RU2769250C1 - Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation - Google Patents

Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2769250C1
RU2769250C1 RU2021103181A RU2021103181A RU2769250C1 RU 2769250 C1 RU2769250 C1 RU 2769250C1 RU 2021103181 A RU2021103181 A RU 2021103181A RU 2021103181 A RU2021103181 A RU 2021103181A RU 2769250 C1 RU2769250 C1 RU 2769250C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
car
pos
air flow
tank
road surface
Prior art date
Application number
RU2021103181A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Ефимович Либерзон
Original Assignee
Роман Ефимович Либерзон
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роман Ефимович Либерзон filed Critical Роман Ефимович Либерзон
Priority to RU2021103181A priority Critical patent/RU2769250C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769250C1 publication Critical patent/RU2769250C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00Vehicle bodies characterised by streamlining
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/82Elements for improving aerodynamics

Abstract

FIELD: automotive industry.
SUBSTANCE: invention relates to road transport, and more specifically to the control of the car’s grip on the road. The method for controlling the car’s grip on the road surface when the car is moving is to displace the boundary layer of the air flow flowing around the car. The displacement of the air flow is carried out by the pressure of a gas mixture, mainly based on hydrogen and/or helium. The device for implementing this method contains a car body, a tank filled with gas, a valve, pipelines connecting the tank to channels or holes on the car body, attachment points for the tank and pipelines. The tank is installed in the engine compartment of the car. The valve opening control device is located in the driver’s cab, mainly on the instrument board.
EFFECT: increase in the controllability of the car is achieved.
2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к автомобильному транспорту. Преимущественно, для обеспечения условий безопасного движения автомобилей путем изменений характера взаимодействия автомобиля с внешней средой в процессе его движения.The invention relates to motor transport. Mainly, to ensure the conditions for the safe movement of cars by changing the nature of the interaction of the car with the external environment in the process of its movement.

Известно, см. например, http://magazine.autotechnic.su/technology/aero/aero.html, что характер взаимодействия движущегося автомобиля с внешней средой определяется внешними факторами и конструктивными особенностями автомобиля. Это взаимодействие определяется, в основном, условиями обтекания корпуса автомобиля воздушным потоком, сцеплением автомобиля с дорожным покрытием, габаритно-массовыми параметрами автомобиля и конструктивными особенностями обеспечивающими изменение условий взаимодействия автомобиля с внешней средой в процессе его движения.It is known, see, for example, http://magazine.autotechnic.su/technology/aero/aero.html, that the nature of the interaction of a moving car with the environment is determined by external factors and design features of the car. This interaction is determined mainly by the conditions of the air flow around the body of the car, the adhesion of the car to the road surface, the overall mass parameters of the car and design features that provide a change in the conditions for the interaction of the car with the external environment during its movement.

Известно, что от обтекаемости машины напрямую зависят скоростные показатели, расход топлива (или электроэнергии), устойчивость на дороге, а значит, и безопасность. Главным показателем аэродинамических свойств автомобиля считается коэффициент лобового сопротивления - Сх. Определяется, в основном, формой и габаритными параметрами, а также различными конструктивными особенностями, влияющими на процесс обтекания автомобиля воздушным потоком. Факторов, влияющих на Сх автомобиля, несколько: например, сопротивление трения между воздушным потоком и поверхностью кузова, а также, сопротивление формы, проявляющееся главным образом в избыточном давлении перед автомобилем и разряжением позади него. Сопротивление поверхностного трения так же вносит свой вклад в величину Сх. Прилегающий к поверхности слой воздуха сталкивается с микронеровностями покрытия, и тормозится - образуется так называемый пограничный слой. Пока это течение находится в ламинарном состоянии, то есть все его частицы движутся в одном направлении, толщина пограничного слоя невелика (около нескольких миллиметров) и сопротивление трения небольшое. Но с переходом в турбулентное состояние траектория его частиц становятся хаотичной, пограничный слой расширяется, а вместе с ним увеличивается и трение - воздух становится более «вязким». Таким образом, требуется обеспечение гладкости кузова, чтобы пограничный слой дольше оставался ламинарым. Установка переднего и/или заднего спойлера позволяет изменять условия обтекания автомобиля воздушным потоком, во время его движения и существенно влиять на характеристики движения и контакты с окружающей средой. С целью снижения подъемной силы, действующей на заднюю ось, часто применяется спойлер. Размещенный на задней кромке кузова, в месте отрыва потока, он не только уменьшит Сх, ослабив вихри позади автомобиля, но и прижмет автомобиль к дороге, отталкивая вверх набегающий поток воздуха.It is known that speed indicators, fuel (or electricity) consumption, stability on the road, and hence safety, directly depend on the streamlining of the car. The main indicator of the aerodynamic properties of the car is the drag coefficient - Cx. It is determined mainly by the shape and overall parameters, as well as various design features that affect the process of air flow around the car. There are several factors that affect the Cx of a car: for example, frictional resistance between the air flow and the surface of the body, as well as form resistance, which manifests itself mainly in excess pressure in front of the car and vacuum behind it. The skin friction resistance also contributes to the Cx value. The layer of air adjacent to the surface collides with the microroughness of the coating, and is decelerated - the so-called boundary layer is formed. As long as this flow is in a laminar state, that is, all its particles move in the same direction, the thickness of the boundary layer is small (about a few millimeters) and the friction resistance is small. But with the transition to a turbulent state, the trajectory of its particles becomes chaotic, the boundary layer expands, and friction increases along with it - the air becomes more “viscous”. Thus, it is required to ensure the smoothness of the body so that the boundary layer remains laminar longer. Installing a front and / or rear spoiler allows you to change the conditions of the air flow around the car during its movement and significantly affect the driving characteristics and contacts with the environment. In order to reduce the lift acting on the rear axle, a spoiler is often used. Placed on the rear edge of the body, in the place of flow separation, it will not only reduce Cx, weakening the vortices behind the car, but also press the car to the road, pushing up the oncoming air flow.

