CN210971327U - 一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统，包括顶部导流板和两个侧导流板，所述的顶部导流板和两个侧导流板铰接，所述的顶部导流板和侧导流板的靠近车厢的一端均布有具有扰流功能的凸起，所述的凸起为Y字型，宽度W为90mm，长度L为120mm，尖部S宽度15mm，两个Y字型凸起的排布间隙D为20mm。在成本变化较小且不影响原车装配的情况下，有效降低整车空气动力学阻力，提高车辆燃油经济性，具有广泛的应用前景。

Description

一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统

技术领域

本发明涉及属于汽车空气动力学技术领域，具体的说是一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统。

背景技术

针对燃油消耗巨大的货运卡车，节能降耗是当前汽车设计的首要问题之一。据统计燃油费用加过路费占货车整车生命周期总成本的60％以上，其中燃油费用大于过路费用，可见车辆油耗成本占比较大，卡车油耗一直备受关注。研究表明，货运卡车在车速80km/h时，50％的燃油用于克服空气产生的阻力，因此降低空气阻力带来的燃油消耗成为汽车节油减排的研究重点，国内外研究机构对车辆造型、牵引车与挂车间隙等方面进行了大量研究，取得了一定成绩。

目前运营的货车中，部分车辆已经装配了导流罩，能够起到一定的降阻作用，但是现有的导流罩仅可以起到初步引导气流作用，且由于车辆的外形不一，导流罩匹配不尽合理，无法起到相应的减阻作用。由于国内法规和运输需求的影响，驾驶室与货箱之间的紊流依然较大，紊流的流动消耗了行驶中的大部分能量，造成整车风阻依然较大。

由于驾驶室和货箱之间的压差阻力较大，因此，若能开发一种减少车辆紊流的低风阻导流罩，将会有效降低整车燃油消耗，同时减少污染排放，具有节能和环保的双重意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统，改变车辆流场结构，理顺气流流向，在成本变化较小且不影响原车装配的情况下，有效降低整车空气动力学阻力，提高车辆燃油经济性，具有广泛的应用前景。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统，包括顶部导流板1和两个侧导流板2，所述的顶部导流板1和两个侧导流板2铰接，所述的顶部导流板1和侧导流板2的靠近车厢的一端均布有具有扰流功能的凸起，所述的凸起为Y字型，宽度W为90mm，长度L为 120mm，尖部S宽度15mm，两个Y字型凸起的排布间隙D为20mm。

作为本实用新型更优的技术方案：所述的顶部导流板1通过导流罩前支架总成3和顶盖导流罩调节支架5固接于驾驶室顶盖及导流罩调节支座总成6之上。该连接方式为螺栓连接，当顶导流罩高度需要调节时，根据顶盖导流罩调节支架5之上的调节螺栓点位，将顶导流罩绕着导流罩前支架总成3旋转一定角度，然后将导流罩调节支座总成6与顶盖导流罩调节支架5用螺栓连接，侧导流罩上支撑管4起到支撑侧导流罩作用；所述顶导流罩高度方向上可调，调节范围是200mm，以适应于不同高度的货箱最佳匹配。

有益效果如下：

本发明提供的导流罩，区别于传统的导流罩从调节自身变化以适应车厢高度来减小阻力研究方向，传统的导流罩结构复杂且匹配不尽合理，无法起到相应的减阻作用。

本发明的导流罩不影响原车装配，优化驾驶室与货箱之间的流场状态，将附近的气流转换为反向涡流，在空气阻力产生的关键部位，气流更容易附着，不易分离，且将较大的涡流破碎为较小的涡，减弱了气流的湍流效应，降低空气能量耗散，有效降低车辆空气阻力，与普通导流罩相比减少油耗2％，大幅提升燃油经济性。

附图说明

图1是本发明所述低风阻导流罩系统的整体结构示意图；

图2是本发明所述扰流造型局部视图；

图3是本发明所述扰流造型截面图；

图4是仿真计算三种方案对比图；

图5是仿真计算三种方案导流罩后部流线图；

图6是本发明所述低风阻导流罩系统的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案和优势效果更加清楚，下面结合附图和实施案例，对本发明进一步详细说明。以下实施方式对本发明进行更为详细的描述，但其并不限制本发明的范围。基于本实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明所述的一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统，包括顶部导流板1和两个侧导流板2，所述的顶部导流板1和两个侧导流板2铰接，所述的顶部导流板1和侧导流板2的靠近车厢的一端均布有具有扰流功能的凸起，所述的凸起为Y字型，宽度W为90mm，长度L为120mm，尖部S宽度15mm，两个Y字型凸起的排布间隙D为 20mm。所述顶导流罩高度方向上可调，调节范围是200mm，以适应于不同高度的货箱最佳匹配。顶导流罩通过导流罩前支架总成3和顶盖导流罩调节支架5固接于驾驶室顶盖及导流罩调节支座总成6之上。该连接方式为螺栓连接，当顶导流罩高度需要调节时，根据顶盖导流罩调节支架5之上的调节螺栓点位，将顶导流罩绕着导流罩前支架总成3旋转一定角度，然后将导流罩调节支座总成6与顶盖导流罩调节支架5用螺栓连接，侧导流罩上支撑管4起到支撑侧导流罩作用；

