CN214138731U - 一种导流装置和箱式货车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种导流装置和箱式货车，所述导流装置包括底板和两个导流片，所述底板纵截面为弧形结构，两个所述导流片均设置在所述底板背离弧形开口的一侧上，两个所述导流片对称平行分布。本实用新型能够切割气流，延迟气流分离点，改善整车尾部流场分布，抑制整车尾部大涡旋的产生，降低整车气动压差阻力，降低整车油耗，提高整车动力经济性。

Description

一种导流装置和箱式货车

技术领域

本实用新型涉及整车制造技术领域，具体的，涉及一种导流装置和箱式货车。

背景技术

随着国家对商用车燃油消耗限制越来越高，降低油耗已经成为商用车企业降低成本关注的重点。对于在高速公路上行驶的商用车，气动阻力降低30％，其等速百公里油耗可降低15％以上，最高可达20％，采用合适的方法降低汽车的气动阻力对降低燃料消耗具有重要的实际意义和经济价值。

箱式货车由于具有更大的迎风面积，正向风直接撞击，会导致从车前流过的气流在货箱处产生较大正压力，通过货箱顶部的气流，由于存在较长平面，空气粘性会导致在顶面产生湍流边界层，在尾部结构突变处会导致气流快速分离，因此会在车辆尾部近壁区形成较大涡旋，涡旋会产生能量损耗，增加整车由于风阻产生的前后压差阻力，导致车辆行驶时需要消耗更大的功去克服风阻的增加，增加整车的能量输出，从而增加整车油耗，降低动力经济性，因此，如何降低整车行驶时的风阻，切割气流，延迟气流分离点和大涡流的产生是降低整车油耗和提高动力经济性的关键。

针对现有技术中的问题，本实用新型设计了一种能够切割气流，延迟气流分离点，改善整车尾部流场分布，抑制整车尾部大涡旋的产生，降低整车气动压差阻力，降低整车油耗，提高整车动力经济性的导流装置和箱式货车。

实用新型内容

针对上述现有技术中的问题，本实用新型提出了一种导流装置和箱式货车，能够切割气流，延迟气流分离点，改善整车尾部流场分布，抑制整车尾部大涡旋的产生，降低整车气动压差阻力，降低整车油耗，提高整车动力经济性。

第一方面，本实用新型提供了一种导流装置，包括底板和两个导流片，所述底板纵截面为弧形结构，两个所述导流片均设置在所述底板背离弧形开口的一侧上，两个所述导流片对称平行分布。

在一个实施方式中，所述导流片垂直设置在所述底板上。

采用上述实施方式的有益效果是：便于切割气流。

在一个实施方式中，所述导流片的纵截面为月牙形结构。

采用上述实施方式的有益效果是：能够起到导流降阻的作用。

在一个实施方式中，所述导流片包括第一弧面、第二弧面、第三弧面和平面，所述第一弧面与所述底板的弧度相同，所述第二弧面位于所述导流片的突出面的一端，所述第三弧面位于所述导流片的突出面的另一端，所述平面位于所述第二弧面和所述第三弧面之间的所述导流片的突出面上，且所述平面的两端分别与所述第二弧面和所述第三弧面连接。

采用上述实施方式的有益效果是：能够起到更好的导流降阻作用。

在一个实施方式中，所述第二弧面和所述第三弧面的弧角度均为90°。

采用上述实施方式的有益效果是：能够起到更好的导流降阻作用。

在一个实施方式中，所述底板的弧角度为45°。

采用上述实施方式的有益效果是：能够起到更好的导流降阻作用。

在一个实施方式中，所述底板和所述导流片均采用高强度塑料材质制成。

采用上述实施方式的有益效果是：具有高强度及弹性系数、高冲击强度等优点。

第二方面，本实用新型还提供了一种箱式货车，包括上述导流装置。

在一个实施方式中，还包括底盘、驾驶室和货箱，所述驾驶室设置在所述底盘的端部，所述驾驶室用于供驾驶员驾驶及控制机体行进和制动，所述货箱设置在所述底盘上，所述货箱的顶面远离所述驾驶室的一侧设置有若干个所述导流装置。

