KR20000000907U - 차량의 항력 저감 장치 - Google Patents

Abstract

차량이 고속으로 주행할 때 차체 상부의 외면을 따라 압축공기를 분사함으로써, 차체를 타고 흐르는 층류는 분사된 압축공기와의 마찰로 인해 난류로 전환되어 차량 후면 부분에 형성된 진공 상태의 영역을 감소시킴으로써, 차량 주행 중 공기저항을 감소시켜 주행 성능을 보다 향상시킬 수 있고, 공기저항의 감소로 인해 연료 소비의 효율을 높일 수 있는 차량의 항력 저감 장치를 제공한다.

Description

차량의 항력 저감 장치

본 고안은 차량의 주행저항 감소장치에 관한 것으로서, 특히 차량이 고속으로 주행할 때 차량 후면 부분에 형성되는 진공 상태를 제거하여 차량의 주행성능을 향상시킨 차량의 항력 저감 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차가 주행할 때 받는 저항을 주행저항이라고 하며, 차륜저항, 공기저항, 기울기저항 그리고 가속저항 등으로 구분되는 총 주행저항은 차량 기관으로부터 차륜에 전달되는 구동력을 결정하고, 그 영향은 자동차의 주행 성능 즉, 차량의 최고속도와 가속능력 등 기관의 회전력과 동력 전달계에 미치게 된다.

그 중 공기저항은 공기유동 중에 노출된 물체가 운동할 때 받는 공기 마찰이며, 주행중인 자동차의 진행 방향에 반대 방향으로 작용하는 공기력을 일컫는다.

상기 공기저항은 공기밀도와 차량의 앞면 투영면적과 주행속도 그리고 차량 형상에 따라 큰 영향을 받으며, 공기저항의 계수가 낮을수록 공기저항은 감소되어 좋으며, 차량의 형상이 유선형으로 된 페스트 백(fastback) 타입의 차량이 공기저항이 낮아서 주행 성능이 탁월하다.

도 1은 일반적인 차량의 형상을 도시한 도면으로서, 공기저항이 증가되는 요인을 설명하기 위한 도면이다.

차량이 고속으로 주행할 때, 차량 전면부 유선형의 외면을 타고 흐르던 공기(a)가 차량의 주행속도로 인해 차량 후면에서는 외면을 타고 흐르지 못해 진공영역(A)을 형성하게 되며, 이것은 차량 표면의 마찰력과 더불어 차량의 진행을 방해하는 요소로 작용해 차량의 주행 성능을 감소시키고, 연료 소비량을 증가시키는 문제점으로 작용한다.

본 고안의 목적은, 차량이 고속으로 주행할 때 차체 상부의 외면을 따라 압축공기를 분사함으로써, 차체를 타고 흐르는 층류는 분사된 압축공기와의 마찰로 인해 난류로 전환되어 차량 후면 부분에 형성된 진공 상태의 영역을 감소시켜 차량의 주행 성능을 향상시킨 차량의 항력 저감 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 장치는, 차량과, 상기 차량 주행시 차체의 상부를 타고 흐르는 공기에 마찰력을 가하여 층류를 난류로 전환시키고 차량 후면에 형성되는 저압의 진공 영역을 제거하는 와류발생수단을 구비한다.

도 1은 일반적인 공기저항 발생 요인을 설명하기 위해 도시한 차량의 도면이고,

도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 공기저항 감소 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이고,

도 3은 도 2의 와류발생 장치를 나타낸 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 와류발생수단 11 : 차속센서 13 : 시스템 컨트롤러

15 : 압축펌프 17 : 분사노즐 19 : 솔레노이드 밸브

21∼23 : 요철 a : 층류 b : 난류

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 공기저항 감소 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 차체(1)의 후드 내부에 압축공기를 불어낼 수 있는 와류발생수단(10)을 설치하여 고속 주행시 차체(1)의 상부 외면을 향하여 압축공기를 불어냄으로써, 차체를 타고 흐르는 층류(a)에 마찰을 가하여 층류(a)의 흐름을 난류(b)로 전환시키고 차체 후면에서 발생되는 저압의 진공 영역을 감소시켜 차량의 공기저항을 감소시킨다.