实施例1

下面以某公司重型牵引车拖挂标准闭顶箱的整车为例，对本发明的具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统系统进行详细说明。

重型牵引车整车长、宽、高尺寸分别为16268mm、2550mm、4000mm，其中货箱尺寸长、宽、高分别为12192mm、2550mm、4000mm，导流罩末端与货箱前端距离为1500mm。

基于重型载货车尺寸，所述导流罩系统采用以下尺寸，与货箱最佳匹配。

参考图1、图2，顶导流罩长度为900mm，宽度为2260mm，高度为290mm，顶部采用圆弧平滑过渡；侧导流罩长度为400mm，高度为2500mm。参考图2，扰流器尺寸L为120mm， W为90mm，形状设计为流线型。

参考图4，选择普通车辆A、增加普通导流罩B车辆、增加本发明导流罩C车辆为研究对象。

利用CFD分析软件，计算不同车型配置的风阻，比较三者之间的差异。

式中：

F_x——空气阻力，单位为牛(N)；

F_x——空气阻力，单位为牛(N)；

A_w——投影面积，单位为平方米(m²)；

ρ——空气密度，单位为千克每三次方米(kg/m³)；

u_r——相对速度，单位为单位为米每秒(m/s)；

C_D——空气阻力系数。

在本例中，车体迎风面积为10.1m²，行驶速度为80km/h，空气密度为1.18415kg/m³。

减阻效果计算按公式(2)计算。

式中：

E_Def——扰流器减阻效果；

F₁——优化车辆风阻，单位为牛(N)；

F₀——基础车辆风阻，单位为牛(N)。

车辆空气阻力主要分为压差阻力和摩擦阻力。压差阻力主要由车辆前端和车辆后端两者压力不同而引起，在重型车辆中，压差阻力普遍存在于驾驶室前部、驾驶室与货箱之间、货箱尾部等，由于在这些部位流动易产生较大分离，形成较大的涡流，涡流区域存在负压，与车辆前端的正压力形成压差阻力。压差阻力占据主导地位，占车辆空气阻力的80％以上；摩擦阻力来源于空气的粘性，空气在向后流动过程中，由于粘性力的存在，导致附着在车辆表面的气流对车辆有向后的作用力，粘性阻力一般较小，居于次要地位。

参考图5，本发明主要优化驾驶室与货箱之间的流场状态，将附近的气流转换为反向涡流。对比车型A、B在驾驶室后部产生了较大的涡流，且部分气流冲击货箱前部，造成正压力增加。车型C在驾驶室后部产生的涡流较小，气流可以较好的流过货箱表面，降低了关键部位的空气阻力，气流在导流罩及货箱表面更容易附着，不易分离，且将较大的涡流破碎为较小的涡，减弱了气流的湍流效应，降低空气能量耗散，改变降低车辆驾驶室与货箱之间的压差阻力，从而降低整车空气阻力，达到节能减排的目的。

根据仿真计算与实际测试结果，得到以下数据：

编号	车速(km/h)	风阻(N)	风阻降低(％)	油耗降低(％)
					A	80.0	2126.2	0.0	0.0
B	80.0	1786.0	16.0	8.0
					C	80.0	1704.1	19.9	10.0

综上，本发明所述的具有扰流功能的商用车导流罩系统，造型美观，可以降低车辆风阻，改善驾驶室与货箱之间的气流状态，减弱紊流，提高了车辆经济性和稳定性。此外，该系统可适应多种车辆形式，提高了产品利用率，具有广阔的应用前景。

Claims (2)

1.一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统，其特征在于：包括顶部导流板(1)和两个侧导流板(2)，所述的顶部导流板(1)和两个侧导流板(2)铰接，所述的顶部导流板(1)和侧导流板(2)的靠近车厢的一端均布有具有扰流功能的凸起，所述的凸起为Y字型，宽度为90mm，长度为120mm，尖部S宽度15mm，两个Y字型凸起的排布间隙D为20mm。

2.如权利要求1所述的一种具有扰流功能的商用车低风阻导流罩系统，其特征在于：所述的顶部导流板(1)通过导流罩前支架总成(3)和顶盖导流罩调节支架(5)固接于驾驶室顶盖及导流罩调节支座总成(6)之上。

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