CN109334790A - 具有顶部空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有顶部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空腔气流通道，空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成空气入口，空气入口处设置入口挡板组件，空腔气流通道靠近空气入口的一端内部设置空气加速装置，空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口曲面，空腔气流通道靠近出口曲面的一端内部设置有三个分隔板，将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，出口曲面上设有两个分别与所对应出口气流通道连通的空气出口，各空气出口处分别设置出口挡板组件。本发明能够吸收汽车前端的正向压力，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

具有顶部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，特别涉及一种具有顶部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，急需提供一种能够吸收汽车前端的正向压力，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，实现节能的具有顶部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顶部空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法，能够吸收汽车前端的正向压力，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空腔气流通道，所述空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成空气入口，所述空气入口处设置有用于控制空气入口开启或关闭的入口挡板组件，所述空腔气流通道靠近空气入口的一端内部设置有空气加速装置，所述空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口曲面，所述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，三个分隔板将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，所述出口曲面上设有两个分别与所对应出口气流通道连通的空气出口，各空气出口处分别设置有用于控制空气出口开启或关闭的出口挡板组件。
进一步，所述入口挡板组件包括以可转动的方式设置在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，所述空气加速装置至少设有一组，每组为多个，每组的各空气加速装置沿汽车宽度方向隔间设置在空腔气流通道内部。
进一步，所述空气加速装置为气流推进器，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，且各出口气流通道远离空气出口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，所述空腔气流通道靠近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。
本发明还公开了一种运行具有顶部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空气入口和空气出口处于关闭状态，此时空气导流装置不工作；
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空气入口和空气出口处于开启状态，使空气由空气入口进入空腔气流通道内，并依次经过空气加速装置和分隔板进行加速后，从空气出口流出冲向汽车车尾区域，在空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，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空气入口处于开启状态，出口挡板组件控制空气出口处于关闭状态，同时控制阀控制通风孔处于开启状态，使从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：本发明的具有顶部空气导流装置的汽车及运行空气导流装置的方法，通过在汽车车顶设置空腔气流通道，空腔气流通道的空气入口处设置有入口挡板组件，空腔气流通道的空气出口处设置有出口挡板组件，且通过在空腔气流通道内设置空气加速装置和分隔板，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空气入口和空气出口处于关闭状态，此时空气导流装置不工作；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空气入口和空气出口处于开启状态，使空气由空气入口进入空腔气流通道内，并依次经过空气加速装置和分隔板进行加速后，从空气出口流出冲向汽车车尾区域，在空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，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。
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为本发明空气加速装置的一种实施例。
具体实施方式
如图1至图4所示：本实施例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空腔气流通道3，所述空腔气流通道3朝向汽车车头的一面敞开形成空气入口，所述空气入口处设置有用于控制空气入口开启或关闭的入口挡板组件，所述空腔气流通道3靠近空气入口的一端内部设置有空气加速装置2，所述空腔气流通道3朝向汽车车尾的一面为出口曲面60，所述空腔气流通道3靠近出口曲面60的一端内部沿汽车宽度方向间隔设置有三个分隔板4，三个分隔板4将空腔气流通道3靠近出口曲面60处的内部空间分隔形成两个独立的出口气流通道5，所述出口曲面60上设有两个分别与所对应出口气流通道连通的空气出口，各空气出口处分别设置有用于控制空气出口开启或关闭的出口挡板组件，当入口挡板组件和出口挡板组件分别控制空气入口和空气出口处于关闭状态时，空气导流装置不工作；当入口挡板组件和出口挡板组件分别控制空气入口和空气出口处于开启状态时，使空气由空气入口进入空腔气流通道内，并依次经过空气加速装置和分隔板进行加速后，从空气出口流出冲向汽车车尾区域，在空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，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空气入口处的入口挡板10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空腔气流通道3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10朝向空腔气流通道3内部的一面的横向两侧分别固定有一个安装支耳11，两个安装支耳11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10转动，实现空气出口的开启或关闭。
