KR20030035229A - 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐에 관한 것으로서, 차량의 주행 상태를 파악하여 차량 속도 및 차량의 외기온에 따른 냉각홀의 영역이 결정되어지게 되고, 결정되어진 냉각홀 영역을 제외한 부분은 공력 개선 배리어 및 에어댐을 작동시켜서 그 차량에 적절한 공기 유로를 형성시켜 줌으로써, 공력 성능 및 연비, 즉 주행 성능을 향상 시킬 수 있는 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐을 제공하고자 한다.

Description

자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐{Barrier and airdam for rising aero dynamics-capacity of automobile}

본 발명은 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐에 관한 것으로서, 차량의 주행 상태를 파악하여 차량 속도 및 차량의 외기온에 따른 냉각홀의 영역이 결정되어지게 되고, 결정되어진 냉각홀 영역을 제외한 부분은 공력 개선 배리어 및 에어댐을 작동시켜서 그 차량에 적절한 공기 유로를 형성시켜 줌으로써, 공력 성능 및 연비, 즉 주행 성능을 향상 시킬 수 있는 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 제작에 있어 공력 성능은 개발 단계의 매우 핵심적인 요소이다.

공력 성능은 3가지의 구성 요인에 의해서 전체 항력이 결정되어지며, 그 항력이 차량의 공력 성능에 영향을 미치게 된다.

상기 구성 요인이라함은 차량 초기의 스타일링 단계에서 결정되어지는 개발 차량의 유선형 스타일링이 차량 항력의 60%를 차지하며 차량의 하부 구조의 요철이 30%를 차지하며 나머지의 10%를 차량의 라디에이터 그릴 및 범퍼의 중앙 그릴에서 차량의 냉각 시스템을 냉각하기 위해 설정해둔 냉각홀에서 차지하게 된다.

따라서, 차량의 동력 성능과 관계되어 있는 이 항력을 낮추고 공력 성능을향상하고자 한다면 이 세가지 요인이 적절히 구성되어야 한다.

그러나, 차량의 스타일링의 경우 그 결정 시점이 차량의 개발의 매우 초기 단계이며 차량의 상품성과 밀접되는 디자인을 의미하는 것으로 최대한의 고려가 있다하더라도 이후 변경하기는 힘들다.

또한, 차량의 하부구조를 미리 요철을 고려하여 최대한 평편화하여 설계하는 추세로서, 추가적인 항력의 감소는 전체 항력의 10%를 담당하는 냉각홀의 항력 감소 경향을 보이고 있다.

차량의 일반적인 냉각홀 구성은 라디에이터 그릴과 범퍼 중앙 그릴로 구성되어 있다.

상기 라디에이터 그릴과 범퍼 중앙 그릴은 범퍼 후방에 위치해지는 차량 냉각 시스템의 자연 송풍 냉각을 위한 공기 유입용 공간이다.

만약, 이 두 공간을 모두 막는 경우 차량의 항력은 10% 줄어들게 되어 차량의 동력 성능 개선에 지대한 영향을 미치게 된다.

그러나, 이는 현실적으로 개선 방안이 미흡한 실정이다.

차량의 냉각 시스템의 적정한 수준 확보를 위해서라면 이런 공력 성능을 무한정 낮게 설정할 수 없다.

이런 반대급부를 해결하기 위해서 일부 기존 차량에서는 냉각홀의 일부를 강제적으로 막는 방안을 적용하고 있으나, 이는 냉각 계통 시스템에 악영향을 주게된다.

또 한가지의 차량 전방에서 야기되는 냉각홀 영향력을 감소시키는 방안으로에어댐 장착 방안이 있다.

이는 범퍼의 최하단에 일정 높이로 장착되어서 범퍼의 하부에서 엔진룸내로 유입되는 공기를 차단하여 공력 계수를 낮추는 방안이다.

그러나, 에어댐 적용시에는 어프로치 앵글의 확보가 불가하여 그 근본적인 대응책이 되지 못하고 있다.

즉, 상술한 사례는 차량의 속도나 운행 조건을 고려하지 않고 무조건적으로 냉각홀의 항력을 줄이려는 시도를 하고 있으며, 이는 곧 차량의 냉각 시스템의 성능 열세와 직결되고 있다.

