CN204978912U - 一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置 - Google Patents

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谢小鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置，附加装置是一安装在车体外表面的具有一个顶壁、两个侧壁的罩体；该罩体的顶壁和两个侧壁均是由内部具有多个气室的夹层板构成，每个气室上均开设有多个朝向罩体外部的渗气孔；车体前端设有高压气泵，高压气泵通过管路将气流由罩体前端输送给各个气室，气流由罩体的顶壁和两个侧壁的渗气孔喷射出罩体的外表面，并在罩体的外表面形成气膜。该气膜与外界气流接触、混合，降低其与罩体的速度差，使车体外的边界层速度梯度减小，粘性力摩擦作用减弱，从而降低了车辆行驶过程中的风阻。

Description

一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置
技术领域
本实用新型涉及汽车节能减阻技术领域，尤其涉及一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置。
背景技术
厢式车是一种拥有近立方体车厢的以运输为主要用途的车辆，由于其具有机动灵活、车厢宽敞、密封安全等特点，被广泛应用于陆上交通的运输领域。基于厢式车在世界上的庞大使用基数，若能有效降低其在行驶过程中所受的空气阻力，所节省的燃油消耗将十分可观，特别是在当今能源消耗日益增加的形势下，减少能源消耗对人类的可持续发展至关重要。相关研究表明，当车辆以一定速度行驶时，发动机的很大一部分功率被用于克服空气阻力，尤以压差阻力与粘性摩擦阻力为主，且比例随车辆的非流线性程度的增加而增大。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置。减小厢式车在行驶过程中所受到的空气粘性摩擦力与空气压差阻力，提高厢式车的有效燃油利用率。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种车体气膜减阻与压差减阻的附加装置，所述附加装置是一安装在车体外表面的具有一个顶壁、两个侧壁的罩体4；
该罩体4的顶壁和两个侧壁均是由内部具有多个气室9的夹层板构成，每个气室9上均开设有多个朝向罩体外部的渗气孔7；
所述附加装置还包括一个高压气泵1，高压气泵1通过管路8将气流由罩体前端的第一气体入口10输送给各个气室9，气流由罩体4的顶壁和两个侧壁的渗气孔7喷射出罩体4的外表面，并在罩体4的外表面形成气膜6。
所述罩体4的后端，即顶壁和两个侧壁的后端面上分布有多个喷气槽，所述高压气泵1将气流由罩体4前端的第二气体入口11输送至各个喷气槽，气流从喷气槽喷出并在车体尾部形成负压。所述喷气槽分为外槽13和内槽12，外槽13与壁面法线方向呈10°角，内槽12呈30°角。
所述各气室9沿着罩体4轴向延伸，气流通过渗气孔7垂直向罩体4外部喷射。
所述高压气泵1连接第一气体入口10及第二气体入口11的管路上分布有节流阀3和多向分流阀2。
所述高压气泵1放置于车体的车首部位。
上述附加装置减少车体风阻的方法如下：
车辆行驶，高压气泵1开启，高压气泵1将一部分气流输送至罩体4后端的喷气槽内，气流由喷气槽喷射出，填补车尾压力差，减小对车身造成的拉应力；与此同时，高压气泵1将另一部分气流输送给各个气室9，气流由罩体4的顶壁和两个侧壁分布的渗气孔7垂直向罩体4外部喷射，并在罩体4外表面形成气膜6，该气膜6与外界气流5接触、混合，降低其与罩体4的速度差，使车体外的边界层速度梯度减小，粘性力摩擦作用减弱，从而降低了车辆行驶过程中的风阻。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1)本车体气膜减阻与压差减阻附加装置，只需假装在厢式车的外表面，不需要改动原车型设计。
2)本车体气膜减阻与压差减阻附加装置，将车辆头部的高压空气抽取搬运到尾部负压区，即减少了高压区(车首)的影响又降低了负压区(车尾)的影响，且由于高压区空气具有较大压力能，降低了对高压气泵功率的要求，有效节能。
3)通过罩体4的顶壁和两个侧壁的渗气孔7喷射气流至罩体4的外表面，并在罩体4的外表面形成气膜6，渗气孔7渗出的气流(低速)与外界气流(高速)混合以实现粘性摩擦减。
4)车辆行驶中产生大量热量，而热空气在气膜减阻方式上比常温空气具有更好的效果，同时可帮助车辆散热。
5)车体尾部的喷气槽分为外槽13和内槽12，外槽13与壁面法线方向呈10°角，内槽12呈30°角。使尾部的负压区呈细长的锥状，不同角度的喷气槽可使车尾气压分布更为均匀，有效减小负压区造成的影响。
附图说明
图1是本实用新型所述的罩体与车体结合总图。
图2是本实用新型所述的罩体前视图。
图3是本实用新型所述的罩体横截面剖视图。
图4是本实用新型发明所述的罩体后视局部剖视图。
图5是气流在所述罩体内流向图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至5所示。本实用新型公开了一种车体气膜减阻与压差减阻的附加装置，该附加装置是一安装在车体外表面的具有一个顶壁、两个侧壁的罩体4；
