CN207712169U - 一种赛车尾翼攻角可调节系统 - Google Patents

一种赛车尾翼攻角可调节系统 Download PDF

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沈传亮
田梦杰
高瑞麟
陈国胜
吕振滔
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Abstract

本实用新型公开了一种赛车尾翼攻角可调节系统,包括:两侧端板,包括左侧端板和右侧端板,间隔相对地沿车辆行驶方向固设在赛车尾翼;主翼,支撑设置在两侧端板之间中部,垂直于所述两侧端板;襟翼,自身可旋转地固设在所述两侧端板之间,所述襟翼表面有一定弯曲弧度;所述襟翼的特征在于,还包括:左侧肋板和右侧肋板,分别预埋在所述襟翼的内部左侧和右侧;舵机,其固定在所述襟翼板内部的肋板上;碳纤维杆,可旋转地横向设置在所述襟翼的中部,左端固连在所述舵机上,右端可旋转固设在所述右侧端板上。本实用新型使尾翼攻角随着速度和方向的变化连续调节,改变尾翼气动性能。

Description

一种赛车尾翼攻角可调节系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及空气动力学技术领域,尤其涉及一种赛车尾翼攻角可调节系统。
背景技术
[0002]中国大学生方程式汽车大赛(简称“中国FSC”)是一项由高等院校汽车工程或汽车 相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造 标准,在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的 小型单人座休闲赛车,能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。
[0003]在中国大学生电动方程式大赛中,空气动力学套件在比赛中起到巨大作用。当赛 车转弯速度过大时,在离心力的影响下,赛车容易打滑,因此,若轮胎没有足够的抓地力,为 避免赛车侧滑,赛车不能以较高的车速转弯,在弯道较多的赛事项目里,会导致赛车的平均 速度下降,从而影响比赛成绩。
[0004]世界一级方程式大奖赛(F1)在2011赛季新引入了可调式尾翼,就是Drag Reduction System (简称:DRS),这个部件用来降低尾翼产生的下压力进而降低摩擦阻力等 来增加赛车的最高速度,车手们能够操控可调尾翼,经过调节尾翼角度(调平尾翼上方的副 翼,亦称为打开尾翼/打开DRS),降低赛车受到的阻力,相当于使得赛车在直道上大约获得 额外的60匹马力,进而在直道上获得更大的速度,一般可以让尾速提升15-20km/h。
[OOO5]大学生方程式赛事(FSAE)允许车队使用尾翼调节装置,相比于H而言,取消了启 动可调尾翼装置的限制区域,因此FSAE赛事使用可调尾翼更加方便,能够提高赛车的性能。 但是目前的技术不能对尾翼攻角进行连续地调节变化。 实用新型内容
[0006]本实用新型提供一种赛车尾翼攻角智能可调节系统,使尾翼攻角随着速度和方向 的变化连续调节,改变尾翼气动性能。
[0007]本实用新型提供的技术方案为:一种赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,包 括:
[0008] 两侧端板,其包括左侧端板和右侧端板,平行间隔相对地竖直的固定在赛车尾部; 以及
[0009] 主翼板,其固定在所述两侧端板之间,沿着赛车前进方向,所述主翼板向上仰起, 所述主翼板的上表面和下表面都具有向下弯曲的弧度,下表面的弯曲弧度大于上表面的弯 曲弧度;
[0010]襟翼板,其可旋转地设置在所述两侧端板之间,沿着赛车前进方向,所述襟翼板位 于所述主翼板前上方,所述襟翼板上表面和下表面都有向下弯曲弧度,下表面的弯曲弧度 大于上表面的弯曲弧度;
[0011] 所述襟翼板还包括:
[0012] 肋板,其位于所述襟翼板内部并且连接所述上下表面;
[0013] 舵机,其固定在所述襟翼板内部的肋板上,用于驱动所述襟翼板旋转一定角度。
[0014] 优选的是,所述主翼板的前端为圆弧过渡,后端为尖角过渡;所述襟翼板的前端为 圆弧过渡,后端为尖角过渡。
[0015] 优选的是,还包括:
[0016] 碳纤维杆,其穿过在所述襟翼的中部,左端连接在所述舵机上,右端可旋转设置在 所述右侧端板上;在所述舵机驱动下所述碳纤维杆旋转,带动所述襟翼板旋转。
[0017] 优选的是,
[0018] 所述主翼板包括里层的高强度泡沫翼形模具和外层碳纤维蒙皮。
[0019] 优选的是,
[0020] 所述碳纤维杆为中空结构。
[0021] 优选的是,还包括:
[0022] 轴承,固设在所述右侧端板内,所述碳纤维杆的右端套设在所述轴承内。
[0023] 优选的是,还包括:
[0024] 舵机摇臂,通过螺栓固定在所述舵机输出轴上,且固设在所述左侧端板的外侧。 [0025] 优选的是,还包括:
[0026] 轮速传感器,安装在赛车的轮毂上,检测车轮转速;
[0027] 横摆角速度传感器,安装在赛车的底盘上,用于测试车轮的偏转角速度;
[0028]模糊PID控制器,其连接所述轮速传感器、横摆角速度传感器及舵机,控制所述舵 机的输出扭矩。
[0029]本实用新型所述的有益效果:1)传动机构简单,传动效率高,并无需车手操作,实 现赛车攻角的智能调节,提高赛车的性能;2)通过舵机的输出扭矩实现尾翼攻角的连续调 节。
附图说明
[0030] 图1是本实用新型所述的赛车尾翼攻角可调节系统的结构示意图。
[0031] 图2是本实用新型所述的赛车尾翼攻角可调节系统的结构左侧视图。
[0032]图3是本实用新型所述的赛车尾翼攻角可调节系统的结构右侧视图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明 书文字能够据以实施。