본 고안의 와류발생수단(10)은 차체(1)의 후드 상에 설치하는 것이 바람직하지만, 차량의 트렁크(5) 부위나 층류에 마찰을 가해 차량 후면에 생성되는 진공상태를 제거할 수 있는 위치이면 어느 곳이든지 그 설치가 가능하다.

도 3은 도 2의 항력 저감 장치를 나타낸 블록도로서, 차속센서(11), 시스템 컨트롤러(13), 압축펌프(15), 분사노즐(17) 및 솔레노이드 밸브(19)를 포함한다.

상기 부호 11은 차량 변속기의 출력측 회전을 검출하여 전기적인 펄스 신호로 변환한 후 출력하는 차속센서이고, 부호 13은 상기 차속센서(11)에서 출력되는 차속관련 신호를 제공받아 계산하고 차량의 현재 주행속도를 판단한 후 그에 대응되는 제어신호를 출력하는 시스템 컨트롤러이다.

또한, 부호 15는 상기 시스템 컨트롤러(13)에서 출력되는 제어신호를 제공받아 작동되고 외부로부터 공급된 공기를 압축하여 출력하는 압축펌프이고, 부호 17은 차량의 후드 내에 설치되어 상기 압축펌프(17)에서 출력되는 공기를 윈드쉴드 글라스 방향으로 분사하는 분사노즐이고, 부호 19는 상기 압축펌프(15)와 분사노즐(17) 사이에 설치되고 상기 시스템 컨트롤러(13)의 제어신호에 따라 작동되어 압축공기의 유출 통로를 개폐시키는 솔레노이드 밸브로 구성되어 있다.

즉, 시스템 컨트롤러(13)는 차속센서(11)로부터 출력되는 신호를 검출하여 차량의 현재 주행속도를 판단하고, 차량의 현재 주행 속도가 일정속도(80km/h) 이상이 되면, 압축펌프(15)와 솔레노이드 밸브(19)의 작동을 개시하여 압축된 공기가 분사노즐(17)을 통해 차량 전면의 윈드쉴드 글라스 방향으로 분사하도록 제어한다.

따라서, 차체 외면을 따라 흐르는 층류(a)는 압축공기의 분사로 인해 마찰이 발생되고, 그 마찰력에 의해 층류(a)가 난류(b)로 변환되고, 상기 난류(b)는 차체를 타고 흘러 차체 후면에서 발생되는 저압의 진공 영역을 감소시켜 차량 주행 항력을 감소시킨다.

상술한 바와 같이 본 고안에서는, 차량을 고속으로 주행할 때 와류발생수단으로 인해 차량 후면에 형성되는 진공 영역을 감소시킴으로써, 공기저항력을 감소시켜 주행 성능을 보다 향상시킬 수 있고, 공기저항의 감소로 인해 연료 소비의 효율을 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 차량; 및

   상기 차량 주행시 차체 상부 면을 따라 흐르는 공기에 대하여 와류가 발생되게 하는 와류발생수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 항력 저감 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 와류발생수단은;

   차량의 주행 속도를 검출하는 차속센서;

   상기 차속센서가 검출한 차량 주행속도가 미리 설정된 속도 이상인지를 판별하는 판별수단; 및

   상기 판별수단이 설정한 속도 이상일 경우에 차체 상부 면을 따라 흐르는 공기에 대하여 압축공기를 분사하여 와류가 발생되게 하는 압축공기분사수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 항력 저감 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 압축공기분사수단은;

   상기 판별수단의 제어에 따라 압축 공기를 발생하는 공기압축수단; 및

   상기 공기압축수단에서 발생된 압축 공기를 차체 상부 면을 따라 흐르는 공기를 향하여 분사하는 분사수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 항력 저감 장치.