本实施例中，所述入口挡板10为曲面板结构，当入口挡板10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10处于开启状态时，入口挡板10收纳进空腔气流通道3内并贴合于空腔气流通道3顶壁，以供空气进入。
本实施例中，所述空气加速装置2至少设有一组，每组为多个，每组的各空气加速装置2沿汽车宽度方向隔间设置在空腔气流通道3内部，本实施的空气加速装置2为一组，每组的各空气加速装置2同轴安装在空腔气流通道3内部设置的横安装杆上。
本实施例中，所述空气加速装置2为气流推进器，所述气流推进器内设置有驱动电机Ⅱ，以实现空腔气流通道3内部的气流加速；当然空气加速装置2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5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5远离空气出口的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段，以加速气流，防止在空腔气流通道3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内侧面上的出口齿条挡板61和用于带动出口齿条挡板61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61a啮合的驱动齿轮62和用于控制驱动齿轮工作的驱动电机Ⅲ63，所述驱动齿轮62和驱动电机Ⅲ63安装固定所对应的分隔板4上，通过驱动电机Ⅲ63控制驱动齿轮62转动，使出口齿条挡板61沿出口曲面60横向滑动，以实现空气出口的开启或关闭。
本实施例中，所述出口齿条挡板61的外侧面为与出口曲面60相配合的曲面，以保证汽车正常行驶。
本实施例中，所述空腔气流通道3靠近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，通过开启空气入口，关闭空气出口，并开启控制阀，可实现从空气入口进入的外界风流经通风孔，送入驾驶室。
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顶部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空气入口和空气出口处于关闭状态，此时空气导流装置不工作；
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空气入口和空气出口处于开启状态，使空气由空气入口进入空腔气流通道内，并依次经过空气加速装置和分隔板进行加速后，从空气出口流出冲向汽车车尾区域，在空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，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空气入口处于开启状态，出口挡板组件控制空气出口处于关闭状态，同时控制阀控制通风孔处于开启状态，使从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 (10)

1.一种具有顶部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空腔气流通道，所述空腔气流通道朝向汽车车头的一面敞开形成空气入口，所述空气入口处设置有用于控制空气入口开启或关闭的入口挡板组件，所述空腔气流通道靠近空气入口的一端内部设置有空气加速装置，所述空腔气流通道朝向汽车车尾的一面为出口曲面，所述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，三个分隔板将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，所述出口曲面上设有两个分别与所对应出口气流通道连通的空气出口，各空气出口处分别设置有用于控制空气出口开启或关闭的出口挡板组件。
2.根据权利要求1所述的具有顶部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所述的具有顶部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所述的具有顶部空气导流装置的汽车，其特征在于：所述空气加速装置至少设有一组，每组为多个，每组的各空气加速装置沿汽车宽度方向隔间设置在空腔气流通道内部。
5.根据权利要求4所述的具有顶部空气导流装置的汽车，其特征在于：所述空气加速装置为气流推进器，所述气流推进器内设置有驱动电机Ⅱ。
6.根据权利要求1所述的具有顶部空气导流装置的汽车，其特征在于：各出口气流通道的位置分别与汽车外流场尾涡中心位置相对应，且各出口气流通道远离空气出口的一端具有宽度逐渐缩小的缩口段。
7.根据权利要求1所述的具有顶部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安装固定所对应的分隔板上，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，以实现空气出口的开启或关闭。
8.根据权利要求7所述的具有顶部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。
9.根据权利要求1所述的具有顶部空气导流装置的汽车，其特征在于：所述空腔气流通道靠近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。
10.一种运行权利要求1-9中任一项所述的具有顶部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空气入口和空气出口处于关闭状态，此时空气导流装置不工作；
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空气入口和空气出口处于开启状态，使空气由空气入口进入空腔气流通道内，并依次经过空气加速装置和分隔板进行加速后，从空气出口流出冲向汽车车尾区域，在空腔气流通道内部形成与汽车前进方向相反的通流，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空气入口处于开启状态，出口挡板组件控制空气出口处于关闭状态，同时控制阀控制通风孔处于开启状态，使从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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