[0034] 如图卜3所示,一种赛车尾翼攻角可调节系统,其包括两侧端板,分别为左侧端板5 和右侧端板10,平行间隔相对地竖直的固定在赛车尾部。主翼板9支撑设置左侧端板5和右 侧端板10之间,并与两端板垂直。主翼板9沿着赛车前进方向,所述主翼板9向上仰起,所述 主翼板9的上表面和下表面都具有向下弯曲的弧度,下表面的弯曲弧度大于上表面的弯曲 弧度;襟翼板4自身可旋转地固设在左侧端板5和右侧端板10之间,所述襟翼板4表面有一定 弯曲弧度,且襟翼板4位于主翼板9的斜上方。肋板(左侧肋板1和右侧肋板8),其位于所述襟 翼板4内部并且连接所述上下表面。主翼板9的前端为圆弧过渡,后端为尖角过渡;襟翼板4 的前端为圆弧过渡,后端为尖角过渡。主翼板9里层为高强度泡沫翼形模具,外层为碳纤维 蒙皮,蒙皮通过树脂真空导流技术完成制作。
[0035] 如图2所示,舵机3固设在襟翼板4的左侧肋板1上,襟翼板4的左侧肋板1通过胶粘 预埋在碳纤维蒙皮里面。舵机摇臂2通过螺栓固定在舵机3的输出轴上,固定在左侧端板5外 侧。碳纤维杆6其穿过在所述襟翼的中部,左端连接在所述舵机3上,右端可旋转设置在所述 右侧端板10上;在所述舵机3驱动下所述碳纤维杆6旋转,带动所述襟翼板4旋转。襟翼板4的 左侧肋板1和右侧肋板8以及碳纤维杆6都为碳纤维蒙皮制成,碳纤维蒙皮由玻璃钢阴模具 通过真空导流制作。碳纤维杆6为中空结构。轴承7,固设在所述右侧端板10内,所述碳纤维 杆6的右端套设在所述轴承7内。
[0036] 轮速传感器,安装在赛车的轮毂上,检测车轮转速;横摆角速度传感器,安装在赛 车的底盘上,用于测试车轮的偏转角速度。模糊PID控制器,模糊PID控制器,其连接所述轮 速传感器、横摆角速度传感器及舵机,控制所述舵机的输出扭矩。通过横摆角速度传感器和 轮速传感器采集赛车行驶状态信号,传递给整车模糊PID控制器,控制器通过判断赛车是在 直线行驶或弯道行驶以及车速的大小,输出信号传递给舵机3,舵机摇臂2固定在左侧端板5 上,舵机摇臂2本身不动,舵机3输出扭矩使舵机3本身绕着碳纤维杆6中心线做旋转运动,使 得襟翼4攻角改变,实现尾翼襟翼4攻角的智能化调节。在赛车过弯道时,可以增加尾翼攻 角,从而利用其产生的负压力高速过弯;在赛车直线行驶时,控制减小尾翼攻角,避免产生 额外的空气阻力。
[0037] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中 所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言, 可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实 用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1. 一种赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,包括: 两侧端板,其包括左侧端板和右侧端板,平行间隔相对地竖直的固定在赛车尾部;以及 主翼板,其固定在所述两侧端板之间,沿着赛车前进方向,所述主翼板向上仰起,所述 主翼板的上表面和下表面都具有向下弯曲的弧度,下表面的弯曲弧度大于上表面的弯曲弧 度; 襟翼板,其可旋转地设置在所述两侧端板之间,沿着赛车前进方向,所述襟翼板位于所 述主翼板前上方,所述襟翼板上表面和下表面都有向下弯曲弧度,下表面的弯曲弧度大于 上表面的弯曲弧度; 所述襟翼板还包括: 肋板,其位于所述襟翼板内部并且连接其上下表面; 舵机,其固定在所述襟翼板的肋板内部,用于驱动所述襟翼板旋转一定角度。
2. 根据权利要求1所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,所述主翼板的前端为 圆弧过渡,后端为尖角过渡;所述襟翼板的前端为圆弧过渡,后端为尖角过渡。
3. 根据权利要求1所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,还包括: 碳纤维杆,其穿过在所述襟翼的中部,左端连接在所述舵机上,右端可旋转设置在所述 右侧端板上;在所述舵机驱动下所述碳纤维杆旋转,带动所述襟翼板旋转。
4. 根据权利要求1所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于, 所述主翼板包括里层的高强度泡沫翼形模具和外层碳纤维蒙皮。
5. 根据权利要求3所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,所述碳纤维杆为中空 结构。
6. 根据权利要求3所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,还包括: 轴承,固设在所述右侧端板内,所述碳纤维杆的右端套设在所述轴承内。
7. 根据权利要求1所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,还包括: 舵机摇臂,通过螺栓固定在所述舵机的输出轴上,且固设在所述左侧端板的外侧。
8. 根据权利要求1所述的赛车尾翼攻角可调节系统,其特征在于,还包括: 轮速传感器,安装在赛车的轮毂上,检测车轮转速; 横摆角速度传感器,安装在赛车的底盘上,用于测试车轮的偏转角速度; 模糊PID控制器,其连接所述轮速传感器、横摆角速度传感器及舵机,控制所述舵机的 输出扭矩。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110104079A (zh) * 2019-05-22 2019-08-09 湖北汽车工业学院 一种赛车断开式可调尾翼控制系统
CN111216813A (zh) * 2020-02-07 2020-06-02 石家庄铁道大学 赛车尾翼及赛车

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