Известно устройство управления пограничным слоем (патент RU N 2032595 кл. В64С 21/02 от 1995 г.), предотвращающее отрыв потока от элементов конструкции движущихся транспортных средств в газовой среде, например летательных аппаратов. Устройство управления пограничным слоем выполнено в виде образованных на поверхности объекта каверн, с размещенным в каждом из них центральным телом таким образом, что между ним и стенками каверны образуется кольцевой канал. Центральное тело - полое и сообщено с источником низкого давления. На поверхности центрального тела размещены воздухозаборники, а внутренняя часть кольцевого канала выполнена в виде конфузорно-диффузорного проточного тракта.A boundary layer control device is known (patent RU N 2032595 class B64C 21/02 from 1995), which prevents flow separation from structural elements of moving vehicles in a gaseous medium, such as aircraft. The boundary layer control device is made in the form of caverns formed on the surface of the object, with a central body placed in each of them in such a way that an annular channel is formed between it and the cavity walls. The central body is hollow and communicates with a low pressure source. Air intakes are placed on the surface of the central body, and the inner part of the annular channel is made in the form of a confuser-diffuser flow path.

По мнению авторов патента, отрыв потока от поверхности транспортного средства, движущегося в воздушной среде, зачастую является нежелательным явлением, сопровождающимся резким ухудшением аэродинамических характеристик объекта. В частности, развитый отрыв на крыле летательного аппарата приводит к значительному падению подъемной силы.According to the authors of the patent, separation of the flow from the surface of a vehicle moving in the air is often an undesirable phenomenon, accompanied by a sharp deterioration in the aerodynamic characteristics of the object. In particular, the developed separation on the wing of an aircraft leads to a significant drop in lift.

Предлагаемый авторами способ управления пограничным слоем на транспортных средствах, при движении которых возможно ухудшение аэродинамических характеристик, вызванное отрывом потока от их поверхности сложен конструктивно, технологически (устройство управления пограничным слоем имеет сложное строение), экономически неэффективен, а так как направлен на сохранение высоких показателей подъемной силы, действующей на транспортное средство, то фактически, способствует уменьшению сцепления транспортного средства (автомобиля) с дорожным покрытием. Снижение сцепления автомобиля с дорожным покрытием неизбежно приводит к заносам автомобиля и резко снижает такой показатель, как безопасность.The method proposed by the authors for controlling the boundary layer on vehicles, during the movement of which the deterioration of aerodynamic characteristics is possible, caused by flow separation from their surface, is structurally and technologically complex (the boundary layer control device has a complex structure), economically inefficient, and since it is aimed at maintaining high lifting performance. forces acting on the vehicle, it actually helps to reduce the grip of the vehicle (car) with the road surface. Decreased adhesion of the vehicle to the road surface inevitably leads to skidding of the vehicle and drastically reduces such an indicator as safety.

Известен, см. Патент №2281884 «Способ изменения аэродинамического сопротивления при движении транспортного средства в воздушной среде и устройство для его осуществления.» МПК В64С 21/02 (2006.01), В64С 23/00 (2006.01), В61С 11/00 (2006.01), B62D 39/00 (2006.01)Known, see Patent No. 2281884 "Method of changing the aerodynamic drag when a vehicle is moving in the air and a device for its implementation." IPC B64C 21/02 (2006.01), B64C 23/00 (2006.01), B61C 11/00 (2006.01), B62D 39/00 (2006.01)

Изобретение относится к технике для движения в воздушной среде с дозвуковой скоростью, в частности к дозвуковым летательным аппаратам, скоростным судам, поездам и автомобилям. Способ изменения аэродинамического сопротивления при движении транспортного средства в воздушной среде заключается в изменении состояния пограничного слоя транспортного средства путем нагрева не менее 70% поверхности транспортного средства равномерно с допустимым температурным градиентом ±20°C до температуры не ниже 60°C, соединяя двигательную установку транспортного средства, воздухозаборник или компрессор магистралями с каналами, прилегающими изнутри к внешней обшивке корпуса транспортного средства. Дополнительно производят локальный поперечный выдув разогретой смеси воздуха и продуктов сгорания топлива двигательной установки через проницаемые пористые вставки на поверхностях транспортного средства в обтекающий его воздушный поток при определенной скорости этого потока. Устройство изменения аэродинамического сопротивления при движении транспортного средства в воздушной среде включает корпус транспортного средства, двигательную установку и систему для изменения состояния пограничного слоя, образованную соединенными с двигательной установкой транспортного средства, воздухозаборником или компрессором герметичными магистралями с каналами, прилегающими изнутри к внешней обшивке корпуса транспортного средства.The invention relates to technology for movement in the air at subsonic speeds, in particular to subsonic aircraft, high-speed boats, trains and cars. The method of changing the aerodynamic resistance when the vehicle is moving in the air consists in changing the state of the boundary layer of the vehicle by heating at least 70% of the vehicle surface evenly with an allowable temperature gradient of ±20°C to a temperature of at least 60°C, connecting the propulsion system of the vehicle , air intake or compressor lines with channels adjacent from the inside to the outer skin of the vehicle body. Additionally, a local transverse blowing of a heated mixture of air and fuel combustion products of the propulsion system through the permeable porous inserts on the surfaces of the vehicle into the air flow around it at a certain speed of this flow is carried out. SUBSTANCE: device for changing aerodynamic resistance during vehicle movement in air includes a vehicle body, a propulsion system and a system for changing the state of the boundary layer, formed by sealed lines connected to the vehicle propulsion system, an air intake or a compressor with channels adjacent from the inside to the outer skin of the vehicle body .

