CN205209786U - 一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，包括空气压缩机、玻璃管和设置在玻璃管一侧端部的导流风栅，导流风栅通过进风连接座连接通风机；在玻璃管内沿其轴向方向设置有双滑轨，在双滑轨上放置厢体模型；进风连接座上设有数显式测力计，数显式测力计的连接轴穿过导流风栅伸入玻璃管内，厢体模型的迎风端通过挂绳挂扣在连接轴的挂钩上；空气压缩机通过软管连接厢体模型尾部的进气端。本装置避免了进行风洞试验而需建造风洞设施所耗费的高额成本，避免了测试过程中所需复杂的测试设备。而且本实用新型结构简单、使用方便快捷、市场潜力大，它的应用将有利于厢体表面气膜减阻模拟试验方便、高效地进行。

Description

一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置

技术领域

本实用新型涉及汽车节能减阻技术领域，尤其涉及一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置。

背景技术

厢式运输车作为一种重要的陆地交通运输工具，现已广泛应用于煤炭、沙石等货物的物流运输作业中。为了能够充分利用厢体的载货空间，厢式运输车的厢体一般为独立的长方体结构，并且车厢体较长。导致在行驶的过程中，厢体受到的空气阻力很大，而大的风阻意味着厢式运输车需要消耗更多的燃油和能量来克服空气阻力。目前一些传统的减阻措施，如在厢式运输车驾驶室的顶部安装前端导流罩、安装侧裙、挡板等其它减阻措施，即可大幅度降低厢式运输车的空气阻力，使得研究者们对厢式运输车的减阻优化问题没有引起足够的重视。然而，近些年来随着石油消耗量的大幅度增加，以及国家对汽车节能减排的大力倡导下，人们才逐渐认识到进一步降低厢式运输车空气阻力的重要性。因此，通过一些其它相关的减阻优化措施，在现有基础上进一步降低厢式运输车的空气阻力，对于厢式运输车的减阻节能具有重要的经济意义。

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，提供一种结构简单、测试方便快捷、测试方法误差较小的速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，包括空气压缩机4、玻璃管5和设置在玻璃管5一侧端部的导流风栅8，

导流风栅8通过进风连接座10连接通风机；在玻璃管5内沿其轴向方向设置有双滑轨11，在双滑轨11上放置厢体模型1；

进风连接座10上设有数显式测力计9，数显式测力计9的连接轴7穿过导流风栅8伸入玻璃管5内，厢体模型1的迎风端通过挂绳挂扣在连接轴7的挂钩上；

所述空气压缩机4通过软管2连接厢体模型1尾部的进气端。

所述厢体模型1的两侧表面均布置有若干个直径为5mm空气渗流小孔。

所述软管2上设有气体流量计3。

所述空气压缩机4设有节流阀4-1和泄流阀4-2。

所述玻璃管5上设有活动门窗6，用于厢体模型1的放入或取出。

所述玻璃管5的材料为透明硬质钢化玻璃。

一种测试厢体模型表面喷气减阻的方法如下：

1)通过软管2将空气压缩机4的出风口与厢体模型1尾部的进气端相连，并在软管2上安装气体流量计3，形成一个连通厢体模型1的进风口通道；

2)打开位于玻璃管5上的活动门窗6，将厢体模型1水平放置在双滑轨11上，并将其迎风端通过挂绳挂扣在连接轴7的挂钩上，并关上活动门窗6；

3)打开通风机，气流依次通过进风连接座10、导流风栅8进入玻璃管5内，当连接轴7由于厢体模型1受到风的阻力而沿着双滑轨11轴向移动时，拉动测力计的受拉端，通过数显式测力计9测出厢体模型1所受风的阻力数据；为了得到不同的模拟风速，通过调节通变频器的频率来实现通风机的风速，从而模拟出不同来流风速；

4)打开空气压缩机4，形成的空气流软管2进入厢体模型1内，最终在厢体模型1表面上模拟出具有渗透空气膜；为了在厢体模型1表面形成不同喷射速度的渗透空气膜，通过调节空气压缩机4的节流阀4-1来实现流量的控制，并由气体流量计3显示流量数据，经过转换计算，得到厢体表面喷射气膜的速度。

步骤4)中气体流量计3测得的气体流量与空气渗流小孔渗流速度之间的转换过程如下：

$Q=N\·V\·S=N\·V\·\mathrm{\Π}\·r^2=N\·V\·\Π\·{\left(\frac{d}{2}\right)}^2---\left(1\right)$

式(1)中：Q为空气压缩机4中排出气体的气流量，V为空气渗流小孔中渗出气体的渗流速度大小，d为小孔直径，N为厢体模型1表面上的空气渗流小孔个数；

由式(1)可得，空气渗流小孔中渗出气体的渗流速度V与气流量Q之间的关系：

$V=\frac{Q}{N\·\Π\·{(d/2)}^2}---\left(2\right)$

因此，根据式(2)可知，通过观察气体流量计3的流量大小，调节空气压缩机4节流阀4-1的开度，进而达到实验过程中所需的厢体模型1表面渗流速度条件。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本实用新型在测试过程中，通过厢体模型可以间接模拟出其表面的不同渗流速度大小，一方面，解决了目前车辆厢体表面空气渗流速度未知、渗流速度不可调节的技术难题，同时该测试系统避免了进行风洞试验而需建造风洞设施所耗费的高额成本；另一方面，避免了在测试过程中所需复杂的测试设备。

