KR20090058858A

KR20090058858A - 대형차량의 공기저항 저감장치

Info

Publication number: KR20090058858A
Application number: KR1020070125637A
Authority: KR
Inventors: 장용석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-10

Abstract

본 발명은 전면이 대략 사각형인 대형차량의 공기저항을 최소화할 수 있는 대향차량의 공기저항 저감장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 압축 공기가 저장된 압축공기탱크와; 상기 압축공기탱크와 연결되고, 차체 전방에 설치되어, 상기 압축공기탱크의 압축 공기가 차체 전방으로 분사될 수 있게 하는 적어도 하나의 노즐과; 상기 압축공기탱크의 압축 공기가 선택적으로 상기 노즐을 통해 분사되게 하는 밸브를 포함하는 대형차량의 공기저항 저감장치를 제공한다.

대형차량, 공기저항, 유동 박리, 압축공기, 노즐

Description

대형차량의 공기저항 저감장치{Anti-air resistance system for large-sized car}

본 발명은 전면이 대략 사각형인 대형차량의 공기저항을 최소화할 수 있는 대향차량의 공기저항 저감장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 대형차량의 주행시 유속 분포를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 대형차량의 주행시 전면 압력 분포를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 일반적으로, 우리나라나 일본, 유럽 등 전세계적으로 보급되고 있는 캡오버타입의 트럭이나 버스와 같은 대형차량(100)은, 승객이나 화물의 공간을 되도록 많이 확보하기 위해서, 외관이 공기저항에 유리한 유선형을 취하지 못하고 대략 직육면체 형태를 취한다.

이러한 상황이다 보니, 대형차량(100)은, 큰 전면부의 형상 때문에 주행 중 발생되는 공기의 흐름은 다음과 같이 형성된다.

공기가 대형차량(100)의 전면에 우선 부딪히면서 속도가 급격히 낮아짐으로 그 부위의 압력은 높아지게 되며, 이것은 대형차량(100)의 전면을 뒤로 미는 힘으로 작용하게 되는 셈이며, 이 공기 항력이 커지게 된다.

그러다가 대형차량(100)의 전면의 끝의 루프와 사이드 판넬로 연결되는 부위(도 1의 'A'의 꺽임각도 정도가 크기 때문에 국소적으로 유속은 급격히 빨라지며, 이 때 증가된 운동에너지는 다시 압력에 의한 위치에너지로 모두 전환되기 어려워 이 부위에서 유동박리 현상이 일어나게 된다. 그리고 이때 유동이 박리되었기 때문에 나중에 후미에서 다시 복원되면서 압력을 복원시켜줄 기회를 이젠 상실해버리고 만다.

결론적으로 대형차량(100)의 전면의 높은 항력과 유동박리 현상에 의한 대형차량(100)의 후방에서의 압력 회복 저하로 인해, 대형차량(100)의 공기 저항이 커지고, 이로 인해 대형차량(100)의 주행력 손실 및 공력 소음이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 대형차량(100)이 공기저항저감을 위해 유선형을 취하지 않더라도, 대형차량(100)에 작용하는 공기저항을 줄일 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대형차량에 작용하는 공기저항을 최소화할 수 있는 차량의 공기저항 저감장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 압축 공기가 저장된 압축공기탱크와; 상기 압축공기탱크와 연결되고, 차체 전방에 설치되어, 상기 압축공기탱크의 압축 공기가 차체 전방으로 분사될 수 있게 하는 적어도 하나의 노즐과; 상기 압축공기탱크의 압축 공기가 선택적으로 상기 노즐을 통해 분사되게 하는 밸브를 포함하는 대형차량의 공기저항 저감장치를 제공한다.

상기 압축공기탱크는, 공압 브레이크 시스템 또는 에어 세스펜션의 압축공기탱크와 공용될 수 있다.

상기 노즐은 상기 대형차량의 프론트 윈도우 글래스의 하측에 위치될 수 있다.

상기 노즐은, 상기 대형차량의 횡방향으로 복수 개 배열될 수 있다.

상기 밸브는, 상기 대형차량의 속도계와 연계되어, 상기 대형차량의 속도에 따라 온/오프(ON/OFF) 동작될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 대형차량의 공기저항 저감장치는, 공기저항에 의한 유동장에 반하는 유동을 형성함으로써, 공기저항이 최소화될 수 있어 연비가 개선될 수 있고, 차량의 전면과 측면의 연결부분에서의 급격한 속도 증가가 둔화되어 공력소음이 저감될 수 있고, 유동이 차량의 전면으로부터 일정거리 앞에서 미리 갈라지므로 날벌레들이 유속을 타고 차량의 전면을 피해가므로 날벌레가 부딪쳐 차량의 전면이 훼손될 염려가 없다.