Недостаток предлагаемого технического решения заключается в том, что нагрев корпуса автомобиля способствует повышению аэродинамической подъемной силы и, как следствие, снижению уровня сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием. Для автомобиля важнейшим показателем является безопасность, которая во многом зависит от сцепления колес автомобиля с дорогой. В материалах патента нет конструктивных признаков, показывающих решение задачи по управлению процессом сцепления колес автомобиля с дорожным покрытием.The disadvantage of the proposed technical solution lies in the fact that the heating of the car body contributes to an increase in aerodynamic lift and, as a result, a decrease in the level of adhesion of the car's wheels to the road surface. For a car, the most important indicator is safety, which largely depends on the adhesion of the wheels of the car to the road. There are no design features in the patent materials that show the solution to the problem of controlling the process of adhesion of the wheels of a car to the road surface.

Изобретение по патенту № Патент 2163207 (прототип) относится к транспортным средствам, преимущественно к автомобилестроению кл. B62D 35/00 и 37/02 и касается устройств, улучшающих их аэродинамические качества. Сущность технического решения по патенту №2163207 (прототип) заключается в том, что транспортное средство, движущееся в воздушном потоке со скоростями, при которых существенно аэродинамическое влияние среды, оборудуется аэродинамическим устройством, состоящим из эжекторно-направляющей плоскости, устанавливаемой с зазором позади или в промежутке основной аэродинамической поверхности транспортного средства, причем одной частью (эжекторной), выступающей наружу за основную аэродинамическую поверхность под тупым углом к набегающему потоку, а другой частью (направляющей), направленной внутрь и вперед.The invention according to patent No. Patent 2163207 (prototype) relates to vehicles, mainly to the automotive industry class. B62D 35/00 and 37/02 and concerns devices that improve their aerodynamic qualities. The essence of the technical solution according to patent No. 2163207 (prototype) lies in the fact that a vehicle moving in an air stream at speeds at which the aerodynamic influence of the environment is significant is equipped with an aerodynamic device consisting of an ejector-guiding plane installed with a gap behind or in between the main aerodynamic surface of the vehicle, with one part (ejector) protruding outside the main aerodynamic surface at an obtuse angle to the oncoming flow, and the other part (guide) directed inward and forward.

Технический результат заключается в оптимизации «закормового» потока, в уменьшении кормового сопротивления движению транспортного средства, в получении прижимающей к полотну дороги силе, улучшающей сцепление колес с поверхностью дороги; повышении устойчивости транспортного средства на больших скоростях и, как следствие, увеличении скорости передвижения при равной мощности двигателя или уменьшении расхода топлива при равной с контрольным транспортным средством скорости передвижения.The technical result consists in optimizing the "after" flow, in reducing the stern resistance to the movement of the vehicle, in obtaining a force pressing against the roadbed, which improves the adhesion of the wheels to the road surface; increasing the stability of the vehicle at high speeds and, as a result, increasing the speed of movement with equal engine power or reducing fuel consumption at the same speed as the control vehicle.

Обдувая выступающую эжекторно-направляющую плоскость, поток воздуха прижимает транспортное средство к полотну дороги, улучшая тем самым сцепление колес с дорожным покрытием.By blowing over the protruding ejector-guiding plane, the air flow presses the vehicle against the roadbed, thereby improving the adhesion of the wheels to the road surface.

Недостаток предлагаемого технического решения заложен в конструкции устройства и способе его применении в составе автомобиля. Устройство не позволяет управлять процессом сцепления колес с дорожным покрытием.The disadvantage of the proposed technical solution lies in the design of the device and the way it is used in the car. The device does not allow to control the process of adhesion of wheels to the road surface.

Цель предлагаемого технического решения: повышение безопасности движения автомобиля.The purpose of the proposed technical solution: improving the safety of the car.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в управлении сцеплением колес автомобиля с дорожным покрытием. Возможность технического управления сцеплением колес автомобиля с дорожным покрытием повышает управляемость автомобиля и существенно влияет на такой параметр, как безопасность.The technical result of the proposed technical solution is to control the grip of the wheels of the car with the road surface. The ability to technically control the grip of the car's wheels with the road surface increases the controllability of the car and significantly affects such a parameter as safety.

Технический результат достигается совокупностью существенных признаков указанных в формуле изобретения.The technical result is achieved by a combination of essential features indicated in the claims.