采用上述实施方式的有益效果是：可有效减少箱式货车货箱尾部涡流的产生，降低负压区阻力，降低整车风阻，降低整车油耗。

在一个实施方式中，若干个所述导流装置位于同一直线上，且若干个所述导流装置之间等间距平行分布。

采用上述实施方式的有益效果是：可以均匀分割气流，避免影响流过导流装置的气流的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)导流装置的设置，能够切割气流，延迟气流分离点，改善整车尾部流场分布，抑制整车尾部大涡旋的产生，降低整车气动压差阻力，降低整车油耗，提高整车动力经济性。

(2)导流装置的结构设置，具有更好的导流降阻作用。

上述技术特征可以以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了导流装置的结构示意图；

图2显示了箱式货车的结构示意图；

图3显示了货箱与导流片的爆炸图；

图4显示了货箱与导流片的俯视图；

图5显示了货箱及尾部中截面压力分布云图；

图6显示了箱式货车尾部涡流分析结果图；

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

10-导流装置；11-底板；13-导流片；131-第一弧面；133-第二弧面；135-第三弧面；137-平面；20-箱式货车；21-底盘；23-驾驶室；25-货箱。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

如图1所示，一种导流装置10，包括底板11和两个导流片13，底板11的纵截面为弧形结构，两个导流片13均设置在底板11背离弧形开口的一侧上，两个导流片13对称平行分布。

具体的，本实施例中，底板11为弧形板体结构，底板11厚度10-15mm，宽度80-100mm，底板11弧半径260mm，弧角度45°。

两个导流片13均垂直设置在底板11背离弧形开口的一侧上，两个导流片13对称平行分布。

底板11上开设有通孔结构，螺栓能够穿过通孔结构，实现导流装置10的固定。

其中，导流片13的纵截面为月牙形结构，导流片13包括第一弧面131、第二弧面133、第三弧面135和平面137，第一弧面131与底板11的弧度相同，第二弧面133位于导流片13的突出面的一端，第三弧面135位于导流片13的突出面的另一端，平面137位于第二弧面133和第三弧面135之间的导流片13的突出面上，且平面137的两端分别与第二弧面133和第三弧面135连接。

具体的，本实施例中，导流片13为垂直设置在底板11背离弧形开口的一侧上的月牙形板体结构，导流片13厚度10-15mm，导流片13的第一弧面131与底板11背离弧形开口的一侧配合连接，第一弧面131的弧角度为45°。

第二弧面133和第三弧面135分别位于导流片13的突出面的两端，第二弧面133和第三弧面135的弧半径均为60mm，弧角度均为90°。

平面137位于导流片13的突出面的中部且位于第二弧面133和第三弧面135之间，平面137的两端分别与第二弧面133和第三弧面135连接，第二弧面133、第三弧面135和平面137共同构成导流片13的突出面。

上述导流片13的结构设置，能够起到更好的导流降阻作用。

在其中一个实施例中，底板11和导流片13一体化设置。

其中，底板11和导流片13均采用高强度塑料材质制成。

具体的，本实施例中，高强度塑料材质包括但不限于PPN，PPC，PPU等。

如图2-4所示，一种箱式货车20，包括若干个上述导流装置10、底盘21、驾驶室23和货箱25，驾驶室23设置在底盘21的端部，驾驶室23用于供驾驶员驾驶及控制机体行进和制动，货箱25设置在底盘21上，货箱25的顶面远离驾驶室23的一侧设置有若干个导流装置10。

具体的，本实施例中，导流装置10的数量为5-7个，货箱25的顶面远离驾驶室23的一侧设置有与导流装置10数量相同的螺纹孔，螺栓穿过导流装置10上的通孔结构后与螺纹孔螺纹连接，将导流装置10固定在货箱25上。

