CN215706722U - 一种货车的导流货箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车制造领域，特别涉及一种货车的导流货箱。本实用新型的一种货车的导流货箱，包括：货箱本体和设置在所述货箱本体顶部的导流装置，所述导流装置的顶面为弧面，并且所述导流装置的顶面沿所述货箱本体的长度方向延伸。本实用新型的一种货车的导流货箱，可有效减少汽车尾部涡流的产生，降低负压区阻力，从而降低整车气动压差阻力和整车油耗，提高整车动力性经济性。

Description

一种货车的导流货箱

技术领域

本实用新型涉及汽车制造领域，特别涉及一种货车的导流货箱。

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。

作为箱式货车，货箱是重要的空气动力学优化位置，从降低整车风阻上来看，货箱顶部增加空气空力学附件，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，抑制或减小汽车尾部涡流的产生，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，提高整车动力经济型。

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。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通过货箱顶部的气流快速分离，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。

实用新型内容

本实用新型提供一种货车的导流货箱，用于解决因为箱式货车货箱尾部产生的负压区过大从而增大汽车前后压差阻力，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。

本实用新型的一种货车的导流货箱，包括：货箱本体和设置在所述货箱本体顶部的导流装置，所述导流装置的顶面为弧面，并且所述导流装置的顶面沿所述货箱本体的长度方向延伸。

在一个实施方式中，所述导流装置包括相连的导流前部和导流后部，所述导流前部的顶面从一端向另一端向上延伸，所述导流后部的顶面从一端向另一端向下延伸，并且所述导流前部的顶面与所述导流后部的顶面之间平滑地过渡。

在一个实施方式中，所述导流前部的顶面的弧度大于所述导流后部的顶面的弧度。

在一个实施方式中，所述导流前部的顶面的弧度为25°至35°，所述导流后部的顶面的弧度为5°至15°。

在一个实施方式中，所述导流前部的长度小于所述导流后部的长度。

在一个实施方式中，所述导流装置的长度和宽度与所述货箱本体的长度和宽度一致。

在一个实施方式中，所述导流装置包括顶面、底面、左侧面和右侧面，其中，所述顶面为弧面，所述底面为平面，所述左侧面和所述右侧面分别垂直位于与所述顶面和所述底面的左右两侧。

在一个实施方式中，所述导流装置为实心结构或空心结构。

在一个实施方式中，所述导流装置的底部开设有至少两个安装孔，所述安装孔用于穿设紧固件，所述导流装置通过至少两个所述紧固件与所述货箱本体的顶部可拆卸连接。

在一个实施方式中，所述导流装置由塑料制成。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，本实用新型的导流货箱中，在货箱本体的顶部设置导流装置，该导流装置的顶面设为弧面，可消除现有技术中货箱顶部的长平面，并引导气流平顺地流过货箱的顶部，确保汽车行驶过程中，从车顶流过的气流能够在货箱尾部被切割，从而破坏湍流边界层，延迟气流分离点使其更加远离货箱尾部，避免气流在货箱尾部边缘就产生分离而在汽车尾部近壁区形成较大的涡流负压区。采用本实用新型的导流货箱，有利于降低整车气动压差阻力和整车油耗，提高整车动力性经济性。

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。

图1是本实用新型中一个实施例的导流货箱在整车上的结构示意图；

图2是本实用新型中一个实施例的导流货箱的结构示意图；

图3是本实用新型中一个实施例的导流装置的结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例中的货箱及其尾部截面压力分布云图；

图5是本实用新型的一个实施例中的汽车尾部涡流大小分布图。

附图标记：

1-货箱本体；2-导流装置；3-螺栓；4-驾驶室；

21-导流前部；22-导流后部。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型中如果有描述到方向(前、后、左、右、上、下)时，是以图1中所示的结构为参考描述，但本实用新型的实际使用方向并不局限于此。其中，本领域技术人员能够理解，汽车行驶的方向为向前，则驾驶室4在前，货箱本体1在后；与前后方向垂直的方向为分别为左和右；导流装置2在上，货箱本体1在下。

