且各出口气流通道Ⅱ远离空气出口Ⅱ的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段。

进一步，所述出口挡板组件包括沿汽车宽度方向可滑动的设置在出口曲面内侧面上的出口齿条挡板和用于带动出口齿条挡板移动的齿轮驱动机构，所述齿轮驱动机构包括与出口齿条挡板的齿条啮合的驱动齿轮和用于控制驱动齿轮工作的驱动电机Ⅲ，所述驱动齿轮和驱动电机Ⅲ安装固定所对应的分隔板Ⅰ上，通过驱动电机Ⅲ控制驱动齿轮转动，使出口齿条挡板沿出口曲面横向滑动，以实现空气出口Ⅰ的开启或关闭。

进一步，所述出口齿条挡板的外侧面为与出口曲面相配合的曲面。

进一步，所述上空腔气流通道靠近上空气入口处的底壁上设有与汽车驾驶室连通的通风孔，所述通风孔内设置有控制阀；所述下空腔气流通道通过升降机构安装在安装槽内。

本发明还公开了一种运行具有双空气导流装置的汽车的空气导流装置的方法，

汽车车速低于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于关闭状态，此时上空腔气流通道不工作，并且下空腔气流通道收缩位于安装槽内，下空气入口和空气出口Ⅱ处于关闭状态，下空腔气流通道不工作；

汽车车速高于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于开启状态，使空气由上空气入口进入上空腔气流通道内，并依次经过上空气加速装置和分隔板Ⅰ进行加速后，从空气出口Ⅰ流出冲向汽车车尾区域，在上空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，同时通过下空腔气流通道伸出安装槽外，使空气由下空气入口进入下空腔气流通道内，并依次经过下空气加速装置和分隔板Ⅱ进行加速后，从空气出口Ⅱ流出冲向汽车车尾区域，在下空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，以破坏汽车尾涡并吸收汽车车头的正向压力，减小汽车前后压差，降低汽车空气阻力；

汽车行驶过程中，通过入口挡板组件控制上空气入口处于开启状态，出口挡板组件控制空气出口Ⅰ处于关闭状态，同时控制阀控制通风孔处于开启状态，使从上空气入口进入的外界风流经通风孔，送入驾驶室，实现对驾驶室的通风。

本发明的有益效果：本发明的具有双空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法，通过设置上空腔气流通道和下空腔气流通道，当汽车车速低于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于关闭状态，此时上空腔气流通道不工作，并且下空腔气流通道收缩位于安装槽内，下空气入口和空气出口Ⅱ处于关闭状态，下空腔气流通道不工作；当汽车车速高于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于开启状态，使空气由上空气入口进入上空腔气流通道内，并依次经过上空气加速装置和分隔板Ⅰ进行加速后，从空气出口Ⅰ流出冲向汽车车尾区域，在上空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，同时通过下空腔气流通道伸出安装槽外，使空气由下空气入口进入下空腔气流通道内，并依次经过下空气加速装置和分隔板Ⅱ进行加速后，从空气出口Ⅱ流出冲向汽车车尾区域，在下空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，以破坏汽车尾涡并吸收汽车车头的正向压力，减小汽车前后压差，降低汽车空气阻力。因此，本发明能够对汽车在前进方向行驶时车顶和车底产生的正向压力进行有效吸收，从而利用自然空气破坏汽车尾涡的形成，降低空气阻力，减少燃油消耗量，实现节能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明入口挡板的结构示意图；

