CN111907432A - 用于车辆的发动机室下护板组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的发动机室下护板组件，其包括：空气翅片，其安装在下护板的下侧表面上以引导下护板下方的气流。在发动机室下护板组件中，所述空气翅片构造成在车辆停止或以小于或等于预定速度的速度行驶时，保持插入并折叠到下护板中的状态。当车辆以大于预定速度的速度行驶时，空气翅片突出到下护板的外部以引导下护板下方的气流。

Description

用于车辆的发动机室下护板组件

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的发动机室下护板组件，更具体地，涉及这样一种发动机室下护板组件，该发动机室下护板组件具有安装在下护板的下侧表面上的空气翅片，以引导下护板下方的气流方向。

背景技术

通常，在车辆移动时，在车底下方的气流与悬架和各种底盘部件发生碰撞，从而减慢了流速并且将气流散布到车辆的侧面，因此增加了尾流(wake)宽度，从而增加了阻滞。

因此，为了减小阻滞，应用下护板到车底以使车底的下侧表面平整也很重要，但是将气流收集在车底下方中央是非常重要的，以免气流散布到车辆侧面。

为此目的，尽管传统的是将引导销应用到下护板的下侧表面，使得车底下方的气流不会扩散到车辆的侧面，但是存在的问题在于，当车辆经过不平坦的道路和减速带时，引导销可能会与之干涉，从而导致零件变形或破损。

在相关技术描述中所描述的内容是为了帮助理解本发明的背景，并且可以包括本发明所属领域的技术人员先前未知的内容。

发明内容

本发明提供了一种空气翅片，其构造成在较低的速度(即，小于或等于预定速度)时保持折叠到下护板的内部的状态，并且仅在较高的速度(即，大于预定速度)时突出到下护板的外部以引导下护板下方的气流，其中空气动力学性能变得重要。

在本发明的用于车辆的发动机室下护板组件中，所述空气翅片构造成在车辆停止或以小于或等于预定速度的速度行驶时，保持插入并折叠到下护板中的状态，当所述速度大于预定速度时，所述空气翅片突出到所述下护板的外部，所述空气翅片安装在用于车辆的下护板的下表面上。