本实用新型装置结构简单、测试方便快捷、测试方法误差较小，市场潜力大，它的应用将有利于车辆的厢体表面喷气减阻技术的推广和普及。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

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

如图所示。本实用新型一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，包括空气压缩机4、玻璃管5和设置在玻璃管5一侧端部的导流风栅8，导流风栅8通过进风连接座10连接通风机；在玻璃管5内沿其轴向方向设置有双滑轨11，在双滑轨11上放置厢体模型1；导流风栅由若干空心圆管组合而成，对来流起到导流和分流的作用。

进风连接座10上设有数显式测力计9，数显式测力计9的连接轴7穿过导流风栅8伸入玻璃管5内，厢体模型1的迎风端通过挂绳挂扣在连接轴7的挂钩上。数显式测力计9的量程为5N，测试精度为0.001N，可以满足测试精度要求。

所述空气压缩机4通过软管2连接厢体模型1尾部的进气端。软管2的材质为尼龙材料，具有很好的柔软性，起着传输空气流体的作用。

所述厢体模型1的两侧表面均布置有若干个直径为5mm空气渗流小孔，厢体模型1为树脂材料，为3D打印的空壳结构，厚度为2mm。

所述软管2上设有气体流量计3。气体流量计3采用MF5712型气体流计。通过该气体流量计3可以得出泵入空气的瞬时气流量和累积气流量的大小。

所述空气压缩机4设有节流阀4-1和泄流阀4-2。空气压缩机4为了在厢体模型1表面形成连续不断的渗透空气流，空气源采用空气压缩机泵送空气的形式。空气压缩机4型号为GL-0.12/8，电机功率2.2kw，容量30L，转速2880r/min，排气量0.12m³/min，气压0.8Mpa。

所述玻璃管5上设有活动门窗6，用于厢体模型1的放入或取出。

所述玻璃管5的材料为透明硬质钢化玻璃。

测试厢体模型表面喷气减阻的方法可通过如下步骤实现：

1)通过软管2将空气压缩机4的出风口与厢体模型1尾部的进气端相连，并在软管2上安装气体流量计3，形成一个连通厢体模型1的进风口通道；

2)打开位于玻璃管5上的活动门窗6，将厢体模型1水平放置在双滑轨11上，并将其迎风端通过挂绳挂扣在连接轴7的挂钩上，并关上活动门窗6；

3)打开通风机，气流依次通过进风连接座10、导流风栅8进入玻璃管5内，当连接轴7由于厢体模型1受到风的阻力而沿着双滑轨11轴向移动时，拉动测力计的受拉端，通过数显式测力计9测出厢体模型1所受风的阻力数据；为了得到不同的模拟风速，通过调节通变频器的频率来实现通风机的风速，从而模拟出不同来流风速；

4)打开空气压缩机4，形成的空气流软管2进入厢体模型1内，最终在厢体模型1表面上模拟出具有渗透空气膜；为了在厢体模型1表面形成不同喷射速度的渗透空气膜，通过调节空气压缩机4的节流阀4-1来实现流量的控制，并由气体流量计3显示流量数据，经过转换计算，得到厢体表面喷射气膜的速度。

步骤4)中气体流量计3测得的气体流量与空气渗流小孔渗流速度之间的转换过程如下：

$Q=N\·V\·S=N\·V\·\Π\·r^2=N\·V\·\Π\·{\left(\frac{d}{2}\right)}^2---\left(1\right)$

式(1)中：Q为空气压缩机4中排出气体的气流量，V为空气渗流小孔中渗出气体的渗流速度大小，d为小孔直径，N为厢体模型1表面上的空气渗流小孔个数；

由式(1)可得，空气渗流小孔中渗出气体的渗流速度V与气流量Q之间的关系：

$V=\frac{Q}{N\·\Π\·{(d/2)}^2}---\left(2\right)$

因此，根据式(2)可知，通过观察气体流量计3的流量大小，调节空气压缩机4节流阀4-1的开度，进而达到实验过程中所需的厢体模型1表面渗流速度条件。

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)

1.一种速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，其特征在于，包括空气压缩机(4)、玻璃管(5)和设置在玻璃管(5)一侧端部的导流风栅(8)，

导流风栅(8)通过进风连接座(10)连接通风机；在玻璃管(5)内沿其轴向方向设置有双滑轨(11)，在双滑轨(11)上放置厢体模型(1)；

进风连接座(10)上设有数显式测力计(9)，数显式测力计(9)的连接轴(7)穿过导流风栅(8)伸入玻璃管(5)内，厢体模型(1)的迎风端通过挂绳挂扣在连接轴(7)的挂钩上；

所述空气压缩机(4)通过软管(2)连接厢体模型(1)尾部的进气端。

2.根据权利要求1所述的速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，其特征在于，所述厢体模型(1)的两侧表面均布置有若干个直径为5mm空气渗流小孔。

3.根据权利要求1所述的速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，其特征在于，所述软管(2)上设有气体流量计(3)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，其特征在于，所述空气压缩机(4)设有节流阀(4-1)和泄流阀(4-2)。

5.根据权利要求4所述的速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，其特征在于，所述玻璃管(5)上设有活动门窗(6)，用于厢体模型(1)的放入或取出。

6.根据权利要求4所述的速度可调的厢体表面喷气减阻发生装置，其特征在于，所述玻璃管(5)的材料为透明硬质钢化玻璃。