图3为本发明出口挡板的结构示意图；

图4为本发明上空气加速装置或下空气加速装置的一种实施例；

图5为本发明下空腔气流通道的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示：本实施例的具有双空气导流装置的汽车，包括设置于汽车车顶内部的上空腔气流通道5和设置于汽车车底的下空腔气流通道，所述上空腔气流通道5朝向汽车车头的一面敞开形成上空气入口，所述上空气入口处设置有用于控制上空气入口开启或关闭的入口挡板组件，所述上空腔气流通道5靠近上空气入口的一端内部设置有上空气加速装置4，所述上空腔气流通道5朝向汽车车尾的一面为出口曲面2，所述上空腔气流通道5靠近出口曲面2的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板Ⅰ6，三个分隔板Ⅰ6将上空腔气流通道5靠近出口曲面2处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道Ⅰ7，所述出口曲面2上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅰ7连通的空气出口Ⅰ，各空气出口Ⅰ处分别设置有用于控制空气出口Ⅰ开启或关闭的出口挡板组件；所述下空腔气流通道以可升降的方式设置于汽车车底靠近汽车车尾的一端设有的安装槽内，所述下空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成下空气入口13，所述下空腔气流通道靠近下空气入口13的一端内部设置有下空气加速装置15，所述下空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口平面14，所述下空腔气流通道靠近出口平面14的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板Ⅱ16，三个分隔板Ⅱ16将下空腔气流通道靠近出口平面14处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道Ⅱ17，所述出口平面14上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅱ17连通的空气出口Ⅱ；当入口挡板组件和出口挡板组件分别控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于关闭状态时，上空腔气流通道不工作，并且下空腔气流通道收缩位于安装槽内，下空气入口和空气出口Ⅱ处于关闭状态，下空腔气流通道不工作；当入口挡板组件和出口挡板组件分别控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于开启状态时，使空气由上空气入口进入上空腔气流通道内，并依次经过上空气加速装置和分隔板Ⅰ进行加速后，从空气出口Ⅰ流出冲向汽车车尾区域，在上空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，同时通过下空腔气流通道伸出安装槽外，使空气由下空气入口进入下空腔气流通道内，并依次经过下空气加速装置和分隔板Ⅱ进行加速后，从空气出口Ⅱ流出冲向汽车车尾区域，在下空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，以破坏汽车尾涡并吸收汽车车头的正向压力，减小汽车前后压差，降低汽车空气阻力，减少燃油消耗量，实现节能。

本实施例中，所述入口挡板组件包括以可转动的方式设置在上空气入口处的入口挡板1和用于驱动入口挡板1转动的驱动机构，所述驱动机构包括以可转动的方式设置于上空腔气流通道5内的转轴和用于驱动转轴转动的驱动电机Ⅰ，所述入口挡板1朝向上空腔气流通道5内部的一面的横向两侧分别固定有一个安装支耳3，两个安装支耳3分别周向固定连接在转轴上，通过驱动电机Ⅰ工作控制转轴转动，进而带动入口挡板1转动，实现上空气出口的开启或关闭。

本实施例中，所述入口挡板1为曲面板结构，当入口挡板1处于关闭状态时，能够与前风窗形成流线结构，利于汽车正常行驶；当入口挡板1处于开启状态时，入口挡板1收纳进上空腔气流通道5内并贴合于上空腔气流通道5顶壁，以供空气进入。

本实施例中，所述上空气加速装置4至少设有一组，每组为多个，每组的各上空气加速装置4沿汽车宽度方向隔间设置在上空腔气流通道5内部，本实施的上空气加速装置4为一组，每组的各上空气加速装置4同轴安装在上空腔气流通道5内部设置的第一横安装杆上；所述下空气加速装置15至少设有一组，每组为多个，每组的各下空气加速装置15沿汽车宽度方向隔间设置在下空腔气流通道内部，本实施的下空气加速装置15为一组，每组的下空气加速装置15同轴安装在下空腔气流通道内部设置的第二横安装杆上。

本实施例中，所述上空气加速装置4和下空气加速装置15均为气流推进器，所述气流推进器内设置有驱动电机Ⅱ，以实现对上空腔气流通道和下空腔气流通道内部进行气流加速；当然上空气加速装置4和下空气加速装置15也可为其他现有的空气加速装置。

