CN1850537A

CN1850537A - 机动车辆的节能飞翼装置

Info

Publication number: CN1850537A
Application number: CN 200610050616
Authority: CN
Inventors: 关亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2006-10-25

Abstract

本发明涉及一种汽车驾驶台集中显示及操控系统，包括：中央处理机、显示屏(或触摸显示屏)、数据接口扩展单元、视频设备接口单元、操作按键组、环境亮度传感器。其特征在于：以一个平面显示屏(或触摸显示屏)取代所有行车仪表和其他车载设备的显示系统，在中央处理机的控制下，将汽车内所有的数据信息和视频信息在该显示屏上进行集中显示，并通过本发明的操作按键组(或触摸屏与操作按键组的组合)对各车载系统进行集中控制。本发明还提供开放型数据接口，方便实现软件升级和功能扩充。本发明打破了汽车显示与控制的传统模式，将大大降低汽车生产成本，简化操作，可使我国在相关领域彻底摆脱国外的技术封锁与产权讹诈，将极大促进我国汽车电子产业的发展。

Description

机动车辆的节能飞翼装置

技术领域

本发明属机动车节能领域，特别是涉及一种机动车辆的节能飞翼装置。

背景技术

根据空气动力学原理，流经翼形物体上下表面的气流速度不同时，就会在翼形物体上下表面形成不同的空气压力，气流速度慢的一面，形成的压力大于空气流速快的一面。如果使翼体的下表面的气流速度慢于上表面时，就形成了浮升力。加大翼体与水平面的夹角(仰角)，就可以进一步使上表面流速上升而下表面流速降低，从而使浮升力增大，这就是飞机的原理。

有机动车驾驶经验的人会有这样的体会：有些机动车在高速行驶时，会有一种“飘”的感觉，速度越大，这种感觉越明显。产生这种现象的原因是也由于车身的空气动力学特性，在高速运动时产生了向上的浮升力，速度越大，产生的浮升力也越来越大。

以现代的技术眼光来看，这种浮升力具有一定的危害性，需要尽量避免。很多机动车在开始设计时，就通过大量风洞试验来尽量减少车体表面上可能会产生浮升力的外形结构。

但是，如果换一种角度来看，人们也完全可以把这种浮升力作为一种有益的资源，加以利用。这是因为：众所周知，质量小的机动车，由于其车轮对地面的压力较小，车轮与路面产生的摩擦阻力也小，行驶时所消耗的能量就少。我们可以利用这种浮升力部分抵消车身重量对路面的压力，使机动车消耗更少的能源，从而达到节能的目的。

实现这一目标的前提是：我们要找到可以充分利用这种资源的方法，并在利用这种资源的同时又能确保行车安全。

发明内容

本发明的目的就是提供一种机动车辆的节能飞翼装置，最大限度的利用这种浮升力资源，提高机动车的能源利用效率，从而达到节能的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于包括：翼体、支撑架、传动机构、传感器组、中央处理机、执行电路和电动机，所述的翼体通过支撑架固定在机动车体上方外表面的适当位置。所述中央处理机的数据输入口与传感器组连接，所述中央处理机的数据输出口与和执行电路连接。所述电动机的电源与执行电路的输出口连接，所述电动机的转动轴的与传动机构的传动齿轮连接。所述传动机构蜗杆与翼体转动轴的传动齿轮连接。

本装置安装在机动车体上方外表面的适当位置，当机动车运行时，本装置将产生向上的浮升力，该浮升力作用于车体的主承载结构上，从而可以部分抵消机动车对路面的压力，车轮与路面的摩擦阻力也相应减小，达到节能的目的。中央处理机根据机动车的行驶状态，可实时调整装置产生的浮升力的大小，在达到最大节能效率的同时又可以确保机动车辆的行驶安全。

作为优选，所述的翼体采用高强度复合材料制作，其上下表面按空气动力学原理加工，空气在高速流过翼体时，如翼体保持一定的仰角，其下表面的空气压力大于上表面的空气压力，使翼体产生向上的升力。

作为优选，所述的翼体的两端有圆柱形转动轴，该转动轴的轴线与翼体的横向水平剖面相垂直。在翼体一端的转动轴上固定有传动齿轮。在电动机和传动系统的驱动下，翼体可以随转动轴一起转动。

作为优选，所述的支撑架为两只，分别横向固定在车体的主承载结构如车架或底盘上。支撑架的上端露出车体上表面，其顶端部分有一轴孔，两只支撑架的轴孔的轴线是重合一致的，该轴线与车体纵向轴线相垂直，轴孔内部安装有转动轴承。所述翼体转动轴的两端分别固定在两个支撑架轴孔的转动轴承上，并可自由转动。

