CN208149465U - 一种可变姿态负升力翅扰流器 - Google Patents

一种可变姿态负升力翅扰流器 Download PDF

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米承继
余冰
刘煜
朱跃
吴永庭
李文泰
张勇
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Abstract

本实用新型公开一种可变姿态负升力翅扰流器，安装在汽车两侧的前车门(1)上，由襟翼板(2)、扰流板(3)、安装板(4)、连杆机构(50)、驱动机构(60)和控制器(30)组成，所述的扰流板(3)一侧与所述的襟翼板(2)连接，另一侧与所述的安装板(4)滑槽连接，所述的安装板(4)设有圆弧槽(5)，供所述的扰流板(3)沿圆弧轨迹运动，所述的连杆机构(50)为四连杆机构，所述的驱动机构(60)包括步进电机(25)和一级齿轮减速机构(40)，所述的控制器(30)根据接收的车速信号对所述的驱动机构(60)发出指令，调整扰流器位置状态。本实用新型能实时调整扰流器姿态，显著减小汽车气动阻力、产生负的气动升力，结构简单，操作方便。

Description

一种可变姿态负升力翅扰流器
技术领域
本发明涉及一种扰流器，特别涉及一种可变姿态负升力翅扰流器。
背景技术
汽车行驶时受到的气动升力和气动阻力与速度的平方成正比，随着车速的提高，气动升力及阻力迅速增大，这对高速行驶汽车的操纵稳定性以及燃油经济性将产生巨大影响。因此为了进一步提高高速行驶车辆的燃油经济性和解决“高速发飘”问题，国内外研究人员对高速行驶时汽车的气动升力、气动阻力做了更深入地研究。
研究表明，通过安装空气动力学附加装置产生负升力，从而使得轮胎获得更大的附着力，是实现减小气动升力的主要途径。其中，采用较多的是扰流器和负升力翼。最常见的气动附件为负升力翼，一般安装在汽车尾部，负升力翼很好的解决了整车升力过大的问题，但是对升力的控制作用主要体现在汽车后半部分，对前部升力的改善较小，即其对于汽车前部升力过大的问题并没有很好的解决，而实际生活中，许多汽车的发飘均为车头抬起产生的前部发飘。
湖南大学谷正气等发明的“一种负升力翅扰流器”(公开号： CN102514636A)，通过加装负升力翅扰流器后，让汽车前部正压区域减小，尾部的涡流区削弱，同时负升力翅上产生较大的正压区，气流因负升力翅的扰流作用产生局部气流紊乱，形成较小的涡流区，导致下压力的增加，从而既较好地解决了汽车前部发飘问题，又提高了车辆的燃油经济性。因气动力与车速密切相关，汽车不同的车速对应有不同的气动力，但是该种发明设计是传统固定装置，该负升力翅扰流器的位置状态不能持续可变，只能在特定车速下发挥作用，因此无法在不同车速下对气动升力、气动阻力进行优化，适用性不强，无法充分发挥该装置的作用。
发明内容
本发明主要目的在于克服背景技术的不足，提供一种可变姿态负升力翅扰流器，该装置可以根据汽车当前行驶速度实时调整可变姿态负升力翅扰流器位置姿态，显著减小汽车气动阻力、产生负的气动升力，实现了对各种车速的适应。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：本发明提供的可变姿态负升力翅扰流器，由襟翼板、扰流板、安装板、连杆机构、驱动机构和控制器组成，所述的扰流板一侧与所述的襟翼板连接，另一侧与所述的安装板滑槽连接，所述的安装板通过螺栓与前车门外侧连接，所述的安装板设有圆弧槽，供所述的扰流板沿圆弧轨迹运动。所述的安装板造型首先保证起到挡流作用，并尽量与前车门造型融为一体；所述的扰流板一侧安装一支座；所述的支座具有一螺纹短杆，所述的螺纹短杆与所述的连杆连接。
所述的连杆机构与驱动机构相连，所述的驱动机构包括步进电机和一级齿轮减速机构。
所述的连杆机构为四连杆机构，所述的四连杆机构的摇杆由所述的扰流板和所述的襟翼板共同组成。
所述的四连杆机构的曲柄和连杆的长度由下述公式得出：
式中：x表示连杆长度；
y表示曲柄长度；
θ1、θ2分别表示两个极限位置曲柄与x轴所夹的锐角；
R表示滑槽中心线所在圆的半径。
所述的曲柄和所述的连杆通过间隙配合连接，所述的曲柄通过滚动轴承与带有轴座的支撑板连接，所述的滚动轴承一侧设有端盖，端盖通过螺栓与支撑板相连，所述的连杆一端具有螺纹孔。
所述的支撑板包括长板和短板，通过焊接方式连接，所述的支撑板的长板安装一轴座。
所述的支撑板通过螺栓与汽车两个前车门的内饰件内侧连接，安装在所述的扰流板凹形一侧的下方。
所述的螺栓的数目为4个，分别布置在所述的支撑板的短板两端。
所述的步进电机通过轴与一级齿轮减速机构连接，所述的一级齿轮减速机构通过轴与所述的曲柄连接，所述的驱动机构安装在所述的支撑板的长板上。