Способ управления сцеплением автомобиля с дорожным покрытием при движении автомобиля, заключается в перемещении (удалении на некоторое расстояние) пограничного слоя воздушного потока обтекающего автомобиль. Воздушный поток и корпус автомобиля являются «трущимися» поверхностями. Сила трения существенно уменьшается путем «удаления», перемещения воздушного потока, обтекающего автомобиль, от корпуса автомобиля. Такое действие осуществляется потоком газов, имеющих плотность, меньшую, чем плотность воздушного потока. Например, газ - гелий, может являться «рабочим телом» по перемещению воздушного потока или части воздушного потока, на расстояние, исключающее полностью или частично контакт воздуха и корпуса автомобиля, и одновременно, созданию между соприкасающимися поверхностями (воздух - автомобиль), газообразной смазки (прокладки), препятствующей их контакту. Такое техническое решение, при больших скоростях и развитых формах «трущихся поверхностей» позволяет управлять сцеплением колес с дорожным покрытием автомобиля.The way to control the grip of the car with the road surface when the car is moving, is to move (remove by some distance) the boundary layer of the air flow around the car. Airflow and the car body are "rubbing" surfaces. The force of friction is significantly reduced by "removing", moving the air flow around the car away from the body of the car. This action is carried out by a flow of gases having a density less than the density of the air flow. For example, gas - helium, can be a "working fluid" for moving the air stream or part of the air stream, to a distance that completely or partially excludes the contact of air and the car body, and at the same time, creating between the contacting surfaces (air - car), gaseous lubricant ( gasket) preventing their contact. Such a technical solution, at high speeds and developed forms of "rubbing surfaces", allows you to control the grip of the wheels with the road surface of the car.

Основными факторами, кроме указанного выше потока воздуха обтекающего автомобиль, являются его (автомобиля) габаритно-массовые характеристики и расположение колес на дорожном покрытии. Расположение колес и центр тяжести автомобиля постоянны, а центр давления воздушного потока на корпус автомобиля изменяемым параметром. Изменение положения центра давления (воздушного потока обтекающего автомобиль) относительно его центра масс приводит к изменению реакции связи дорожного покрытия на колеса автомобиля. Такое изменение позволяет контролировать сцепление колес, с дорожным покрытием увеличивая или уменьшая его уровень в зависимости от качества дорожного покрытия, условий эксплуатации транспортного средства, скорости, нагрузки на переднюю и/или заднюю ось автомобиля и прочих условий, определяющих безопасность дорожного движения.The main factors, in addition to the above-mentioned air flow around the car, are its (car) overall and mass characteristics and the location of the wheels on the road surface. The location of the wheels and the center of gravity of the car are constant, and the center of pressure of the air flow on the car body is a variable parameter. Changing the position of the center of pressure (the air flow around the car) relative to its center of mass leads to a change in the response of the road surface to the wheels of the car. Such a change allows you to control the adhesion of the wheels, increasing or decreasing its level with the road surface depending on the quality of the road surface, vehicle operating conditions, speed, load on the front and / or rear axle of the car and other conditions that determine road safety.

Необходимым устройством, обеспечивающим такой процесс, является резервуар, наполненный газом, например, гелием, с плотностью меньшей плотности воздуха. Смещение, отделение воздуха, «трущегося» о корпус автомобиля, осуществляют давлением газовой смеси, преимущественно на основе гелия из резервуара находящегося, например, в подкапотном пространстве автомобиля, через трубопроводы, соединяющие резервуар газогенератора, наполненного газом, с каналами и/или перфорациями на поверхности корпуса автомобиля.The necessary device for such a process is a tank filled with gas, for example, helium, with a density lower than that of air. Displacement, separation of air “rubbing” against the body of the car is carried out by the pressure of a gas mixture, mainly based on helium, from a tank located, for example, in the engine compartment of a car, through pipelines connecting the gas generator tank filled with gas with channels and / or perforations on the surface car body.

Резервуар, наполненный газом, преимущественно гелием, имеет клапан, например, электромагнитный, необходимый для выпуска газа в трубопровод по которому газ доставляется к месту применения. Трубопроводы соединяют резервуар с каналами и/или перфорациями на корпусе автомобиля, через которые осуществляют выброс газа в зону «трения» между воздушным потоком и корпусом автомобиля. Узлы крепления обеспечивают соединение резервуара и трубопроводов с корпусом автомобиля и каналами (перфорациями) на его корпусе. Устанавливается резервуар, например, в подкапотном пространстве автомобиля, а устройство управления открытием клапана размещается в кабине водителя, преимущественно на приборной стойке.The tank, filled with gas, mainly helium, has a valve, for example, electromagnetic, necessary for the release of gas into the pipeline through which the gas is delivered to the place of application. The pipelines connect the tank with channels and/or perforations on the car body, through which the gas is released into the "friction" zone between the air flow and the car body. Mounting units provide connection of the tank and pipelines with the car body and channels (perforations) on its body. The tank is installed, for example, in the engine compartment of the car, and the valve opening control device is located in the driver's cab, mainly on the instrument rack.

На Фиг. 1 показаны основные элементы автомобиля и внешней среды обеспечивавшие реализацию действий предлагаемого способа.On FIG. 1 shows the main elements of the car and the environment that ensured the implementation of the actions of the proposed method.

На Фиг. 2 показано изменение (перемещение) центра давления относительно центра масс автомобиля, в случае снижения воздушного напора на капот (нижняя часть корпуса).On FIG. 2 shows the change (movement) of the center of pressure relative to the center of mass of the car, in the case of a decrease in air pressure on the hood (lower part of the body).

На Фиг. 3 показано изменение (перемещение) центра давления относительно центра масс автомобиля. Увеличение воздушного давления на капот.On FIG. 3 shows the change (displacement) of the center of pressure relative to the center of mass of the vehicle. Increasing air pressure on the hood.