作为优选，所述的支撑架的外部安装有空气整流罩，该空气整流罩按空气动力学原理制作，空气在高速流过罩面时，其左右罩面产生的空气压力应完全一致。整流罩水平剖面的纵向轴线与车体纵向轴线平行。传动机构的部分组件与支撑架一起固定在空气整流罩内。根据空气动力学原理，空气整流罩不仅可以减小本装置的空气阻力，同时也可以改变车体表面的气流特征，增加车辆高速行驶时的横向稳定性。

作为优选，所述的传动机构与电动机输出轴及翼体转动轴传动齿轮连接，由齿轮组和涡轮蜗杆组成，负责传递电动机的动力，控制翼体的转动。合理设置齿轮组的齿轮比，就可以对翼体的仰角进行精确控制，从而改变翼体产生的浮升力的大小。

作为优选，所述的传感器组包括速度传感器、制动状态传感器、车轮压力传感器、翼体仰角传感器等，负责采集车辆速度、制动状态、车轮压力、翼体角度等数据信息送中央处理机，使中央处理机根据这些信息来判断机动车的当前运行状态并对翼体的仰角进行相应调整。

作为优选，所述的中央处理机内保存有各种车辆运行状况下的翼体角度调整预案(数据)，根据传感器组采集到的数据信息，判断机动车的当前运行状态，调用相应的调整预案，通过执行电路控制电动机转动来调整翼体的仰角以改变翼体产生的浮升力，适应各种行车状态。

作为优选，所述电动机的电源与执行电路的输出口连接，所述电动机的转动轴的与传动机构的传动齿轮连接。在中央处理机的控制下为，提供驱动力调整翼体的仰角。

作为优选，所述的机动车是指以内燃机、热气机、电动机、电磁动力机械(磁悬浮动力)等机械作为动力源的车辆。

本发明的优势是：

1.采用物理方法实现节能目的，更有利于环保。

2.应用数字控制技术和闭环反馈技术来控制装置的工作状态，使装置节能效率达到最高。

3.可对各种不同行车状态进行响应，随时改变车体的空气动力学特性，使机动车在高速运行时的具有比现在更好的行驶稳定性。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的工作流程图。

图中：1.翼体，2.支撑架，21.空气整流罩

3.传动机构，4.车体外表面，5.车体主承载结构

6.电动机，7.执行电路，8.中央处理机，9.传感器组

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

见图1：在本实施例中，采用两组装置各自独立安装在一小型机动车辆的前、后部车体表面，两组装置由各自的中央处理器单独控制，独立运作。

本实施例中，装置由翼体1、支撑架2、传动机构3、传感器组9、中央处理机8、执行电路7和电动机6组成。

所述的翼体1通过支撑架2固定在机动车体上方外表面4的上方，并与车体外表面4有一定的距离，以保证气流正常通过，并使翼体可自由转动而不碰到。

所述的支撑架2固定在机动车体主承载结构5(底盘、车身)上。所述的支撑架2与所述的传动机构3的部分组件固定在空气整流罩21内。

所述的中央处理机8的数据输入口与传感器组9连接，所述的中央处理机8的数据输出口与和执行电路7连接。

所述的电动机6的电源与执行电路7的输出口连接，所述的电动机6的转动轴的与传动机构3的传动齿轮连接。

所述的传动机构3的蜗杆与翼体1转动轴的传动齿轮连接。

所述的传动机构3采用涡轮蜗杆的结构的目的不仅是可以实现轴向的动力传输，还可以利用涡轮蜗杆的自锁特性防止翼体在外力作用下发生转动：当电动机没有动力输出时，蜗杆停止转动，翼体转动轴的传动齿轮被锁死，即使翼体受到较大的空气压力，仍可紧紧固定在当前位置而不转动，确保本装置的工作状态不会因为外力原因而发生改变。

所述的传动机构3还采用齿轮传动结构，实现需要的变齿轮比和变传动比。因此即使翼体受到较大的空气压力，电动机仍然可以在较小的输出功率下驱动翼体按要求进行精确的角度调整。

由于翼体的仰角的任何微小改变都可能使高速运行的机动车车体的空气动力学特征发生剧烈变化，因此，本装置中，对测量传感器的要求较高，需要具有稳定的工作特性和较高的测量精度。

装置的工作工程如下：见图2。

首先，在装置的中央处理机中8设置一个行车速度阀值如40KM每小时，中央处理机8将把传感器组9采集的实时速度信息与该阀值做比较，实时车速小于该阀值时说明机动车处于开始启步或低速行驶的速度区间时，中央处理机8将保持翼体1在某一仰角位置，使装置的气流阻力最小，产生的浮升力也最小。