如图1-3中所示，本实用新型提供一种货车的导流货箱，其包括：货箱本体1和设置在货箱本体1顶部的导流装置2，导流装置2的顶面为弧面，并且导流装置2的顶面沿货箱本体1的长度方向延伸。

本实用新型的导流货箱中，在货箱本体1的顶部设置导流装置2，该导流装置2的顶面设为弧面，可消除现有技术中货箱顶部的长平面，并引导气流平顺地流过货箱的顶部，确保汽车行驶过程中，从车顶流过的气流能够在货箱尾部被切割，从而破坏湍流边界层，延迟气流分离点使其更加远离货箱尾部，避免气流在货箱尾部边缘就产生分离而在汽车尾部近壁区形成较大的涡流负压区。采用本实用新型的导流货箱，有利于降低整车气动压差阻力和整车油耗，提高整车动力性经济性。

换言之，本实用新型中通过在货箱本体1的顶部设置导流装置2，使导流货箱的顶部呈弧面，从而起到导流降阻的作用。

需要说明地是，导流装置2的顶面为向上凸起的弧面。

在一个实施例中，导流装置2包括相连的导流前部21和导流后部22，导流前部21的顶面从一端向另一端向上延伸，导流后部22的顶面从一端向另一端向下延伸，并且导流前部21的顶面与导流后部22的顶面之间平滑地过渡。

换言之，导流装置2具有凸起的顶部，并且其顶部的前后两侧面均为弧面，导流装置2的顶面从前向后先逐渐向上延伸，然后再逐渐向下延伸，从而引导气流平顺地流过货箱的导流货箱的顶部，避免对尾部流场产生影响。

优选地，导流前部21的顶面的弧度大于导流后部22的顶面的弧度。

其中，从车辆前方流过来的气流向经过导流前部21的顶面导流后，再沿着弧度较小的导流后部22的顶面流至货箱的尾部，导流效果更好。

具体地，导流前部21的顶面的弧度为25°至35°，优选30°；导流后部22的顶面的弧度为5°至15°，优选10°。

其中，导流弧度过小，气流在尾部分离点变化不明显，起到导流效果一般；导流弧度过大，会引起导致气流在顶部流速过高，有气流直接在弧顶分离的风险，同时货箱顶部负压过高，会增加整车升力。

通过DOE分析导流前部21的顶面的弧度为10°至40°时的风阻大小，其风阻趋势为先降低，并且在30°时达到最低，然后逐渐升高。其中，当导流前部21的顶面的弧度分别为10°、30°、40°时，其风阻系数分别为0.589、0.558、0.565。

进一步具体地，导流前部21的长度小于导流后部22的长度。换言之，导流前部21的顶面的长度小于导流后部22顶部的长度。

在一个实施例中，导流装置2的长度和宽度与货箱本体1的长度和宽度一致。这样，导流装置2完全覆盖货箱本体1的顶部，能够起到更好的导流降阻作用，从而避免长度过短引起气流提前分离或在顶部产生涡流，以及避免宽度过小而降低导流降阻效果。

具体地，导流装置2包括顶面、底面、左侧面和右侧面，其中，顶面为弧面，底面为平面，左侧面和右侧面分别垂直位于与顶面和底面的左右两侧。

本实施例中，导流装置2具有四个表面，结构简单。其中，顶面为弧面，用于导流降阻；底面为平面，用于实现与货箱本体1顶部的连接。同时，由于导流装置2与货箱本体1的长度和宽度均一致，左侧面和右侧面与底面垂直，使导流装置2的左侧面和右侧面分别与货箱本体1的左侧面和右侧面位于同一平面上。