5-7个导流装置10位于同一直线上，且导流装置10之间等间距平行分布，可以均匀分割气流，避免影响流过导流装置10的气流的稳定性。

其中，固定完毕后的导流装置10上的导流片13的导向方向垂直驾驶室23，且与箱式货车20的运动方向一致。

本实用新型通过上述设置解决了因箱式货车20上的货箱25的尾部产生的负压区过大，从而增大箱式货车20前后压差阻力，导致整车风阻过大，增加整车油耗，同时动力经济性变差的技术问题。

作为箱式货车20，货箱25是重要的空气动力学优化位置，从降低整车风阻上来看，货箱25后部增加空气动力学附件(即本实用新型设计的导流装置10)，可以有效切割气流，改变边界层结构，避免气流提前分离，通过分割和导顺气流，抑制或减小箱式货车20尾部涡流的产生，降低车辆尾部的涡流负压区，从而降低整车压差阻力，由于压差阻力是气动阻力主要体现形式，因此可以有效降低风阻，提高整车动力经济性。

在其中一个实施例中，箱式货车20的货箱25的侧下方设置有导流侧裙板，该导流侧裙板安装在货箱25侧下方的货箱支架上，并通过CFD分析选择最优的设计方案，以提高设计的可靠性。

图5是通过ANSYS FLUENT软件建立相关分析模型，并通过设置物理模型、边界条件等计算得到的货箱及尾部截面压力分布云图。数模模型包括驾驶室、货箱、底盘、轮胎、动力总成等整车关键部件，零部件材料属性为刚性wall边界，冷却模块设置为多孔介质。模型搭建后进行网格化处理，并导入FLUENT计算模块中进行仿真分析，最终结果收敛得到压力分布云图。压力分布云图可以评价负压区的大小，确认方案是否能够达到优化效果。

图6是在ANSYS FLUENT软件中进行CFD仿真分析，通过计算得到箱式货车尾部涡流大小分布图，同时判断气流走向及分离点，通过与不带导流装置10的相同车型风阻对比，带导流装置10车型尾部涡流更小，能够减小能量损失，减小压差阻力，使整车风阻降低了5.15％，整车等速油耗降低了1.6％。

表1：整车和主要零部件的风阻系数

综上，通过设计分析并验证箱式货车20上导流装置10，本实用新型设计的导流装置10降低了整车风阻，降低了整车油耗，提高了整车动力经济性。

本实用新型结合了CFD分析方法，减少了设计时长，节省了时间成本，增加了设计的合理性和可靠性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种导流装置，其特征在于，包括：

底板，其纵截面为弧形结构，以及

两个导流片，其均设置在所述底板背离弧形开口的一侧上，两个所述导流片对称平行分布。

2.根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于，所述导流片垂直设置在所述底板上。

3.根据权利要求1或2所述的导流装置，其特征在于，所述导流片的纵截面为月牙形结构。

4.根据权利要求3所述的导流装置，其特征在于，所述导流片包括：

第一弧面，其与所述底板的弧度相同；

第二弧面，其位于所述导流片的突出面的一端；

第三弧面，其位于所述导流片的突出面的另一端；以及

平面，其位于所述第二弧面和所述第三弧面之间的所述导流片的突出面上，且所述平面的两端分别与所述第二弧面和所述第三弧面连接。

5.根据权利要求4所述的导流装置，其特征在于，所述第二弧面和所述第三弧面的弧角度均为90°。

6.根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于，所述底板的弧角度为45°。

7.根据权利要求1所述的导流装置，其特征在于，所述底板和所述导流片均采用高强度塑料材质制成。

8.一种箱式货车，其特征在于，包括若干个如权利要求1-7任一项所述的导流装置。

9.根据权利要求8所述的箱式货车，其特征在于，还包括：

底盘；

驾驶室，其设置在所述底盘的端部，所述驾驶室用于供驾驶员驾驶及控制机体行进和制动；以及

货箱，其设置在所述底盘上，所述货箱的顶面远离所述驾驶室的一侧设置有若干个所述导流装置。

10.根据权利要求9所述的箱式货车，其特征在于，若干个所述导流装置位于同一直线上，且若干个所述导流装置之间等间距平行分布。

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