本实施例中，各出口气流通道Ⅰ7的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，使其能够更加有效的破坏尾涡，且各出口气流通道Ⅰ7远离空气出口Ⅰ的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段，以加速气流，防止在上空腔气流通道5内部形成湍流，提高导流效果；各出口气流通道Ⅱ17的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，使其能够更加有效的破坏尾涡，且各出口气流通道Ⅱ17远离空气出口Ⅱ的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段，以加速气流，防止在下空腔气流通道内部形成湍流，提高导流效果。

本实施例中，所述出口挡板组件包括沿汽车宽度方向可滑动的设置在出口曲面2内侧面上的出口齿条挡板8和用于带动出口齿条挡板8移动的齿轮驱动机构，所述齿轮驱动机构包括与出口齿条挡板8的齿条10啮合的驱动齿轮9和用于控制驱动齿轮9工作的驱动电机Ⅲ12，所述驱动齿轮9和驱动电机Ⅲ12安装固定所对应的分隔板Ⅰ6上，通过驱动电机Ⅲ12控制驱动齿轮9转动，使出口齿条挡板8沿出口曲面2横向滑动，以实现空气出口Ⅰ的开启或关闭，。

本实施例中，所述出口齿条挡板8的外侧面为与出口曲面2相配合的曲面，以保证汽车正常行驶。

本实施例中，所述上空腔气流通道5靠近上空气入口1处的底壁上设有与汽车驾驶室连通的通风孔，所述通风孔内设置有控制阀，通过开启上空气入口，关闭空气出口Ⅰ，并开启控制阀，可实现从上空气入口进入的外界风流经通风孔，送入驾驶室；所述下空腔气流通道通过升降机构11安装在安装槽内，实现下空腔气流通道的收缩和伸出。

本实施例中，驱动电机Ⅰ、驱动电机Ⅱ、驱动电机Ⅱ、驱动电机Ⅲ以及控制阀分别与汽车驾驶室内部设有的中控台电连接，实现自动控制。

本发明还公开了一种运行具有双空气导流装置的汽车的空气导流装置的方法，

汽车车速低于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于关闭状态，此时上空腔气流通道不工作，并且下空腔气流通道收缩位于安装槽内，下空气入口和空气出口Ⅱ处于关闭状态，下空腔气流通道不工作；

汽车车速高于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于开启状态，使空气由上空气入口进入上空腔气流通道内，并依次经过上空气加速装置和分隔板Ⅰ进行加速后，从空气出口Ⅰ流出冲向汽车车尾区域，在上空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，同时通过下空腔气流通道伸出安装槽外，使空气由下空气入口进入下空腔气流通道内，并依次经过下空气加速装置和分隔板Ⅱ进行加速后，从空气出口Ⅱ流出冲向汽车车尾区域，在下空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，以破坏汽车尾涡并吸收汽车车头的正向压力，减小汽车前后压差，降低汽车空气阻力；

汽车行驶过程中，通过入口挡板组件控制上空气入口处于开启状态，出口挡板组件控制空气出口Ⅰ处于关闭状态，同时控制阀控制通风孔处于开启状态，使从上空气入口进入的外界风流经通风孔，送入驾驶室，实现对驾驶室的通风。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：包括设置于汽车车顶内部的上空腔气流通道和设置于汽车车底的下空腔气流通道，所述上空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成上空气入口，所述上空气入口处设置有用于控制上空气入口开启或关闭的入口挡板组件，所述上空腔气流通道靠近上空气入口的一端内部设置有上空气加速装置，所述上空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口曲面，所述上空腔气流通道靠近出口曲面的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板Ⅰ，三个分隔板Ⅰ将上空腔气流通道靠近出口曲面处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道Ⅰ，所述出口曲面上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅰ连通的空气出口Ⅰ，各空气出口Ⅰ处分别设置有用于控制空气出口Ⅰ开启或关闭的出口挡板组件；所述下空腔气流通道以可升降的方式设置于汽车车底靠近汽车车尾的一端设有的安装槽内，所述下空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成下空气入口，所述下空腔气流通道靠近下空气入口的一端内部设置有下空气加速装置，所述下空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口平面，所述下空腔气流通道靠近出口平面的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板Ⅱ，三个分隔板Ⅱ将下空腔气流通道靠近出口平面处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道Ⅱ，所述出口平面上设有两个分别与所对应出口气流通道Ⅱ连通的空气出口Ⅱ；各出口气流通道Ⅰ的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，且各出口气流通道Ⅰ远离空气出口Ⅰ的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段；各出口气流通道Ⅱ的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，且各出口气流通道Ⅱ远离空气出口Ⅱ的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段；所述上空腔气流通道靠近上空气入口处的底壁上设有与汽车驾驶室连通的通风孔，所述通风孔内设置有控制阀；所述下空腔气流通道通过升降机构安装在安装槽内。