所述空气翅片优选地具有正方形板状，所述空气翅片的截面形状是机翼形状，在机翼形状中所述空气翅片的外表面和内表面的曲率在车辆的前后方向上彼此不同。

更优选地，所述空气翅片的外表面的曲率大于所述空气翅片的内表面的曲率。

多个空气翅片可以安装为在车辆的宽度方向上相对于中心线彼此对称。

例如，在车辆宽度方向上相对于中心线彼此对称的位置处的空气翅片可以彼此平行。

在车辆宽度方向上相对于中心线彼此对称的位置处的空气翅片可以朝向车辆的后端部逐渐靠近彼此。

所述固定部分可以在车辆的前后方向上以一定的长度延伸，其中，形成在其中贯穿其两个端部的固定孔在车辆的宽度方向上形成在所述空气翅片的一侧处。

在下护板的下表面上可以形成有一定深度的引导槽，所述空气翅片插入到所述引导槽中。

引导槽的前表面和后表面中的每一个均可以形成有在车辆的前后方向上彼此同轴的固定销槽。

在引导槽的底表面中可以形成有用于连通下护板的内部部分和外部部分的压力孔。

固定销优选地穿过所述固定孔，所述空气翅片通过所述固定销固定在所述下护板上，所述固定销的两个端部分别插入到所述固定销槽中。

螺旋弹簧可以插入到固定销的两个端部中的任一侧。

所述螺旋弹簧可以与固定销同轴，所述螺旋弹簧的一个端部可以固定到空气翅片的外表面，以向空气翅片施加弹簧力。

所述空气翅片可以通过螺旋弹簧的弹簧力拉向下护板侧。

当下护板下方的空气在车辆行驶时经过所述空气翅片的时候，由于所述空气翅片的内表面和外表面的曲率的差异，在所述空气翅片的内表面和外表面之间可以产生速度差和压力差。

优选地，随着车速的增加，施加到所述空气翅片的内表面的压力逐渐增加，并且施加到所述空气翅片的外表面的压力通过压力孔逐渐减小。

当施加到所述空气翅片的内表面的压力和施加到所述空气翅片的外表面的压力之差大于所述螺旋弹簧的弹簧力时，所述空气翅片以所述固定销作为其旋转轴旋转。

当所述空气翅片旋转以突出到所述引导槽的外部时，作用于所述空气翅片的内表面和外表面的升力的大小由于机翼形状的截面形状而彼此不同。

所述空气翅片的展开角度根据作用在所述空气翅片上的升力与螺旋弹簧的弹簧力之间的力的平衡来调节。

车辆在所述空气翅片完全打开时的速度通过调节螺旋弹簧的弹簧力来确定。

根据本发明，可以将空气翅片应用到下护板的下表面侧以收集车辆下方的气流，以便不扩散气流(即，基本上防止气流扩散)，从而改善空气动力学性能。

另外，所述空气翅片的展开角度由空气力根据车辆速度来控制，并且当车辆通过减速带或崎岖不平的道路等时，或在高压冲洗过程中，所述空气翅片可以插入到下护板中，从而防止因与地面碰撞或水压造成的损坏，并且仅在高速行驶条件下(其中最主要地要求空气动力学性能)才可以展开所述空气翅片，从而提高了耐用性。

另外，根据本发明，不需要额外提供速度传感器和驱动马达等，从而在成本和重量方面是有利的，并且通过减少部件数量来减少组装过程，还可以节省生产线的安装和组装成本。

附图说明

图1是示出根据本发明的安装在用于车辆的发动机室下护板组件处的空气翅片的示意图。

图2是示出根据本发明的空气翅片的截面形状的示例性视图。

图3是示出根据本发明的在较低的行驶速度下空气翅片的展开状态的示意图。

图4是示出根据本发明的在中等的行驶速度下空气翅片的展开状态的示意图。

图5是示出根据本发明的在较高的行驶速度下空气翅片的展开状态的示意图。

图6是示出根据本发明的空气翅片的位置的第一实施方案的示意图。

图7是示出根据本发明的空气翅片的位置的第二实施方案的示意图。

图8是示出根据本发明的空气翅片的位置的第三实施方案的示意图。

图9是示出根据本发明的在不应用空气翅片时在下护板下方的流动变化的分析结果的示意图。

图10是示出根据本发明的在应用空气翅片时在下护板下方的流动变化的分析结果的示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本文所用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本公开。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。在整个说明书中，除非明确地相反描述，术语“包括”和变化形式例如“包含”或“包括有”应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“器件”、“部件”和“模块”意为用于执行至少一个功能和操作的单元，并且可以由硬件组件或者软件组件以及它们的组合来实现。

此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非瞬态计算机可读介质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式存储和执行。

为了更好地理解本发明，将参照附图描述本发明的优选实施方案。本发明的实施方案可以以各种形式修改，并且本发明的范围不应被解释为限于下面详细描述的实施方案。提供本实施方案以使本领域技术人员能够更充分地理解本发明。因此，附图中的元件的形状等可以被夸大地表达以强调更清楚的描述。应当注意，在每个附图中，相同的组件由相同的附图标记表示。省略了可能使本发明的主题不必要地模糊的公知功能和配置的详细描述。

本发明涉及一种用于车辆的发动机室下护板组件，其中，在下护板的下侧表面上安装有空气翅片，以引导下护板下方的气流方向。

图1是示出根据本发明的安装在用于车辆的发动机室下护板组件处的空气翅片的示意图。

空气翅片4安装在下护板2的下表面上，并且构造成当车辆停止或以较低的速度(即，小于或等于预定的速度)行驶时保持插入并且折叠到下护板2中的状态，并且在以较高的速度(即，大于预定速度)行驶时引导下护板2下方的气流。

空气翅片4优选具有正方形板状，并且如图2所示，具有机翼形状的截面形状，其中其外表面和内表面的曲率在车辆的前后方向上彼此不同。

空气翅片4的外表面的曲率形成为大于其内表面的曲率，并且根据这种形状，当车辆下方的空气经过空气翅片4时，在空气翅片4的内表面和外表面之间产生速度差和压力差。

在车辆的宽度方向上相对于中心线彼此对称地安装有多个空气翅片4。

固定部分在车辆的宽度方向上形成在空气翅片4的一侧处，所述固定部分在车辆的前后方向上以一定的长度延伸并且具有形成在其中的贯穿其两个端部的固定孔。

固定销14穿过固定孔，并且螺旋弹簧18插入到穿过固定孔的固定销14的两个端部的任一侧。

螺旋弹簧18与固定销14同轴，螺旋弹簧18的一端固定到空气翅片4的外表面(在空气翅片折叠时面向地面的表面)，并且螺旋弹簧18的另一端固定到引导槽10，以向空气翅片4施加弹簧力。