또한, 상기 에어댐의 적용은 차량의 견인 및 전방 돌출물의 충돌 등과 연관되어 있는 어프로치 앵글의 확보를 위해서 확실하게 장착하지 못함으로서, 근본적인 공력 확보 방안으로서의 제 역할을 하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 라디에이터 그릴과 범퍼 중앙 그릴로 유입되는 냉각풍을 적절히 조절할 수 있도록 범퍼 어셈블리의 범퍼 레일에 장착된 제 1작동모터와, 상기 제 1작동모터의 끝단과 라디에이터 그릴의 상부측 회전축에 연결되는 제 1배리어가 설치되고, 상기 범퍼 중앙 그릴의 소정위치에 장착되는 제 2작동모터와, 상기 제 2작동모터의 끝단과 회전축에 연결되는 제 2배리어가 설치되며, 차량의 하부에 힌지로 연결되어 에어댐 작동모터의 작동에 의해 피스톤이 작동되고, 그 피스톤의 작동에 의해 작동되는 에어댐이 장착된 본 발명에 따른 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐을 제공하는데 그 안출의 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐을 나타내는 측단면도

도 2는 본 발명에 따른 배리어의 구조를 나타내는 정면도

도 3은 발명에 따른 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐의 제어를 나타내는 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제 1배리어10a : 대영역 배리어

10b : 중영역 배리어10c : 소영역 배리어

11 : 제 1작동모터12 : 회전축

20 : 제 2배리어21 : 제 2작동모터

22 : 회전축30 : 에어댐

31 : 에어댐 작동모터32 : 피스톤

33 : 힌지40 : 속도 센서

50 : 외기온 센서60 : 제어부

61 : 입력부62 : 출력부

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 라디에이터 그릴(100)과 범퍼 중앙 그릴(120)로 유입되는 냉각풍을 적절히 조절할 수 있도록 범퍼 어셈블리(110)의 범퍼 레일(111)에 장착된 제 1작동모터(11)와, 상기 제 1작동모터(11)의 끝단과 라디에이터 그릴(100)의 상부측 회전축(12)에 연결되는 제 1배리어(10)가 설치되고, 상기 범퍼 중앙 그릴(120)의 소정위치에 장착되는 제 2작동모터(21)와, 상기 제 2작동모터(21)의 끝단과 회전축(22)에 연결되는 제 2배리어(20)가 설치되며, 차량의 하부에 힌지(33)로 연결되어 에어댐 작동모터(31)의 작동에 의해 피스톤(32)이 작동되고, 그 피스톤(32)의 작동에 의해 작동되는 에어댐(30)이 장착된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제 1배리어(10) 및 제 2배리어(20)는 속도 센서(40) 및 외기온 센서(50)에서 전달된 신호를 제어부(60)에서 판단하여 그 제어부(60)에 설정된 속도치에 의해 세가지 단계로 조절될 수 있도록 되어 있는바, 65km/h 이하에서는 대영역 배리어(10a)가 작동되고, 65km/h 이상 100km/h 이하에서는 중영역 배리어(10b)가 작동되며, 100km/h 이상에서는 소영역 배리어(10c)가 작동되도록 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어댐(30)은 차량 속도가 65km/h 이상이 되면 하방 위치로 내려갈 수 있도록 작동되고, 그 이하의 속도에서는 노말(normal) 상태로 환원될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐을 나타내는 측단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배리어의 구조를 나타내는 정면도이며, 도 3은 발명에 따른 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐의 제어를 나타내는 구성도이다.

본 발명이 의도하고자 하는 것은 차량 주행중에 차량의 전방부 냉각홀이 공력 성능에 미치게 되는 영향을 최소화하여 주행 성능의 향상 및 연비의 향상을 목적으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 구현예에 대한 내용을 요약하자면, 차량의 주행 상태를 파악하여 차량 속도 및 차량의 외기온에 따른 냉각홀의 영역이 결정되어지게 되고, 결정되어진 냉각홀 영역을 제외한 부분은 공력 성능 및 연비, 즉 주행 성능을 향상시킬 수 있도록 공력 개선 배리어 및 에어댐을 작동시켜서 그 차량에 적절한 공기 유로를 형성시켜 주는 것이다.

본 발명은 라디에이터 그릴(100)로 유입되는 냉각풍을 적절히 조절할 수 있도록 범퍼 어셈블리(110)의 범퍼 레일(111)에 장착된 제 1작동모터(11)와, 상기 제 1작동모터(11)의 끝단과 라디에이터 그릴(100)의 상부측 회전축(12)에 연결된 제 1배리어(10)가 구성되어 있다.

상기 제 1배리어(10)는 제어부(60)에 설정된 속도치에 의해 세가지 단계로 조절될 수 있도록 되어 있는바, 65km/h 이하에서는 대영역 배리어(10a)가 작동되고, 65km/h 이상 100km/h 이하에서는 중영역 배리어(10b)가 작동되며, 100km/h 이상에서는 소영역 배리어(10c)가 작동되도록 설정되어 있다.

차량의 속도가 높을시에 엔진 냉각홀을 줄일 수 있는 것은 차량의 속도가 높아짐에 따라 엔진의 냉각홀에 유입되는 냉각풍은 비례적으로 늘어나게 되므로 냉각홀을 줄이더라도 엔진 냉각에는 영향을 미치지 않게 된다.