该罩体4的顶壁和两个侧壁均是由内部具有多个气室9的夹层板构成，每个气室9上均开设有多个朝向罩体外部的渗气孔7；
所述附加装置还包括一个高压气泵1，高压气泵1通过管路8将气流由罩体前端的第一气体入口10输送给各个气室9，气流由罩体4的顶壁和两个侧壁的渗气孔7喷射出罩体4的外表面，并在罩体4的外表面形成气膜6。
所述罩体4的后端，即顶壁和两个侧壁的后端面上分布有多个喷气槽，所述高压气泵1将气流由罩体4前端的第二气体入口11输送至各个喷气槽，气流从喷气槽喷出并在车体尾部形成负压。
所述喷气槽分为外槽13和内槽12，外槽13与壁面法线方向呈10°角，内槽12呈30°角。
所述各气室9沿着罩体4轴向延伸，气流通过渗气孔7垂直向罩体4外部喷射。
所述高压气泵1连接第一气体入口10及第二气体入口11的管路上分布有节流阀3和多向分流阀2。
所述高压气泵1放置于车体的车首部位。
当车辆高速运行时，车头处与外界空气接触并挤压，带动头部空气做高速运动，短时间内，空气由静止转变为高速运动，产生巨大压力，同时，车辆在空气中的高速运动使得车体尾部区域没有足够空气填补，形成负压，阻碍车辆的行进，安置于车辆头部的高压气泵1开启后，将车体头部的高压空气泵入管路中，通过管路将气体通过第一气体入口10、第二气体入口11，以及管路上的节流阀3和多向分流阀2分别输送给气室9和喷气槽。
通过第一气体入口10(气膜管路入口)处预设的节流阀控制气流从渗气孔7喷射的流量保持较低流速。从第二气体入口11(压差管路入口)进入的气流到达车体尾部喷气槽，如图5所示流向流动，在车体尾部气流的低压作用下，外槽13以10°角向尾部喷射，填补车尾远车处的压力差；内槽12喷射出的气流以30°角向车体尾部喷射，填补车尾近车处的压力差。这两个不同角度的喷气槽由于外部压力差的区别，可以自动调节所喷射气流的流速，喷气槽在尾部的分布如图4所示，所喷射气流较为均匀地以圆锥的形状填充了车体尾部负压区，负压区被喷射气体填补，对车身造成的拉应力减小。
在气室9内稳定压力的作用下，气体从渗气孔7缓缓渗出，分布在罩体的外表面，与外界高速来流接触、混合，降低其与车身的速度差，从而使得车体外的边界层速度梯度减小，粘性力摩擦作用减弱。当车辆在运行中释放出大量热量，持续加热车辆头部的空气，渗出气体由常温变为热空气，粘度增加但密度降低，综合作用下得到较常温空气更好的粘性减阻效果。
本附加装置减少车体风阻的方法可通过如下步骤实现：
车辆行驶，高压气泵1开启，高压气泵1将一部分气流输送至罩体4后端的喷气槽内，气流由喷气槽喷射出，填补车尾压力差，减小对车身造成的拉应力；与此同时，高压气泵1将另一部分气流输送给各个气室9，气流由罩体4的顶壁和两个侧壁分布的渗气孔7垂直向罩体4外部喷射，并在罩体4外表面形成气膜6，该气膜6与外界气流5接触、混合，降低其与罩体4的速度差，使车体外的边界层速度梯度减小，粘性力摩擦作用减弱，从而降低了车辆行驶过程中的风阻。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置，其特征在于：所述附加装置是一安装在车体外表面的具有一个顶壁、两个侧壁的罩体(4)；
该罩体(4)的顶壁和两个侧壁均是由内部具有多个气室(9)的夹层板构成，每个气室(9)上均开设有多个朝向罩体外部的渗气孔(7)；
所述附加装置还包括一个高压气泵(1)，高压气泵(1)通过管路8将气流由罩体前端的第一气体入口10输送给各个气室(9)，气流由罩体(4)的顶壁和两个侧壁的渗气孔(7)喷射出罩体(4)的外表面，并在罩体(4)的外表面形成气膜(6)。
2.根据权利要求1所述的车体气膜减阻与压差减阻附加装置，其特征在于：所述罩体(4)的后端，即顶壁和两个侧壁的后端面上分布有多个喷气槽，所述高压气泵(1)将气流由罩体(4)前端的第二气体入口(11)输送至各个喷气槽，气流从喷气槽喷出并在车体尾部形成负压。
3.根据权利要求2所述的车体气膜减阻与压差减阻附加装置，其特征在于：所述各气室(9)沿着罩体(4)轴向延伸，气流通过渗气孔(7)垂直向罩体(4)外部喷射。
4.根据权利要求2所述的车体气膜减阻与压差减阻附加装置，其特征在于：所述喷气槽分为外槽(13)和内槽(12)，外槽(13)与壁面法线方向呈10°角，内槽(12)呈30°角。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车体气膜减阻与压差减阻附加装置，其特征在于：所述高压气泵(1)连接第一气体入口10及第二气体入口(11)的管路上分布有节流阀(3)和多向分流阀(2)。
6.根据权利要求5所述的车体气膜减阻与压差减阻附加装置，其特征在于：所述高压气泵(1)放置于车体的车首部位。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104908828A (zh) * 2015-06-11 2015-09-16 华南理工大学 一种车体气膜减阻与压差减阻附加装置及减少风阻的方法
CN108411807A (zh) * 2017-01-21 2018-08-17 秦赵修 内置轨道的半封闭低风阻管道

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