通过螺旋弹簧18的弹簧力将空气翅片4拉向下护板2侧。

在下护板2的下表面上形成具有一定深度的引导槽10，空气翅片4插入到引导槽10中。

引导槽10具有与下护板2的截面相同的形状和大小的截面，并且引导槽10的前表面和后表面中的每一个均形成有在车辆的前后方向上彼此同轴的固定销槽12。

穿过固定孔的固定销14的两个端部插入到固定销槽12中以分别固定空气翅片4和下护板2。

在引导槽10的底表面上形成有用于连通下护板2的内部部分和外部部分的压力孔16。

车辆的内部空气通过压力孔16将压力施加到空气翅片4的内表面，并且空气翅片4根据压力的大小而展开或折叠。

在下文中，将参照图3至图5描述空气翅片的根据车辆的行驶速度的展开状态。

根据伯努利效应，压力随着气流速度的增加而减小。

亦即，随着车速的增加，施加到空气翅片4的内表面的压力逐渐增加，而施加到空气翅片4的外表面的压力通过压力孔16逐渐减小。

如图3所示，在停止/较低的速度行驶路段中，竖直地作用在空气翅片4的外表面上的压力比作用在空气翅片4的内表面上的压力大。

此时，由于螺旋弹簧18的弹簧力也将空气翅片4拉向下护板2侧，因此空气翅片4保持插入并且折叠到引导槽10中的状态。

由于在较低的速度行驶路段中的空气阻力不大，因此，空气翅片4的作用并不大，并且空气翅片4保持在折叠状态，从而在车辆经过减速带或崎岖不平的道路等时防止与空气翅片4碰撞。

如图4和图5所示，在中速/高速行驶路段中，在空气翅片4的外表面处的气流变得更快，从而逐渐减小压力。

另一方面，由于通过压力孔16施加在空气翅片4的内表面上的车辆的内部空气的压力相对较大，所以施加在空气翅片4的内表面上的压力和施加在空气翅片4的外表面上的压力之和变得大于螺旋弹簧18的弹簧力，并且，此时，如图4所示，在以固定销14为其旋转轴旋转的同时，空气翅片4开始向下护板2的外侧突出。

当空气翅片4已经旋转以突出到引导槽10的外部时，由于机翼形状的截面形状，在空气翅片4的内表面和外表面之间出现速度差，以及由于由此产生的压力差，作用在空气翅片4的内表面和外表面上的升力的大小彼此不同。

此时，根据作用在空气翅片4上的升力和螺旋弹簧18的弹簧力之间的力的平衡，来调节空气翅片4的展开角度。

随着行驶速度的增加，作用在空气翅片4的内表面上的压力也逐渐增加，并且根据螺旋弹簧18的弹簧力的调节，能够确定使空气翅片4完全展开的车辆的行驶速度。

空气翅片4的展开角度最大为90度。

空气翅片4的位置和角度是可调节的，并且可以以根据车辆的特性更有效地将车辆下方的气流收集到车辆的中心线侧的形式来调节。

例如，如图6或图7所示，可以将在车辆宽度方向上相对于中心线彼此对称的位置处的空气翅片4布置成彼此平行，或者如图8所示，也可以布置成朝向车辆的后端部逐渐地变得靠近彼此。

图6和图7是示出空气翅片4的安装位置根据车辆的状态而在车辆前轮胎和后轮胎之间的下护板2上变化的视图，并且图8是示出了空气翅片4的安装角度的变化的视图，以使空气翅片4从车辆的前端部朝向车辆的后端部面向车辆的中心线，以便进一步将车辆下方的气流收集到车辆的中心线侧。

图9是示出根据本发明的在不应用空气翅片时在下护板下方的流动变化的分析结果的示意图，图10是示出根据本发明的在应用空气翅片时在下护板下方的流动变化的分析结果的示意图。

