CN114162228A - 一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统及车辆 - Google Patents

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CN114162228A CN202111352866.5A CN202111352866A CN114162228A CN 114162228 A CN114162228 A CN 114162228A CN 202111352866 A CN202111352866 A CN 202111352866A CN 114162228 A CN114162228 A CN 114162228A
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Abstract

本发明公开了一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统，其包括设于车辆底盘上的至少一个下扰流板组件，所述下扰流板组件包括：下扰流板本体；主支架，其固定设于所述车辆底盘上；传动连杆组件，其连接于下扰流板本体和主支架之间；驱动连杆组件，其与下扰流板本体连接；驱动元件，其与驱动连杆组件连接；其中，驱动元件带动驱动连杆组件动作，以进一步带动下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动，并在车辆长度方向上移动；其中，所述主动式下扰流板系统还包括控制装置，其与所述驱动元件数据连接，以控制下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动的角度并且同时下扰流板本体在车辆长度方向上移动的距离。

Description

一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统及车辆
技术领域
本发明涉及一种车用系统，尤其涉及一种车用扰流板系统。
背景技术
随着当前汽车自动驾驶技术发展迅速，在不远的将来极有可能实现全程自动驾驶；当实现自动驾驶后，汽车最高限速有望提升到150km/h，甚至更高；而汽车行驶速度越高，所受到的空气动力学作用越加明显。
由此，，在未来超高车速工况下，现有汽车开发设计的空气动力学弱点会被进一步放大，其优势会被削弱，甚至会产生更多新的问题。
在现有汽车中，汽车下扰流板通常分布在车头与车尾下部，它们与车辆底板下护板共同作用，能够对汽车车身下方空气流动进行引导，减小汽车车身风阻系数；此外，部分车型扰流板结构设计还可以在一定程度上改善汽车的行驶稳定性。不过，当前几乎没有可主动调节位置与角度的下扰流板设计方案，也没有让扰流板具备更多功能的设计方案。
当然，也有部分汽车带有能够电动调节张开角度的后盖尾翼，实现了对汽车空气动力学特性的调节变化，用于调节后轮对地面的下压力。然而，由于空气动力需要经过后盖、车身侧围、底板、悬架后才能最终传递到车轮，因此，这种通过设置后盖尾翼的方案所能实现的空气动力学作用比较有限，既无法实现较大的作用力传递，也无法实现对作用力实时、高频次、高精度的调节。
基于此，针对以上现有技术中的问题，同时面向未来汽车自动驾驶场景以及更高的行驶车速，本发明期望获得一种新的用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统，该主动式下扰流板系统通过调节各个扰流板相对于车身底盘的位置和角度，可以实现不同的空气动力学作用效果，进而实现对汽车运动的控制。
不同于现有技术，该主动式下扰流板系统可以独立地、实时地、连续地、迅速地调节汽车底盘不同区域的空气动力学特性，从而让汽车适应不同的行驶工况，满足不同的驾驶意图。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统，包括至少一个下扰流板组件，其设于车辆底盘上，所述下扰流板组件包括：
下扰流板本体；
主支架，其固定设于所述车辆底盘上；
传动连杆组件，其连接于下扰流板本体和主支架之间；
驱动连杆组件，其与下扰流板本体连接；