所述的控制器根据车速信号控制所述的驱动机构，调整所述的扰流板和襟翼板位置状态。
采用上述技术方案的可变姿态负升力翅扰流器，主要由襟翼板、扰流板、安装板、连杆机构、驱动机构和控制机构组成。扰流板一侧与襟翼板焊接，另一侧与安装板滑槽连接，安装板通过螺栓与前车门外侧连接。扰流板呈弧线型，采用板壳结构，通过扰流板自身形状和结构，能够有效地改善升力，实现最大程度的减小气动阻力和产生负的气动升力。襟翼板呈流线型，采用板件结构，其造型与车身融为一体，起到挡流的作用。安装板造型尽量与前车门造型融为一体，且设有可供扰流板作圆弧轨迹运动的滑槽，扰流板一侧安装有一支座，该支座具有一螺纹短杆，该螺纹短杆与连杆通过螺纹连接。
可变姿态负升力翅扰流器的控制部分由控制器、驱动机构和连杆机构组成。控制器包含汽车集成控制单元ECU与车速传感器，驱动机构包括步进电机和一级齿轮减速机构。加装可变姿态负升力翅扰流器的汽车在行驶过程中，车速传感器将采集当前的车速信号并传递给汽车集成控制单元ECU，汽车集成控制单元ECU根据该信号进行相应处理，把该信号转化为驱动步进电机的指令，步进电机根据指令执行相应的动作，驱动曲柄回转，进而带动连杆和摇杆运动，调整可变姿态负升力翅扰流器的位置姿态。该过程在车辆行驶过程中每个稳定车速下重复进行，使汽车前部正压区域气动特性得以优化，尾部的涡流区得到显著削弱，使汽车的气动阻力显著降低；同时可变姿态负升力翅扰流器上会产生最优的正压区，气流由于可变姿态负升力翅扰流器的扰流作用产生局部气流紊乱，形成众多较小的涡流区，导致下压力的增加，从而产生较大的负升力。
整个气动附件造型与车身造型融为一体，既能够根据车速显著减小气动阻力和产生负的气动升力，又能够符合大众的审美观念。
综上所述，本发明是一种能够在车辆行驶过程中根据当前车速实时调整可变姿态负升力翅扰流器位置姿态，使高速行驶的汽车气动阻力显著降低并产生负的气动升力的可变姿态负升力翅扰流器。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为某车型可变姿态负升力翅扰流器安装位置示意图
图2为可变姿态负升力翅扰流器(右侧)整体示意图
图3为可变姿态负升力翅扰流器(左侧)整体示意图
图4为可变姿态负升力翅扰流器的负升力翅整体图
图5为可变姿态负升力翅扰流器的连杆机构示意图
图6为可变姿态负升力翅扰流器控制部分整体示意图
图7为可变姿态负升力翅扰流器一级齿轮减速机构整体示意图
图8为可变姿态负升力翅扰流器姿态调整范围示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
前车门1外侧设有可变姿态负升力翅扰流器的襟翼板2、扰流板 3和安装板4，前车门的内饰件内侧设有可变姿态负升力翅扰流器的控制器30和驱动机构60，安装板4和驱动机构60通过连杆机构50 连接，驱动机构60中的步进电机25接收来自于控制器30的信号，实现闭环控制。
在汽车的两个前车门外侧安装可变姿态负升力翅扰流器的襟翼板2、扰流板3和安装板4，扰流板3呈弧线型，采用板壳结构，扰流板3通过造型设计得出最佳的结构形状，襟翼板2呈流线型，采用板件结构，扰流板3一侧通过焊接方式与襟翼板2连接，扰流板3另一侧与安装板4滑槽连接。安装板4造型尽量与前车门造型融为一体，且设有可供扰流板3作圆弧轨迹运动的滑槽5，扰流板4一侧安装有一支座9，该支座9具有一螺纹短杆10，该螺纹短杆10与连杆11通过螺纹连接，安装板4安装在汽车两个侧面的前后轴之间，安装板4 在前车门1上的安装位置通过正交试验优化方法确定。安装板4通过螺栓6与前车门1连接，螺栓6数目为四个，分别布置在安装板4的两端，保证受力均匀。
控制器30和驱动机构60为可变姿态负升力翅扰流器的控制部分，控制器30包括车速传感器和汽车集成控制单元ECU，驱动机构 60包括一级齿轮减速机构40和步进电机25。将已确定好的可变姿态负升力翅扰流器位置姿态与车速关系通过编程输入汽车集成控制单元ECU中，车速信号经车速传感器传递给汽车集成控制单元ECU后，会自动转化为控制驱动机构60的指令，通过步进电机25的转矩，将该指令转化为力矩驱动曲柄12，曲柄12带动连杆11和摇杆80进行运动，使得可变姿态负升力翅扰流器能够发生连续的位置姿态变化，实现持续可动的目的。
根据扰流板相对于安装板移动的圆弧状轨迹，将移动范围的极限位置作为曲柄和连杆的死点位置，建立以曲柄长度和连杆长度为变量，得到曲柄和连杆的位置几何关系：
式中：x表示连杆长度；
y表示曲柄长度；
θ1、θ2分别表示两个极限位置曲柄与x轴所夹的锐角；
R表示滑槽中心线所在圆的半径。