可以确认的是，在不应用空气翅片4时，经过车辆下方的中心线的气流在车辆的长度方向上经过一定的长度后，在车辆的宽度方向上扩散。

另一方面，可以确认的是，在应用了空气翅片4时，经过车辆下方的中心线的气流没有在车辆的宽度方向上扩散，并且即使在车辆的纵向方向上的一定长度之后的部分处也没有扩散，并且被收集到车辆的中心线侧。

因此，完全展开的空气翅片4收集车辆下方的气流，以基本上防止气流在车辆的宽度方向上扩散，从而改善空气动力学性能。

如上所述，本发明的用于车辆的发动机室下护板组件的实施方案仅是示例性的，并且本发明所属领域的技术人员应理解，由此可以进行各种修改和等同的实施方案。因此，可以理解，本发明不限于以上描述中阐述的形式。因此，本发明的真实技术范围应由所附权利要求的技术精神确定。另外，应该理解，本发明包括落入由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。

Claims (20)

1.一种用于车辆的发动机室下护板组件，其包括：

空气翅片，其构造成当车辆停止或以小于或等于预定速度的速度行驶时，保持空气翅片插入并且折叠到下护板中的状态，

当车辆以大于预定速度的速度行驶时，空气翅片突出到下护板的外部以引导下护板下方的气流；

所述空气翅片安装在所述下护板的下表面上。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，所述空气翅片具有正方形板状，所述空气翅片的截面形状为机翼形状，在机翼形状中所述空气翅片的外表面和内表面的曲率在车辆的前后方向上彼此不同。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，所述空气翅片的外表面的曲率大于所述空气翅片的内表面的曲率。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，多个空气翅片安装为在车辆的宽度方向上相对于中心线彼此对称。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，在车辆宽度方向上相对于中心线彼此对称的位置处的空气翅片彼此平行。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，在车辆宽度方向上相对于中心线彼此对称的位置处的空气翅片朝向车辆的后端部逐渐靠近彼此。

7.根据权利要求2所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，固定部分在车辆的宽度方向上形成在所述空气翅片的一侧处，所述固定部分在车辆的前后方向上以一定的长度延伸并且具有形成在其中的贯穿所述固定部分的两个端部的固定孔。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，在所述下护板的下表面上形成有一定深度的引导槽，所述空气翅片插入到所述引导槽中。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，所述引导槽的前表面和后表面的每一个均形成有在车辆的前后方向上彼此同轴的固定销槽。

10.根据权利要求8所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，在所述引导槽的底表面上形成有用于连通下护板的内部部分和外部部分的压力孔。

11.根据权利要求9所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，固定销穿过所述固定孔，所述空气翅片通过所述固定销固定在所述下护板上，所述固定销的两个端部分别插入到所述固定销槽中。

12.根据权利要求11所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，螺旋弹簧插入到固定销的两个端部中的任一侧。

13.根据权利要求12所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，所述螺旋弹簧与所述固定销同轴，所述螺旋弹簧的一个端部固定到空气翅片的外表面，以向空气翅片施加弹簧力。

14.根据权利要求13所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，所述空气翅片通过螺旋弹簧的弹簧力拉向下护板侧。

15.根据权利要求3所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，当下护板下方的空气在车辆行驶时经过所述空气翅片的时候，由于所述空气翅片的内表面和外表面的曲率的差异，在所述空气翅片的内表面和外表面之间产生速度差和压力差。

16.根据权利要求15所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，随着车速的增加，施加到所述空气翅片的内表面的压力逐渐增加，而施加到所述空气翅片的外表面的压力通过压力孔逐渐减小。

17.根据权利要求16所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，当施加到所述空气翅片的内表面的压力和施加到所述空气翅片的外表面的压力之差大于所述螺旋弹簧的弹簧力时，所述空气翅片以所述固定销作为其旋转轴旋转。

18.根据权利要求17所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，当所述空气翅片旋转以突出到所述引导槽的外部时，作用于所述空气翅片的内表面和外表面的升力的大小由于机翼形状的截面形状而彼此不同。

19.根据权利要求18所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，所述空气翅片的展开角度根据作用在所述空气翅片上的升力与螺旋弹簧的弹簧力之间的力的平衡来调节。

20.根据权利要求19所述的用于车辆的发动机室下护板组件，

其中，车辆在所述空气翅片完全打开时的速度通过调节螺旋弹簧的弹簧力来确定。

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