도 3은 본 발명에 따른 대형차량의 공기저항 저감장치를 적용한 상태에서의 유속 분포를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 대형차량의 공기저항 저감장치의 블록 구성도이다.

본 발명에 따른 대형차량의 공기저항 저감장치는, 압축 공기가 저장된 압축공기탱크(2)와, 상기 압축공기탱크(2)와 연결되고 차체 전방에 설치되어 상기 압축공기탱크(2)의 압축 공기가 차체 전방으로 분사될 수 있게 하는 적어도 하나의 노즐(4)과, 상기 압축공기탱크(2)의 압축 공기가 선택적으로 상기 노즐(4)을 통해 분사되게 하는 밸브(6)를 포함할 수 있다.

상기 압축공기탱크(2)는, 대형차량(1)의 공기저항 저감장치의 전용으로서 별도로 구성될 수도 있지만, 보편적으로 차량(1), 특히 대형차량(1)에는 공압 브레이크 시스템 또는 에어 서스펜션의 압축공기탱크(2)가 설치되는 바, 공압 브레이크 시스템 또는 에어 서스펜션의 압축공기탱크(2)와 공용되는 것이 보다 바람직하다.

상기 노즐(4)은, 상기 노즐(4)로부터 분출되는 압축 공기로 인해 형성되는 유동장(화살표 B)의 소스가, 대형차량(1)의 전방에 공기저항으로 인해 형성되는 유동장(화살표 A)의 소스, 즉 랭킨(Rankine)의 반체의 소스와 중첩될 수 있도록, 위치 설정되는 것이 바람직하다. 그러면 상기 노즐(4)로부터 분출되는 압축 공기로 인해 형성되는 유동장(화살표 B)이 도 3에 'C'로 도시된 바와 같이 유선형으로 형성됨으로써, 대형차량(1)의 전면에서의 유속의 정체가 방지되어 압력 증가가 최소화되고, 대형차량(1)의 전면과 측면이 연결부분에서의 유동 박리 현상도 줄어들게 된다.

나아가 상기 노즐(4)은, 차량(1)의 프론트 윈도우 글래스를 통한 시야를 가리지 않도록, 프론트 윈도우 글래스의 하측에 위치되는 것이 바람직하다,

이러한 노즐(4)은, 차량(1)의 횡방향을 따라 복수 개 배열될 수 있다.

상기 밸브(6)는, 상기 대형차량(1)의 속도계(8)와 연계되어, 상기 대형차량(1)의 속도에 따라 온/오프(ON/OFF) 동작될 수 있다. 그러면, 통상적으로 상기 대형차량(1)의 속도는, 도로정체나 주변에 사람들이 많이 통행하는 경우 낮고, 이때는 공기저항 또한 크지 않는데, 상기 대형차량(1)의 속도가 낮은 경우에는 상기 노즐(4)을 통해 상기 압축공기가 분사되지 않게 함으로써 주변 차량(1)이나 사람들에게 불편함을 주지 않게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 대형차량의 주행시 유속 분포를 나타낸 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 대형차량의 주행시 전면 압력 분포를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 대형차량의 공기저항 저감장치를 적용한 상태에서의 유속 분포를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 대형차량의 공기저항 저감장치의 블록 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2; 압축공기탱크 4; 노즐

6; 밸브 8; 속도계

Claims

압축 공기가 저장된 압축공기탱크와;

상기 압축공기탱크와 연결되고, 차체 전방에 설치되어, 상기 압축공기탱크의 압축 공기가 차체 전방으로 분사될 수 있게 하는 적어도 하나의 노즐과;

상기 압축공기탱크의 압축 공기가 선택적으로 상기 노즐을 통해 분사되게 하는 밸브를 포함하는 대형차량의 공기저항 저감장치.
청구항 1에 있어서,

상기 압축공기탱크는, 공압 브레이크 시스템 또는 에어 세스펜션의 압축공기탱크와 공용되는 대형차량의 공기저항 저감장치.
청구항 1에 있어서,

상기 노즐은 상기 대형차량의 프론트 윈도우 글래스의 하측에 위치된 대형차량의 공기저항 저감장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

상기 노즐은, 상기 대형차량의 횡방향으로 복수 개 배열된 대형차량의 공기저항 저감장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸브는, 상기 대형차량의 속도계와 연계되어, 상기 대형차량의 속도에 따라 온/오프(ON/OFF) 동작되는 대형차량의 공기저항 저감장치.