驱动元件，其与驱动连杆组件连接；
其中，驱动元件带动驱动连杆组件动作，以进一步带动下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动，并在车辆长度方向上移动；
其中所述主动式下扰流板系统还包括控制装置，其与所述驱动元件数据连接，以控制下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动的角度并且同时下扰流板本体在车辆长度方向上移动的距离。
在本发明上述技术方案中，本发明设计了一种主动式下扰流板系统，其通过调节各个扰流板相对于车身底盘的位置和角度，可以实现不同的空气动力学作用效果，进而实现对汽车运动的控制。
在某些实施方式中，本发明所述的主动式下扰流板系统可以设置有四个下扰流板组件，这四个下扰流板组件可以两两一对分别设有车辆底盘的前部和后部，其可以具体设置汽车底盘前桥(前副车架)和后桥(后副车架)上；且每一对中的两个下扰流板组件在车辆的宽度方向上以镜像对称的方式设置。
本发明所述的主动式下扰流板系统能够对每一个下扰流板组件的下扰流板本体进行独立调节控制，进而独立地、实时地、连续地、迅速地调节汽车底盘不同区域的空气动力学特性，从而让汽车适应不同的行驶工况，满足不同的驾驶意图。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，所述驱动元件包括液压缸、气动缸、电磁动力缸或电推杆。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，所述驱动元件为电磁动力缸或电推杆。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，所述传动连杆组件包括：
第一连杆，其一端与主支架铰接，其另一端与下扰流板本体铰接；
第二连杆，其一端与主支架铰接，其另一端与下扰流板本体铰接；
其中下扰流板本体、第一连杆、第二连杆与主支架形成四连杆机构。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，所述第一连杆的两端均分别通过圆柱副与主支架或下扰流板本体铰接；并且/或者所述第二连杆的两端均分别通过圆柱副与主支架或下扰流板本体铰接。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，所述驱动连杆组件包括：
拉杆，其一端与所述驱动元件连接；
第三连杆，其一端与拉杆铰接，其另一端与下扰流板本体铰接。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，所述拉杆插设于约束支座内，以使得：当驱动元件驱动拉杆动作时，拉杆只能在车辆的长度方向上线性移动。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，其包括若干个下扰流板组件，其中每一个下扰流板组件的驱动元件分别与所述控制装置数据连接，以分别独立地接收控制装置的控制信号。
进一步地，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，其包括四个下扰流板组件，其两两一对分别设有车辆底盘的前部和后部，其中每一对中的两个下扰流板组件在车辆的宽度方向上以镜像对称的方式设置。
相应地，本发明另一目的在于提供一种车辆，该车辆可以调节自身汽车底盘不同区域的空气动力学特性，从而让车辆适应不同的行驶工况，满足不同的驾驶意图。
为了实现上述目的，本发明提出了一种车辆，其具有如本发明上述的主动式下扰流板系统，其中主动式下扰流板系统中的所述控制装置集成于车辆的车机内。
相较于现有技术，本发明所述的用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统及车辆具有如下所述的优点和有益效果：
(1)本发明所设计的主动式下扰流板系统，能够很好地融入现有汽车底盘布置中，无须对汽车底盘进行较大的改动，具备快速、低成本推广应用的优势。并且，该系统具有十分广泛的适用性，无论何种车型，其应用都不会受到限制，车型适用范围基本全覆盖。