在一个实施例中，导流装置2为实心结构或空心结构。

其中，导流装置2为实心结构时，其结构强度更高；导流装置2为空心结构时，其重量较轻，有利于车辆的减重，并且节约材料。

在一个实施例中，导流装置2的底部开设有至少两个安装孔，安装孔用于穿设紧固件，导流装置2通过至少两个紧固件与货箱本体1的顶部可拆卸连接。

在本实施例中，货箱本体1为封闭的箱体结构，相应地货箱本体1的顶部也应设置有安装孔，用于设置上述紧固件。

如图3中所示，上述紧固件为螺栓3，导流装置2通过5个螺栓3安装在货箱本体1的顶部，其中，导流装置2的前部和后部分别通过两个螺栓3装配，其中部通过一个螺栓3装配。

在一个实施例中，导流装置2由塑料制成。优选地，上述塑料材料为高强度复合塑料，例如PPN、PPC、PPU等。高强度复合塑料的重量轻，强度高。

本实用新型的一种货车的导流货箱，可广泛应用于整车制造行业。

实施例

本实施例中，导流货箱包括货箱本体1和设置货箱本体1顶部的导流装置2，导流装置2与货箱本体1的长度和宽度相同。其中，导流装置2包括相连的导流前部21和导流后部22，导流装置2中导流前部21与导流后部22的连接处的厚度最大，该连接处的厚度为300mm；导流前部21的顶面的弧度为30°，弧长为1000mm；导流前部21的顶面的弧度为10°，弧长为3000mm。

本实用新型中，导流装置2在设计时结合了CFD分析方法，以减少设计时长，降低时间成本，并增加设计的可靠性。

图4是货箱及其尾部截面压力分布云图，其通过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。数模模型包括驾驶室4、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5是汽车尾部涡流大小分布图，其通过在ANSYS FLUENT软件中进行CFD仿真分析并计算得到，可同时判断气流走向及分离点。

与不带导流装置2的相同车型进行对比，带导流装置2的车型的气流在尾部的分离点更靠后，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6.5％，整车等速油耗降低了2.2％。两种车辆的风阻系数，如表1所示。

综上，本实用新型的导流货箱的设计结合CFD分析，在货箱本体1的顶部区域增加新设计的导流装置2，可确保汽车行驶过程中，从车顶流过的气流能够在货箱尾部被切割，破坏湍流边界层，延迟气流分离点使其更加远离货箱尾部，避免气流在货箱尾部边缘就产生分离，在汽车尾部近壁区形成较大的涡流负压区，有利于降低整车气动压差阻力，降低整车油耗，提高整车动力性经济性。

表1：整车和主要部件的风阻系数

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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设备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。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种货车的导流货箱，其特征在于，包括：货箱本体和设置在所述货箱本体顶部的导流装置，所述导流装置的顶面为弧面，并且所述导流装置的顶面沿所述货箱本体的长度方向延伸。

2.根据权利要求1所述的导流货箱，其特征在于，所述导流装置包括相连的导流前部和导流后部，所述导流前部的顶面从一端向另一端向上延伸，所述导流后部的顶面从一端向另一端向下延伸，并且所述导流前部的顶面与所述导流后部的顶面之间平滑地过渡。

3.根据权利要求2所述的导流货箱，其特征在于，所述导流前部的顶面的弧度大于所述导流后部的顶面的弧度。

4.根据权利要求3所述的导流货箱，其特征在于，所述导流前部的顶面的弧度为25°至35°，所述导流后部的顶面的弧度为5°至15°。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的导流货箱，其特征在于，所述导流前部的长度小于所述导流后部的长度。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的导流货箱，其特征在于，所述导流装置的长度和宽度与所述货箱本体的长度和宽度一致。

7.根据权利要求6所述的导流货箱，其特征在于，所述导流装置包括顶面、底面、左侧面和右侧面，其中，所述顶面为弧面，所述底面为平面，所述左侧面和所述右侧面分别垂直位于与所述顶面和所述底面的左右两侧。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的导流货箱，其特征在于，所述导流装置为实心结构或空心结构。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的导流货箱，其特征在于，所述导流装置的底部开设有至少两个安装孔，所述安装孔用于穿设紧固件，所述导流装置通过至少两个所述紧固件与所述货箱本体的顶部可拆卸连接。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的导流货箱，其特征在于，所述导流装置由塑料制成。

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