На Фиг. 4 показано увеличение момента воздушного потока относительно центра масс автомобиля. Повышение сцепления колес задней оси автомобиля.On FIG. 4 shows the increase in the moment of the air flow relative to the center of mass of the vehicle. Increasing the adhesion of the wheels of the rear axle of the car.

На Фиг. 5 показано уменьшение момента воздушного потока относительно центра масс автомобиля. Повышение сцепления колес передней оси автомобиля.On FIG. 5 shows the decrease in the moment of the air flow relative to the center of mass of the car. Increasing the adhesion of the wheels of the front axle of the car.

На Фиг. 6 показаны конструктивные элементы устройства, обеспечивающие действия способа, в составе корпуса автомобиля.On FIG. 6 shows the structural elements of the device that provides the operation of the method, as part of the car body.

На Фиг. 7 показаны конструктивные элементы устройства, обеспечивающие действия способа, в составе корпуса автомобиля.On FIG. 7 shows the structural elements of the device, which provide the operation of the method, as part of the car body.

На Фиг. 1 показаны основные элементы автомобиля и внешней среды обеспечивавшие реализацию действий предлагаемого способа.On FIG. 1 shows the main elements of the car and the environment that ensured the implementation of the actions of the proposed method.

Поз. 1 - центр масс автомобиля. Неизменяемый параметр в процессе передвижения. Поз. 2 - центр давления воздушного набегающего потока на корпус автомобиля. Поз. 3 - набегающий воздушный поток. Поз. 4 - реакция связи дорожного покрытия на колеса передней оси автомобиля.Pos. 1 - the center of mass of the car. An unchanging parameter during movement. Pos. 2 - the center of pressure of the air incoming flow on the car body. Pos. 3 - incoming air flow. Pos. 4 - the reaction of the connection of the road surface to the wheels of the front axle of the car.

Поз. 5 - реакция связи дорожного покрытия на колеса задней оси автомобиля. На Фиг. 2 показано изменение (перемещение) центра давления относительно центра масс автомобиля, в случае снижения воздушного напора Поз. 3 на капот (нижняя часть корпуса). Поз. 6 - рабочее тело, газ, например, гелий, обеспечивающий «отрыв» воздушного потока Поз. 3, например, на капоте автомобиля. Устранение трения воздушного потока на капот, как наиболее развитую часть корпуса, неизбежно приводит к смещению центра давления Поз. 2 воздушного потока. Центр давления Поз. 2 перемещается в верхнюю точку своего возможного расположения.Pos. 5 - the reaction of the connection of the road surface to the wheels of the rear axle of the car. On FIG. 2 shows the change (movement) of the center of pressure relative to the center of mass of the vehicle, in the case of a decrease in air pressure Pos. 3 on the hood (lower part of the body). Pos. 6 - working fluid, gas, for example, helium, providing "separation" of the air flow Pos. 3, for example, on the hood of a car. The elimination of friction of the air flow on the hood, as the most developed part of the body, inevitably leads to a shift in the center of pressure Pos. 2 airflow. Center of pressure Pos. 2 moves to the highest point of its possible location.

На Фиг. 3 показано перемещение центра давления относительно центра масс автомобиля. Увеличение воздушного давления на капот и уменьшение на корпус верхней части. Поз. 6 - рабочее тело, газ, например, гелий, обеспечивающий снижение трения воздушного потока Поз. 3, например, на корпус верхней части автомобиля. В этом случае центр давления Поз. 2 перемещается вниз, относительно центра масс Поз. 1 автомобиля.On FIG. 3 shows the displacement of the center of pressure relative to the center of mass of the vehicle. Increasing air pressure on the hood and decreasing on the upper body. Pos. 6 - working fluid, gas, for example, helium, providing a reduction in friction of the air flow Pos. 3, for example, on the body of the top of the car. In this case, the center of pressure Pos. 2 moves down relative to the center of mass Pos. 1 car.

На Фиг. 4 показано увеличение момента воздушного потока относительно центра масс автомобиля. Повышение сцепления колес задней оси автомобиля. Уменьшение трения воздушного потока Поз. 3 на корпусе нижней части автомобиля, и, как следствие, перемещение центра давления Поз. 2 вверх, относительно своего номинального расположения, приводит к изменению момента сил воздушного давления относительно центра масс Поз. 1 (увеличивается плечо А), что компенсируется увеличением реакции связи дорожного покрытии Поз. 5. Увеличение реакции связи дорожного покрытия объективно повышает сцепление колес задней оси автомобиля с дорожным покрытием.On FIG. 4 shows the increase in the moment of the air flow relative to the center of mass of the vehicle. Increasing the adhesion of the wheels of the rear axle of the car. Air flow friction reduction Pos. 3 on the body of the lower part of the vehicle and, as a result, the center of pressure moves Pos. 2 upwards, relative to its nominal location, leads to a change in the moment of air pressure forces relative to the center of mass Pos. 1 (shoulder A increases), which is compensated by an increase in the bond reaction of the road surface Pos. 5. Increasing the reaction of the road surface connection objectively increases the adhesion of the wheels of the rear axle of the car with the road surface.