(2)本发明所设计的主动式下扰流板系统，能够在相当程度上提升汽车高速行驶时的操作稳定性与安全性，以及部分行驶工况的平顺性。现有传统汽车动力学控制，是通过调节车轮与地面之间的相互作用力来实现；本发明是对上述传统动力学控制系统的额外补充，增加了汽车动力学的控制手段和控制力度，让汽车动力学控制水平得到质的提升。
(3)本发明所设计的主动式下扰流板系统，能够在较大程度上减少制动器及制动系统的使用频率与使用强度，大大提升制动盘的使用寿命，缓解制动器持续制动时的热衰退问题，还有助于减少高速转弯时转向系受到的冲击力。
(4)本发明所设计的主动式下扰流板系统，通过调节各个下扰流板组件相对于车身底盘的位置和角度，可以实现不同的空气动力学作用效果，进而实现对汽车运动的控制；系统中的下扰流板组件布置在车身底盘，其空气动力直接作用于底盘(车身或者副车架)，具有结构强度好、承载能力大、响应快、不占用车身空间、结构简单、成本低等一系列优势。而传统部分跑车上配备的主动式后盖尾翼为挤占后行李箱空间，且影响正常外观造型；部分汽车配备的主动式进气格栅，对传统燃油车还具备一定的作用，而对于纯电动汽车则无太多意义。然而，本发明所设计的主动式下扰流板系统，兼容燃油汽车与纯电汽车，且不挤占宝贵的车身空间。
(5)本发明所设计的主动式下扰流板系统，除了应用在汽车领域，在高铁上也有一定的应用前景。当前高铁行驶速度已经远远超过普通汽车，其对空气动力学特性的要求更高。若能将本发明所述的主动式下扰流板系统应用于高铁，则可以辅助高铁高速时的减速制动，减少摩擦制动系统的使用频次和强度、减少摩擦损耗、提升制动安全性，并增加高铁高速行驶时的平稳性。
附图说明
图1示意性地显示了本发明所述的主动式下扰流板系统在一种实施方式下在真实车身底盘下的布置方案。
图2为本发明所述的主动式下扰流板系统在一种实施方式下的下扰流板组件的结构示意图。
图3示意性地显示了图2所述的下扰流板组件与车辆底盘的固定方案。
图4为图3所示的A-A剖面图。
图5为图3所示的B-B剖面图。
图6-图9示意性地显示了下扰流板本体在下扰流板本体、第一连杆、第二连杆和主支架配合形成的四连杆机构的约束下所打开的四种不同角度。
图10示意性地显示了设置于车辆底盘前部的下扰流板组件的下扰流板本体处于关闭状态时的下扰流板本体与车身底盘、前桥剖视图。
图11示意性地显示了设置于车辆底盘前部的下扰流板组件的下扰流板本体处于打开状态时的下扰流板本体与车身底盘、前桥剖视图。
图12示意性地显示了图11所示打开状态的下扰流板本体所受到的空气作用力。
图13示意性地显示了设置于车辆底盘后部的下扰流板组件的下扰流板本体处于打开状态时的下扰流板本体与车身底盘、后桥剖视图。
图14示意性地显示了设置于车辆底盘后部的下扰流板组件的下扰流板本体处于打开状态时的下扰流板本体与车身底盘、后桥剖视图。
图15示意性地显示了图14所示打开状态的下扰流板本体所受到的空气作用力。
图16示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件增加车轮与地面之间的附着力的车辆俯视分析图。
图17示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件实现减速制动的车辆俯视分析图。
图18示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件抑制车辆高速转弯时的侧倾的车辆俯视分析图。
图19示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件抑制车辆受侧向风时的跑偏的车辆俯视分析图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统及车辆做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
图1示意性地显示了本发明所述的主动式下扰流板系统在一种实施方式下在真实车身底盘下的布置方案，
如图1所示，在本实施方式中，本发明所述的主动式下扰流板系统包括有4个下扰流板组件，这4个下扰流板组件均设置于车辆底盘上，且每个下扰流板组件能够独立进行调节控制，让本发明的主动式下扰流板系统具备更多、更强大、更实用的功能。