2.根据权利要求1所述的具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：所述入口挡板组件包括以可转动的方式设置在上空气入口处的入口挡板和用于驱动入口挡板转动的驱动机构，所述驱动机构包括以可转动的方式设置于上空腔气流通道内的转轴和用于驱动转轴转动的驱动电机Ⅰ，所述入口挡板朝向上空腔气流通道内部的一面的横向两侧分别固定有一个安装支耳，两个安装支耳分别周向固定连接在转轴上。

3.根据权利要求2所述的具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：所述入口挡板为曲面板结构。

4.根据权利要求1所述的具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：所述上空气加速装置至少设有一组，每组为多个，每组的各上空气加速装置沿汽车宽度方向隔间设置在上空腔气流通道内部；所述下空气加速装置至少设有一组，每组为多个，每组的各下空气加速装置沿汽车宽度方向隔间设置在下空腔气流通道内部。

5.根据权利要求4所述的具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：所述上空气加速装置和下空气加速装置均为气流推进器，所述气流推进器内设置有驱动电机Ⅱ。

6.根据权利要求1所述的具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：所述出口挡板组件包括沿汽车宽度方向可滑动的设置在出口曲面内侧面上的出口齿条挡板和用于带动出口齿条挡板移动的齿轮驱动机构，所述齿轮驱动机构包括与出口齿条挡板的齿条啮合的驱动齿轮和用于控制驱动齿轮工作的驱动电机Ⅲ，所述驱动齿轮和驱动电机Ⅲ固定安装在所对应的分隔板Ⅰ上，通过驱动电机Ⅲ控制驱动齿轮转动，使出口齿条挡板沿出口曲面横向滑动，以实现空气出口Ⅰ的开启或关闭。

7.根据权利要求6所述的具有双空气导流装置的汽车，其特征在于：所述出口齿条挡板的外侧面为与出口曲面相配合的曲面。

8.一种运行权利要求1-7中任一项所述的具有双空气导流装置的汽车的空气导流装置的方法，其特征在于：

汽车车速低于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于关闭状态，此时上空腔气流通道不工作，并且下空腔气流通道收缩位于安装槽内，下空气入口和空气出口Ⅱ处于关闭状态，下空腔气流通道不工作；

汽车车速高于70Km/h时，分别通过入口挡板组件和出口挡板组件控制上空气入口和空气出口Ⅰ处于开启状态，使空气由上空气入口进入上空腔气流通道内，并依次经过上空气加速装置和分隔板Ⅰ进行加速后，从空气出口Ⅰ流出冲向汽车车尾区域，在上空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，同时通过下空腔气流通道伸出安装槽外，使空气由下空气入口进入下空腔气流通道内，并依次经过下空气加速装置和分隔板Ⅱ进行加速后，从空气出口Ⅱ流出冲向汽车车尾区域，在下空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，以破坏汽车尾涡并吸收汽车车头的正向压力，减小汽车前后压差，降低汽车空气阻力；

汽车行驶过程中，通过入口挡板组件控制上空气入口处于开启状态，出口挡板组件控制空气出口Ⅰ处于关闭状态，同时控制阀控制通风孔处于开启状态，使从上空气入口进入的外界风流经通风孔，送入驾驶室，实现对驾驶室的通风。

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