На Фиг. 5 показано уменьшение момента воздушного потока относительно центра масс автомобиля. Повышение сцепления колес передней оси автомобиля. В том случае, если уменьшить трение воздушного потока в верхней части автомобиля, например, на крыше, путем введения газообразной «гелиевой смазки» Поз. 6 в зону контакта воздушного потока и корпуса, то центр давления Поз. 2 сместится в нижнее возможное положение (относительно номинального расположения). Момент воздушного потока, приложенный в центре давления, относительно центра масс автомобиля уменьшится и, соответственно уменьшится реакция связи Поз. 5 дорожного покрытия. Размер Б, показывает изменение опрокидывающего момента воздушного потока, приложенного в центре давления, относительно центра масс автомобиля.On FIG. 5 shows the decrease in the moment of the air flow relative to the center of mass of the vehicle. Increasing the adhesion of the wheels of the front axle of the car. In the event that the friction of the air flow in the upper part of the car, for example, on the roof, is reduced by introducing a gaseous "helium lubricant" Pos. 6 into the contact area between the airflow and the housing, then the center of pressure Pos. 2 will move to the lowest possible position (relative to the nominal position). The moment of the airflow applied at the center of pressure relative to the center of mass of the vehicle will decrease and, accordingly, the coupling reaction will decrease Pos. 5 pavement. Dimension B shows the change in the overturning moment of the air flow applied at the center of pressure relative to the center of mass of the vehicle.

На Фиг. 6 показаны основные элементы устройства, обеспечивающего выполнение действий способа. Резервуар Поз. 10, наполненный газом, например, гелием, водородом или иным составом располагается, преимущественно в подкапотном пространстве корпуса автомобиля Поз. 11. На корпусе автомобиля Поз 11 сформированы каналы и/или отверстия (перфорации), в местах предполагаемого выхода газа из резервуара Поз. 10. Резервуар Поз. 10, соединен с каналами и/или отверстиями трубопроводом Поз. 7, через который под давлением газ будет выходить в зону трения воздушного потока с корпусом автомобиля. Для выхода газа на резервуаре предполагается применение клапана, например, электромагнитного, с управлением из кабины автомобиля. Элемент управления включением клапана Поз. 8 устанавливается, например, на приборной панели и соединяется каналами связи Поз. 9, например, кабелем с клапаном открытия резервуара Поз. 10.On FIG. 6 shows the main elements of the device for performing the steps of the method. Reservoir Pos. 10, filled with gas, for example, helium, hydrogen or other composition, is located mainly in the engine compartment of the car body Pos. 11. Channels and / or holes (perforations) are formed on the car body Pos 11, in places where gas is supposed to escape from the reservoir Pos. 10. Reservoir Pos. 10, connected to channels and/or openings by piping Pos. 7, through which, under pressure, the gas will exit into the friction zone of the air flow with the car body. To release the gas on the tank, it is supposed to use a valve, for example, electromagnetic, controlled from the cab of the car. Valve activation control Pos. 8 is installed, for example, on the dashboard and connected by communication channels Pos. 9, e.g. cable with tank opening valve Pos. ten.

На Фиг. 7 показаны места выхода газа на поверхность корпуса автомобиля, например, капот. Участок выхода соответствует зоне максимального трения воздушного потока о корпус автомобиля. Формирование мест выхода осуществляется, преимущественно в виде (форме) каналов и/или отверстий Поз. 13, соединенных с трубопроводом резервуара.On FIG. 7 shows the places where gas escapes to the surface of the car body, for example, the hood. The exit section corresponds to the zone of maximum friction of the air flow against the car body. The formation of exit points is carried out, mainly in the form (shape) of channels and / or holes Pos. 13 connected to the pipeline of the tank.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

В процессе движения автомобиля, например, в сложных дорожных условиях, требуется увеличить или уменьшить сцепление колес с дорожным покрытием. Сцепление колес с дорожным покрытием, является определяющим фактором для безопасности дорожного движения. В условиях движения автомобиля Фиг. 1 формируется набегающий поток воздуха Поз. 3, который является действием прижимающим автомобиль к дорожному покрытию в местах его контакта с колесами автомобиля. В точках контакта колес автомобиля и дорожного покрытия действуют силы в форме реакции дорожного покрытия Поз. 4 и Поз. 5 на давление массы корпуса автомобиля, и набегающего потока воздуха. Равновесное состояние при движении автомобиля рассматриваем, как совокупность различных сил, приложенных к центру масс автомобиля Поз. 1, а набегающего потока воздуха Поз. 3 приложенного к центру давления Поз. 2.While driving, for example, in difficult road conditions, it is required to increase or decrease the grip of the wheels with the road surface. Road grip is a determining factor for road safety. Under vehicle driving conditions Fig. 1 air flow is generated Pos. 3, which is the action of pressing the vehicle against the road surface at the points of contact with the wheels of the vehicle. At the points of contact between the wheels of the car and the road surface, forces act in the form of the reaction of the road surface Pos. 4 and Pos. 5 on the pressure of the mass of the car body, and the oncoming air flow. We consider the equilibrium state during the movement of the car as a combination of various forces applied to the center of mass of the car Pos. 1, and the oncoming air flow Pos. 3 applied to the center of pressure Pos. 2.