需要说明的是，在本实施方式中，这4个下扰流板组件，其两两一对分别设有车辆底盘的前部和后部，并具体设置于汽车底盘前桥(前副车架)和后桥(后副车架)上，其中每一对中的两个下扰流板组件在车辆的宽度方向上以镜像对称的方式设置。
图2为本发明所述的主动式下扰流板系统在一种实施方式下的下扰流板组件的结构示意图。
图3示意性地显示了图2所述的下扰流板组件与车辆底盘的固定方案。
图4为图3所示的A-A剖面图。
图5为图3所示的B-B剖面图。
如图2所示，同时结合参阅图3可以看出，在本实施方式中，本发明所述的下扰流板组件包括：主支架1、下扰流板本体2、传动连杆组件、驱动连杆组件和驱动元件3。其中，传动连杆组件进一步包括有第一连杆7和第二连杆8；驱动连杆组件进一步包括有拉杆4和第三连杆5。
需要说明的是，在本实施方式中，本发明所述的下扰流板组件通过主支架1固定地设置于车辆底盘上；且主支架1利用传动连杆组件实现与下扰流板本体2的连接；在传动连杆组件中，第一连杆7的两端均分别通过圆柱副与主支架1或下扰流板本体2铰接，其一端与主支架1铰接，另一端与下扰流板本体2铰接；同样地，第二连杆8的两端均分别通过圆柱副与主支架1或下扰流板本体铰接，其一端与主支架1铰接，另一端与下扰流板本体2铰接；其中，下扰流板本体2、第一连杆7、第二连杆8与主支架1能够配合形成四连杆机构。
相应地，在本实施方式中，本发明所述的驱动连杆组件能够分别与下扰流板本体2和驱动元件3连接；在驱动连杆组件中，拉杆4的一端与驱动元件3连接；而第三连杆5的一端不仅与拉杆4进行了铰接，其另一端还与下扰流板本体2进行了铰接。
在本发明中，驱动元件3能够带动驱动连杆组件动作，以进一步带动下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动，并在车辆长度方向上移动。
进一步参阅图2，同时结合图3、图4和图5可以看出，在本实施方式中，驱动连杆组件的拉杆4进一步地插设于约束支座6内；当驱动元件3驱动拉杆4动作时，在约束支座6的约束作用下，可以确保拉杆4只能在车辆的长度方向上进行线性移动。
图6-图9示意性地显示了下扰流板本体在下扰流板本体、第一连杆、第二连杆和主支架配合形成的四连杆机构的约束下所打开的四种不同角度。
结合参阅图6和图9，在本实施方式中，下扰流板本体2、第一连杆7、第二连杆8与主支架1能够配合形成四连杆机构；在上述四连杆机构的约束下，能够控制下扰流板本体2，相对车身底盘做旋转加平移的运动，即下扰流板本体2绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动，并在车辆长度方向上移动。
在本发明中，当驱动元件3驱动拉杆4在车辆的长度方向上线性移动时，会同时带动第三连杆5运动，而第三连杆5又与下扰流板本体2进行了铰接。因而其可以进一步地带动下扰流板本体2运动。
拉杆4在驱动元件3的驱动下会在车辆的长度方向上移动不同的位置，与之相应地，下扰流板本体2也将会打开不同的角度，实现了驱动元件3对于下扰流板本体2打开角度的控制。
当然，为了便于操作人员对本发明所述的主动式下扰流板系统进行控制，在本实施方式中，该主动式下扰流板系统还包括有控制装置(图中未示出)，该控制装置与系统中每一个下扰流板组件的驱动元件3分别数据连接，以使操作人员可以利用控制装置控制每一个下扰流板组件的驱动元件3的开启或关闭。
需要说明的是，在本发明中，驱动元件3可以选用液压缸、气动缸、电磁动力缸或电推杆；为了获得较优的实施效果，实现对下扰流板本体2进行高频次、高精度、短延迟的调节，推荐采用电磁动力缸或电推杆作为驱动元件3。
为了方便阐述本发明所述的下扰流板组件的工作原理，发明人将对上述的下扰流板组件的结构进行了简化，并进行了进一步地分析说明，具体简化结果可以参阅下述图10、图11、图12、图13、图14和图15。
图10示意性地显示了设置于车辆底盘前部的下扰流板组件的下扰流板本体处于关闭状态时的下扰流板本体与车身底盘、前桥剖视图。
图11示意性地显示了设置于车辆底盘前部的下扰流板组件的下扰流板本体处于打开状态时的下扰流板本体与车身底盘、前桥剖视图。