当机动车行驶速度超过该阀值后，装置开始工作：传感器组9采集汽车的实时行车信息送入中央处理机8数据输入口，中央处理机8根据该信息判断汽车的行驶状态，并调用内部存储的调整预案的数据，通过输出口送执行电路7，控制执行电路7内部电子开关的通断，从而控制电动机6的转动与停止。电动机6转动时带动传动机构3的齿轮组和涡轮蜗杆组同步转动。传动机构3将转动力矩传送给翼体1的转动轴的传动齿轮，带动翼体1绕转动轴转动，。翼体1仰角的大小又被传感器组9中的翼体仰角传感器采集并回送到中央处理机8。中央处理机8再根据该数据对翼体仰角进行进一步调整，实现高精度的闭环正反馈控制。整个控制过程根据车辆行驶状态实时进行，以确保达到最佳效果。

装置的中央处理机8内保存有各种车辆运行状况下的翼体1角度调整预案(数据)，根据传感器组9采集到的数据信息，判断机动车的当前运行状态，调用相应的调整预案，通过执行电路控制电动机转动来调整翼体1的仰角度以改变翼体1产生的浮升力，适应各种行车状态。

在中央处理机8中还设置有一个安全压力阀值，该阀值是确保机动车即可安全行驶又能最大限度节能的最小路面压力值。当车体高速运行时，装置产生的浮升力较大，可能导致实际压力值小于安全压力阀值，此时车体漂浮的状态过于明显，车体的操控稳定性大大降低，中央处理机8将根据预案调整翼体1仰角，降低装置产生的浮升力，使压力值回归至安全压力阀值。

中央处理机中这些调整预案和阀值参数是在大量试验的基础上，针对不同的车体外形、车轮压力、行车速度、制动状态测试得出的最佳调整参数，可以在确保机动车在行驶安全可靠的前提下，获得最大的节能效率。所有这些参数根据具体车型的不同，在装置安装调试时被作为调整预案预先存储在中央处理机内。

Claims

1.机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于包括：翼体、支撑架、传动机构、传感器组、中央处理机、执行电路和电动机，翼体通过支撑架固定在机动车体上方外表面，中央处理机通过传感器组和执行电路控制电动机转动，传动机构将转动力矩传送给翼体，带动翼体转动。

2.根据权利要求1所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的翼体采用高强度复合材料制作，其上下表面按空气动力学原理加工，空气在高速流过翼体时，下表面的空气压力大于上表面的空气压力，使翼体产生向上的升力。

所述的翼体的两端有圆柱形转动轴，该转动轴的轴线于翼体的横向水平剖面相垂直。在翼体一端的转动轴上固定有传动齿轮。在电动机和传动系统的驱动下，翼体可以随转动轴一起转动。

3.根据权利要求1、2所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的支撑架为两只，分别横向固定在车体的主承载结构上。支撑架的上端露出车体上表面部分有一轴孔，两只支撑架的轴孔的轴线是重合一致的，该轴线与车体纵向轴线相垂直，轴孔内部安装有转动轴承。所述翼体转动轴的两端分别固定在两个支撑架轴孔的转动轴承上，并可自由转动。

4.根据权利要求1、2、3所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的支撑架的外部安装有空气整流罩，该空气整流罩按空气动力学原理制作，空气在高速流过罩面时，其左右罩面产生的空气压力应完全一致。整流罩水平剖面的纵向轴线与车体纵向轴线平行。传动机构的部分组件与支撑架一起固定在空气整流罩内。

5.根据权利要求1、2、3、4所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的传动机构与电动机输出轴及翼体转动轴传动齿轮连接，由齿轮组和涡轮蜗杆组成，传递电动机的动力，控制翼体的仰角。

6.根据权利要求1、2所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的中央处理机内保存有各种车辆运行状况下的翼体角度调整预案，根据传感器组采集到的数据信息，调用相应的调整预案，通过执行电路控制电动机转动来调整翼体的仰角以适应各种行车状态。

7.根据权利要求1、6所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的传感器组包括速度传感器、制动状态传感器、车轮压力传感器、翼体仰角传感器组成，采集车辆速度、制动状态、车轮压力、翼体角度等数据信息送中央处理机，使中央处理机根据这些信息判断车辆的运行状态并对翼体的仰角进行调整。

8.根据权利要求1、5、6所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的电动机的电源与执行电路的输出口连接，所述电动机的转动轴的与传动机构的传动齿轮连接，在中央处理机的控制下为，提供驱动力调整翼体的仰角。

9.根据权利要求1所述的机动车辆的节能飞翼装置，其特征在于：所述的机动车辆是指以内燃机、热气机、电动机、电磁动力机械(磁悬浮动力)等机械做为动力源的车辆。