当驾驶员启动汽车后，车速传感器检测到车速信号传递给汽车集成控制单元ECU，汽车集成控制单元ECU根据车速与可变姿态负升力翅扰流器位置关系的编码程序将该信号转换为控制步进电机25的驱动指令，通过步进电机25的驱动电流形成相对应的扭矩经驱动齿轮23送出，然后通过一级齿轮减速机构40将动力增加扭矩减速输出，从而驱动与从动齿轮22同轴的曲柄12，从而带动扰流板3在安装板 4的圆弧槽5内运动，直到可变姿态负升力翅扰流器处于当前车速下所对应的最优位置姿态。
以上所述的具体实例仅为其中一个优选的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征是：由襟翼板(2)、扰流板(3)、安装板(4)、连杆机构(50)、驱动机构(60)和控制器(30)组成，安装在汽车两侧的前车门(1)上；所述的扰流板(3)一侧与所述的襟翼板(2)连接，另一侧与所述的安装板(4)滑槽连接，所述的安装板(4)设有圆弧槽(5)，供所述的扰流板(3)沿圆弧轨迹运动，所述的连杆机构(50)为四连杆机构，所述的驱动机构(60)包括步进电机(25)和一级齿轮减速机构(40)，所述的控制器(30)根据接收的车速信号对所述的驱动机构(60)发出指令，调整可变姿态负升力翅扰流器位置状态。
2.根据权利要求1所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的四连杆机构的摇杆(80)由所述的襟翼板(2)和所述的扰流板(3)共同组成。
3.根据权利要求1所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的四连杆机构的曲柄(12)和连杆(11)的长度由下述公式得出：
式中：x表示连杆长度；
y表示曲柄长度；
θ1、θ2分别表示两个极限位置曲柄与x轴所夹的锐角；
R表示滑槽中心线所在圆的半径。
4.根据权利要求3所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的曲柄(12)和所述的连杆(11)通过间隙配合连接，所述的曲柄(12)通过滚动轴承(15)与带有轴座(14)的支撑板(17)连接，滚动轴承(15)一侧设有端盖(16)，端盖(16)通过螺栓(20)与支撑板(17)相连，所述的连杆(11)一端具有螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的支撑板(17)包括长板(18)和短板(19)，通过焊接方式连接，支撑板(17)的长板(18)安装一轴座(14)。
6.根据权利要求4所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的支撑板(17)通过螺栓(6)与汽车两个前车门的内饰件内侧连接，安装在扰流板(3)凹形一侧的下方。
7.根据权利要求4或权利要求5或权利要求6所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的螺栓(6)的数目为4个，分别布置在所述的支撑板(17)的短板(19)两端。
8.根据权利要求5所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的步进电机(25)通过轴(24)与一级齿轮减速机构(40)连接，所述的一级齿轮减速机构(40)通过轴(21)与所述的曲柄(12)连接，所述的驱动机构(60)安装在所述的支撑板(17)的长板(18)上。
9.根据权利要求1所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的控制器(30)根据车速信号控制所述的驱动机构(60)，调整所述的扰流板(3)和襟翼板(2)位置状态。
10.根据权利要求1所述的一种可变姿态负升力翅扰流器，其特征在于：所述的安装板(4)造型尽量与前车门造型融为一体；所述的扰流板(3)内侧安装一支座(9)，所述的支座(9)具有一螺纹短杆(10)，所述的螺纹短杆(10)与所述的连杆(11)通过螺纹连接；所述的扰流板(3)一侧与所述的襟翼板(2)连接，所述的扰流板(3)另一侧与所述的安装板(4)滑槽连接。
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114889711A (zh) * 2022-06-06 2022-08-12 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 车辆扰流板组件以及装设有该车辆扰流板组件的车辆
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