如图10和图11所示，在本实施方式中，在本发明所述的主动式下扰流板系统中，可以定义设置于车身底盘前部的下扰流板组件为“前下扰流板”。
当前下扰流板处于“关闭状态”时，下扰流板本体2将全部嵌入车身底板对应的凹槽中，其下部曲面与车身底板下表面(前保下部、车桥下护板等零件)平顺连接。
当前下扰流板处于“打开状态”时，打开一定角度后，下扰流板本体2在车辆高度方向上朝下凸出于车身底板下表面，且下扰流板本体2的上部曲面与车身底板对应的凹槽曲面将构成一个气流通道。
在本发明中，下扰流板本体2将在特定的四连杆机构的约束下、驱动元件3的驱动下，确保自身打开角度可以实时、快速、连续变化，从而让流经此区域的气流对前下扰流板的下扰流板本体2及车身产生不同方向、不同大小的空气作用力，进而实现特定的功能。
图12示意性地显示了图11所示打开状态的下扰流板本体所受到的空气作用力。
如图12所示，图12中所示“小箭头”的方向为气流流动方向，当前下扰流板打开一定角度后，一部分气流沿下扰流板本体2的下表面快速流过，一部分气流将进入下扰流板本体2与车身底板之间构成的气道。
此时，前下扰流板的下扰流板本体2下方流过的空气流速块、压强低，而其上方由气道流过的空气，由于弯曲气道的阻碍，流速相对更低、压强相对更大，根据伯努利原理，下扰流板本体2受到一个沿车辆高度方向(Z向)朝下的作用力(Fz前)。此外，流过气道的空气还会对下扰流板本体2及车身底板产生一个沿车辆长度方向(X向)朝后的作用力(Fx前)。
结合参阅图11和图12，当前下扰流板的下扰流板本体2的打开角度发生变化时，上述Fz前和Fx前也会随之连续变化，因此可以通过调节下扰流板本体2打开角度，来控制车身底部局部区域所受空气作用力的大小和方向。
需要注意的是，在本发明中，调节下扰流板本体2不同开启角度，实际上是调节下扰流板本体2在高速气流场中的“升阻比”，真实汽车上体现的不是朝上的“升力”，而是沿车辆高度方向(Z向)朝下的空气作用力Fz前。
图13示意性地显示了设置于车辆底盘后部的下扰流板组件的下扰流板本体处于打开状态时的下扰流板本体与车身底盘、后桥剖视图。
图14示意性地显示了设置于车辆底盘后部的下扰流板组件的下扰流板本体处于打开状态时的下扰流板本体与车身底盘、后桥剖视图。
如图13和图14所示，在本实施方式中，在本发明中，设置于车身底盘后部的下扰流板组件与设置于车身底盘前部的下扰流板组件的布置方式、功能作用大体相似；在本发明所述的主动式下扰流板系统中，可以定义设置于车身底盘后部的下扰流板组件为“后下扰流板”。
与“前下扰流板”不同的是，“后下扰流板”在车身底板对应区域的“凹槽”空间更大，即便处于关闭状态，依然存在空余空间；当后下扰流板处于打开状态时，其组成的气道将比前下扰流板组成的气道大，所起到的作用也有所差异。后下扰流板同前下扰流板一样，其下扰流板本体2在特定铰链机构(四连杆机构)的约束下和驱动元件3的驱动下，可以确保自身打开角度的实时、快速、连续变化。
图15示意性地显示了图14所示打开状态的下扰流板本体所受到的空气作用力。
如图15所示，图15中所示“小箭头”的方向可以看做是气流流动方向，当后下扰流板打开一定角度后，其所受空气作用力与前下扰流板基本类似，即后下扰流板的下扰流板本体2受到一个沿车辆高度方向(Z向)朝下的作用力(Fz后)；同时，流过气道的空气还会对下扰流板本体2及车身底板产生一个沿车辆长度方向(X向)朝后的作用力(Fx后)。由于后下扰流板与车身底板构成的气道更大、更复杂，且后下扰流板的横向尺寸可以设计得更大，因此其下扰流板本体2所受空气作用力也将明显大于前下扰流板的下扰流板本体2。
当本发明所述的主动式下扰流板系统的所有下扰流板组件的下扰流板本体2均处于关闭状态时，车身底板曲面状态与现有汽车的底部基本一致，所实现的功能也基本相同，且此时整车风阻系数处于最小值。
为了进一步说明本发明所述的主动式下扰流板系统的技术方案，以图1中所示的主动式下扰流板系统为例，系统中一共具有四个下扰流板组件，选择图1所示的下扰流板组件的布置方式。
当前下扰流板、后下扰流板打开一定角度，且四个下扰流板本体2的打开角度都进行独立调节控制后，车身受到的空气动力学作用力将会有很大的变化。下述图16-图19将根据汽车的不同行驶工况，分别阐述本发明所述的主动式下扰流板系统所能起到的重要功能作用。