또한, 범퍼 중앙 그릴(120)의 소정위치에 장착되는 제 2작동모터(21)와, 상기 제 2작동모터(21)의 끝단과 회전축(22)에 연결되는 제 2배리어(20)가 구성되어 있다.

상기 제 2배리어(20)도 상술한 바와 같이 설정되어 있다.

그리고, 차량의 하부에 힌지(33)로 연결되어 에어댐 작동모터(31)의 작동에 의해 피스톤(32)이 작동되고, 그 피스톤(32)의 작동에 의해 작동되는 에어댐(30)이 장착되어 있다.

상기 에어댐(30)은 차량 속도가 65km/h 이상이 되면 하방 위치로 내려갈 수 있도록 작동되고, 그 이하의 속도에서는 노말(normal) 상태로 환원될 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 작동을 위해서 필요한 판단 근거로 차량의 속도 센서(40)와 차량 외기온 센서(50)가 장착된다.

상기 속도 센서(40)는 일반적으로 공지된 기술을 이용하는 것이 바람직한바, 이렇게 계측된 신호는 제어부(60)에 입력되어 질 수 있도록 설정된 속도치(65km/h 이하, 65km/h 이상 100km/h 이하, 100km/h 이상)에 해당하는 전압으로 전환되어 진다.

또한, 외기온 센서(50)는 차량 개발 단계에서 그 임계치를 설정해서 엔진의 냉각 효율에 따라서 그 개발 차량의 특성에 맞게 설정되어지는 값이다.

따라서, 전환된 신호와 외기온 센서(50)에서 출력된 신호는 상기 제어부(60) 내에서 판단하여 각 구간에 맞는 배리어(10, 20)의 영역을 설정할 수 있도록 각각의 모터 즉, 제 1작동모터(11), 제 2작동모터(21), 에어댐 작동모터(31)를 제어하게 된다.

속도가 변하거나, 외기온 센서(50)에 의해서 제어부(60)의 입력부(61)로의 입력값이 변하는 경우에 제 1작동모터(11) 및 제 2작동모터(21)는 배리어(10, 20)의 위치를 적정위치에 설정한다.

상기 에어댐(30)의 에어댐 작동모터(31)는 오직 차량의 속도만의 함수로서 차량 속도가 65km/h 이상이 되면 피스톤(32)을 작동시켜 작동 위치로 작동되게 하고, 그 이하의 속도일 경우에는 노말(normal) 상태로 환원되도록 한다.

미설명 부호 62는 제어부(60)의 출력부를 나타낸다.

따라서, 본 발명은 차량의 속도 및 외기온에 따라 차량의 전방에서 주행 성능을 악화시키는 냉각홀 항력을 개선시킬 수 있도록 제 1배리어(10), 제 2배리어(20) 및 에어댐(30)을 작동시켜, 차량의 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수있으며 냉각풍에 의한 차량의 횡측 요(yaw) 현상 등도 방지할 수 있는 특성을 가진다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐은 공기 저항을 감소시켜서 차량의 주행 성능을 향상시키고, 그로 인해 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 라디에이터 그릴(100)과 범퍼 중앙 그릴(120)로 유입되는 냉각풍을 적절히 조절할 수 있도록 범퍼 어셈블리(110)의 범퍼 레일(111)에 장착된 제 1작동모터(11)와, 상기 제 1작동모터(11)의 끝단과 라디에이터 그릴(100)의 상부측 회전축(12)에 연결되는 제 1배리어(10)가 설치되고, 상기 범퍼 중앙 그릴(120)의 소정위치에 장착되는 제 2작동모터(21)와, 상기 제 2작동모터(21)의 끝단과 회전축(22)에 연결되는 제 2배리어(20)가 설치되며, 차량의 하부에 힌지(33)로 연결되어 에어댐 작동모터(31)의 작동에 의해 피스톤(32)이 작동되고, 그 피스톤(32)의 작동에 의해 작동되는 에어댐(30)이 장착된 것을 특징으로 하는 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1배리어(10) 및 제 2배리어(20)는 속도 센서(40) 및 외기온 센서(50)에서 전달된 신호를 제어부(60)에서 판단하여 그 제어부(60)에 설정된 속도치에 의해 세가지 단계로 조절될 수 있도록 되어 있는바, 65km/h 이하에서는 대영역 배리어(10a)가 작동되고, 65km/h 이상 100km/h 이하에서는 중영역 배리어(10b)가 작동되며, 100km/h 이상에서는 소영역 배리어(10c)가 작동되도록 설정된 것을 특징으로 하는 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에어댐(30)은 차량 속도가 65km/h 이상이 되면 하방 위치로 내려갈 수 있도록 작동되고, 그 이하의 속도에서는 노말(normal) 상태로 환원될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 공력 성능 개선을 위한 배리어 및 에어댐.