Для увеличения сцепления, например, колес задней оси автомобиля, необходимо увеличить силу реакции связи Поз. 5 на колесо. Для этого необходимо изменить расположение центра давления Поз. 2 относительно центра масс автомобиля Поз. 1. Перемещение центра давления набегающего воздушного потока Поз. 2 от места его номинального расположения в максимально удаленную зону обеспечит перераспределение моментов сил действующих на центр масс автомобиля, и, как следствие, увеличение реакции связи Поз. 5 дорожного покрытии на колеса задней оси. Перемещение центра давления Поз. 2 воздушного потока Поз. 3 осуществляется изменением процесса обтекания воздушного потока Поз. 3 корпуса автомобиля (см. Фиг. 2). В нижнюю часть корпуса, соприкасающегося с воздушным потоком Поз. 3, например, на внешнюю сторону капота автомобиля, вводится поток газа, например, гелия или водорода, или иного газа имеющего плотность меньше плотности воздуха, обтекающего автомобиль. Введенный газ Поз. 6, отодвигает полностью или частично воздушный поток Поз. 3, перераспределяя его давление на верхнюю часть корпуса автомобиля см. Фиг. 2. Увеличивая его плотность и давление на поверхность корпуса, что приводит, соответственно, к перемещению центра давления Поз. 2 и увеличению момента сил воздушного напора относительно центра масс автомобиля. Повышение момента сил воздушного напора, приложенного к центру давления Поз. 2 (Фиг. 4) неизбежно приводит к увеличению реакции связи Поз. 5 (уравновешивающей момент вызванный смещением центра давления Поз. 2 воздушного потока Поз. 3) и, соответственно увеличению сцепления колес задней оси с дорожным покрытием.To increase the adhesion, for example, of the wheels of the rear axle of the car, it is necessary to increase the reaction force of the connection Pos. 5 per wheel. To do this, change the position of the center of pressure Pos. 2 relative to the vehicle's center of mass Pos. 1. Moving the center of pressure of the incoming air flow Pos. 2 from its nominal location to the most remote zone will ensure the redistribution of the moments of forces acting on the center of mass of the vehicle, and, as a result, an increase in the coupling response Pos. 5 pavement on the rear axle wheels. Moving center of pressure Pos. 2 airflow Pos. 3 is carried out by changing the process of flow around the air flow Pos. 3 car bodies (see Fig. 2). Into the lower part of the housing in contact with the air flow Pos. 3, for example, on the outer side of the hood of the car, a gas flow is introduced, for example, helium or hydrogen, or another gas having a density less than the density of the air flowing around the car. Injected gas Pos. 6, retracts the air flow in whole or in part Pos. 3, redistributing its pressure to the upper part of the car body, see FIG. 2. By increasing its density and pressure on the body surface, which leads, respectively, to the displacement of the center of pressure Pos. 2 and an increase in the moment of air pressure forces relative to the center of mass of the vehicle. Increasing the moment of forces of air pressure applied to the center of pressure Pos. 2 (Fig. 4) inevitably leads to an increase in the coupling reaction Pos. 5 (balancing moment caused by the displacement of the center of pressure Pos. 2 of the air flow Pos. 3) and, accordingly, increasing the grip of the rear axle wheels with the road surface.

Работа устройств обеспечивающих выполнение действий по изменению расположения центра давления показаны на Фиг. 6. В случае заноса автомобиля, например, заднеприводного, и потерей сцепления колес задней оси с дорогой водитель активирует резервуар Поз. 10 наполненный газом, например, гелием. Активация резервуара с газом заключается в открытии выпускного клапана резервуара, который управляется из кабины водителя. Управляющий сигнал, от узла включения Поз. 8 по кабельной сети Поз. 9 включает выпускной клапан резервуара 10 и газ из резервуара 10 по трубопроводу Поз. 7 поступает в отверстия и/или каналы Поз. 13, расположенные, например, на капоте Поз. 12 автомобиля. Выпускаемый газ внедряется между поверхностью капота Поз. 12 и набегающим воздушным потоком Поз. 3, отодвигая (перемещая) последний от корпуса. Набегающий поток перераспределяется, усиливая давление в тех местах, в которых нет вводимого газа. Одновременно, изменяется расположение центра давления Поз. 2 набегающего воздушного потока Поз. 3. Центр давления Поз. 2 перемещается в верхнюю точку на корпусе автомобиля (см. Фиг. 2). Изменение расположения центра давления Поз. 2 приводит к перераспределению силовых факторов действующих относительно центра масс Поз. 1 (см. Фиг. 4). Следствием такого перераспределения является увеличение реакции связи дорожного покрытия Поз. 5 и неизбежное повышение сцепления колес задней оси с дорогой. Повышение сцепления объективно устраняет условия заноса автомобиля и, соответственно, повышает безопасность дорожного движения.The operation of the devices providing the execution of actions to change the location of the center of pressure is shown in Fig. 6. In the event of a skid, for example, a rear-wheel drive vehicle, and loss of adhesion of the rear axle wheels to the road, the driver activates the reservoir Pos. 10 filled with gas, such as helium. Activation of the gas tank consists in opening the tank outlet valve, which is controlled from the driver's cab. Control signal, from switching unit Pos. 8 via cable network Pos. 9 includes the outlet valve of the tank 10 and the gas from the tank 10 through the pipeline Pos. 7 enters the holes and / or channels Pos. 13 located, for example, on the hood Pos. 12 cars. The escaping gas penetrates between the surface of the hood Pos. 12 and ram air Pos. 3, moving (moving) the latter from the body. The oncoming flow is redistributed, increasing the pressure in those places where there is no injected gas. At the same time, the location of the pressure center Pos. 2 ram air Pos. 3. Center of pressure Pos. 2 moves to the top point on the car body (see Fig. 2). Changing the location of the center of pressure Pos. 2 leads to a redistribution of force factors acting relative to the center of mass Pos. 1 (see Fig. 4). The consequence of this redistribution is an increase in the reaction of the connection of the pavement Pos. 5 and the inevitable increase in the grip of the rear axle wheels with the road. Increasing the clutch objectively eliminates the conditions for skidding the car and, accordingly, increases road safety.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в управлении сцеплением колес автомобиля с дорожным покрытием. Возможность технического управления сцеплением колес автомобиля с дорожным покрытием повышает управляемость автомобиля и существенно влияет на такой параметр, как безопасность.The technical result of the proposed technical solution is to control the grip of the wheels of the car with the road surface. The ability to technically control the grip of the car's wheels with the road surface increases the controllability of the car and significantly affects such a parameter as safety.