图16示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件增加车轮与地面之间的附着力的车辆俯视分析图。
当车辆处于较高车速时，若遇到湿滑路面(如冰雪路面、雨水路面)，轮胎与地面附着性将降低很多。
此时，在具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆中，操作人员可以通过控制装置，在控制装置的作用下控制设于车辆底盘前部和设于车辆底盘后部的四个下扰流板组件的下扰流板本体2都打开一个合适的角度；在确保前后下扰流板本体2受到的车辆长度方向朝后的作用力(Fx前、Fx后)增加不多的情况下(即整车风阻系数变化不大)，能够显著增加车辆高度方向上朝下作用力(Fz前、Fz后)，从而增加前后车轮对地面的下压力，最终增加车轮与地面之间的附着力。
图17示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件实现减速制动的车辆俯视分析图。
当汽车处于较高车速又正好需要减速时，控制两个前下扰流板和两个后下扰流板的下扰流板本体2均打开一个合适的角度，增加空气对四个下扰流板本体2的X向朝后的空气作用力Fx，实现减速的作用。
当汽车处于非紧急、非快速制动时，操作人员同样可以通过控制装置调节下扰流板组件的下扰流板本体2打开角度来实现汽车减速，从而减少对车辆制动器及制动系统的使用频率与使用时长，减少制动盘摩擦损耗，缓解制动器热衰退问题。
当需要紧急制动时，控制两个前下扰流板和两个后下扰流板的下扰流板本体2均打开一个合适的角度，确保其受到的X向朝后的空气作用力Fx尽可能大(即让整车风阻系数处于较大值)，此时前下扰流板和后下扰流板将同制动系统共同作用，实现紧急制动减速。并且，空气对前后下扰流板产生的Z向朝下的空气作用力Fz，也有助于确保轮胎与地面之间的附着力，减小了汽车紧急制动时横向失稳的风险，提高了汽车高速行驶时的操纵稳定性。
另外，由于设置于车辆底盘后部的下扰流板组件的下扰流板本体2所受空气作用力大于前下扰流板的下扰流板本体2；此时，后下扰流板的下扰流板本体2所受到的Z向朝下空气作用力Fz后大于前下扰流板所受的Z向朝下空气作用力Fz前，二者构成沿车身Y向(即车辆宽度方向)的翻转力矩，有助于抑制汽车紧急制动时的“点头”效应，这进一步提高了汽车的操纵稳定性。
图18示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件抑制车辆高速转弯时的侧倾的车辆俯视分析图。
当汽车高速转弯时，由于离心力作用，车身将朝转弯弯道的外侧倾斜；若将靠近转弯弯道内侧的前下扰流板和后下扰流板的下扰流板本体2的打开角度扩大一些，同时控制靠近转弯弯道外侧的前下扰流板和后下扰流板的下扰流板本体2的打开角度小一些，则可以确保靠近转弯弯道内侧的下扰流板本体2受到的Fx与Fz更大，而靠近转弯弯道外侧的下扰流板本体2受到的Fx与Fz更小。
此时，车身内外两侧连同各自下扰流板受到的朝下的空气作用力之差，将有助于抑制车身侧倾，并增加内侧轮胎与地面的附着力；而车身内外两侧受到的朝后的空气作用力之差，将有助于让内侧车轮受到比外侧车轮更大的阻力，抑制汽车高速转向不足的问题。
需要注意的是，一般而言，汽车高速转向时更希望转向系统具有转向不足的特性；当汽车采用本发明的主动式下扰流板系统及其控制方案后，可以通过控制装置综合计算分析后来调节和控制各个下扰流板组件的下扰流板本体2的开启角度、转向系转动角度。与此同时，当有了上述下扰流板本体2所提供的“助力转向”后，汽车高速转弯时转向系所受到的外力与冲击也一定程度减少了。
图19示意性地显示了具有本发明所述的主动式下扰流板系统的车辆借助下扰流板组件抑制车辆受侧向风时的跑偏的车辆俯视分析图。
在汽车正常直线高速行驶中，当受到侧向风时，不仅车身会出现侧倾，轮胎也会出现侧向跑偏的问题。此时，操作人员可以控制车身左右两侧的下扰流板组件的下扰流板本体2各自开启不同的角度，以确保车身迎风一侧的下扰流板组件的下扰流板本体2受到的空气作用力Fx与Fz，而另一侧受到的空气作用力Fx与Fz相对更小。
通过这样的控制不仅可以有效抑制车身侧倾，还能让迎风一侧的车轮受到更大的行驶阻力，从而抑制汽车轮胎侧向跑偏的趋势。
此外，当前汽车较高车速行驶过程中遇到外界干扰后，会出现俯仰振动或侧倾振动。此时，操作人员可以通过控制装置独立、快速地调节四个下扰流板组件的下扰流板本体2的开启角度(仅需要开启较小角度即可)，借助气流对四个下扰流板本体2所施加的不同空气作用力Fx与Fz，来快速抵消、衰减上述汽车车身俯仰、侧倾振动。
综上所述可以看出，本发明设计的一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统，采用该主动式下扰流板系统可以独立地、实时地、连续地、迅速地调节汽车底盘不同区域的空气动力学特性，从而让汽车适应不同的行驶工况，改善汽车高速行驶时的操纵稳定性与制动性能，抑制车身俯仰和侧倾振动，提升汽车高速行驶的安全性和平顺性。
需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种用于车辆空气动力学控制的主动式下扰流板系统，其特征在于，包括至少一个下扰流板组件，其设于车辆底盘上，所述下扰流板组件包括：
下扰流板本体；
主支架，其固定设于所述车辆底盘上；
传动连杆组件，其连接于下扰流板本体和主支架之间；
驱动连杆组件，其与下扰流板本体连接；
驱动元件，其与驱动连杆组件连接；
其中，驱动元件带动驱动连杆组件动作，以进一步带动下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动，并在车辆长度方向上移动；
其中所述主动式下扰流板系统还包括控制装置，其与所述驱动元件数据连接，以控制下扰流板本体绕着沿车辆宽度方向延伸的轴转动的角度并且同时下扰流板本体在车辆长度方向上移动的距离。
2.如权利要求1所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，所述驱动元件包括液压缸、气动缸、电磁动力缸或电推杆。
3.如权利要求1所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，所述驱动元件为电磁动力缸或电推杆。
4.如权利要求1所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，所述传动连杆组件包括：
第一连杆，其一端与主支架铰接，其另一端与下扰流板本体铰接；
第二连杆，其一端与主支架铰接，其另一端与下扰流板本体铰接；
其中下扰流板本体、第一连杆、第二连杆与主支架形成四连杆机构。
5.如权利要求4所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，所述第一连杆的两端均分别通过圆柱副与主支架或下扰流板本体铰接；并且/或者所述第二连杆的两端均分别通过圆柱副与主支架或下扰流板本体铰接。
6.如权利要求1所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，所述驱动连杆组件包括：
拉杆，其一端与所述驱动元件连接；
第三连杆，其一端与拉杆铰接，其另一端与下扰流板本体铰接。
7.如权利要求6所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，所述拉杆插设于约束支座内，以使得：当驱动元件驱动拉杆动作时，拉杆只能在车辆的长度方向上线性移动。
8.如权利要求1所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，其包括若干个下扰流板组件，其中每一个下扰流板组件的驱动元件分别与所述控制装置数据连接，以分别独立地接收控制装置的控制信号。
9.如权利要求8所述的主动式下扰流板系统，其特征在于，其包括四个下扰流板组件，其两两一对分别设有车辆底盘的前部和后部，其中每一对中的两个下扰流板组件在车辆的宽度方向上以镜像对称的方式设置。
10.一种车辆，其特征在于，其具有如权利要求1-9中任意一项所述的主动式下扰流板系统，其中所述控制装置集成于车辆的车机内。
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