Claims (2)

1. Способ управления сцеплением автомобиля с дорожным покрытием при движении автомобиля, заключающийся в перемещении пограничного слоя воздушного потока, обтекающего автомобиль, отличающийся тем, что смещение воздушного потока осуществляют давлением газовой смеси, преимущественно на основе водорода и/или гелия, из резервуара, находящегося преимущественно в подкапотном пространстве автомобиля, через трубопроводы, соединяющие резервуар газогенератора, наполненного газом, с каналами на поверхности корпуса автомобиля.1. A method for controlling the grip of a car with a road surface when the car is moving, which consists in moving the boundary layer of the air flow around the car, characterized in that the displacement of the air flow is carried out by the pressure of a gas mixture, mainly based on hydrogen and / or helium, from a reservoir located mainly in the engine compartment of the car, through pipelines connecting the tank of the gas generator filled with gas with channels on the surface of the car body. 2. Устройство, обеспечивающее управление сцеплением автомобиля с дорожным покрытием, содержащее корпус автомобиля, резервуар, наполненный газом, преимущественно водородом и/или гелием, клапан, например электромагнитный, трубопроводы, соединяющие резервуар с каналами или отверстиями на корпусе автомобиля, узлы крепления резервуара и трубопроводов, отличающееся тем, что резервуар установлен преимущественно в подкапотном пространстве автомобиля, а устройство управления открытием клапана размещено в кабине водителя, преимущественно на приборной стойке.2. A device for controlling the adhesion of a vehicle to a road surface, comprising a vehicle body, a reservoir filled with gas, mainly hydrogen and / or helium, a valve, for example, an electromagnetic valve, pipelines connecting the reservoir with channels or openings on the vehicle body, tank and pipeline attachment points , characterized in that the tank is installed mainly in the engine compartment of the car, and the valve opening control device is located in the driver's cab, mainly on the instrument rack.
RU2021103181A 2021-02-10 2021-02-10 Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation RU2769250C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103181A RU2769250C1 (en) 2021-02-10 2021-02-10 Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103181A RU2769250C1 (en) 2021-02-10 2021-02-10 Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769250C1 true RU2769250C1 (en) 2022-03-29

Family

ID=81076113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021103181A RU2769250C1 (en) 2021-02-10 2021-02-10 Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769250C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU850475A1 (en) * 1979-10-29 1981-07-30 Казахский Научно-Исследовательскийи Проектный Институт Автомобильноготранспорта Vehicle body fairing
SU1759716A1 (en) * 1990-07-23 1992-09-07 Научно-исследовательский институт механики МГУ им.М.В.Ломоносова Device for reducing aerodynamic resistance
RU2163207C1 (en) * 2000-02-04 2001-02-20 Гуляев Дмитрий Анатольевич Aero(hydro)dynamic device
RU2281884C2 (en) * 2004-08-27 2006-08-20 Владимир Михайлович Низовцев Method of change of aerodynamic resistance during motion of transport facility in air medium and device for realization of this method
RU2474513C2 (en) * 2007-05-25 2013-02-10 Зе Боинг Компани Device and method for controlling plasma flow at aerofoil trailing edge
US8668243B2 (en) * 2009-07-23 2014-03-11 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle boundary layer air flow control structure
RU2016144406A (en) * 2016-11-11 2018-05-11 Владимир Анатольевич Бороздин A method for changing the flow dynamics in a multi-purpose complex of polygeneration and energy recovery systems in the energy sector and designed networks and engineering support systems, initiated by direct and / or indirect exposure to a rational harmonized set of devices and / or processes that generate directional flow of flows and integrate their kinetic and other necessary energy into closed technological cycles of structures and / or units using a network of channels and / or cavities having the energy potential of the manifold casing-protective properties

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU850475A1 (en) * 1979-10-29 1981-07-30 Казахский Научно-Исследовательскийи Проектный Институт Автомобильноготранспорта Vehicle body fairing
SU1759716A1 (en) * 1990-07-23 1992-09-07 Научно-исследовательский институт механики МГУ им.М.В.Ломоносова Device for reducing aerodynamic resistance
RU2163207C1 (en) * 2000-02-04 2001-02-20 Гуляев Дмитрий Анатольевич Aero(hydro)dynamic device
RU2281884C2 (en) * 2004-08-27 2006-08-20 Владимир Михайлович Низовцев Method of change of aerodynamic resistance during motion of transport facility in air medium and device for realization of this method
RU2474513C2 (en) * 2007-05-25 2013-02-10 Зе Боинг Компани Device and method for controlling plasma flow at aerofoil trailing edge
US8668243B2 (en) * 2009-07-23 2014-03-11 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle boundary layer air flow control structure
RU2016144406A (en) * 2016-11-11 2018-05-11 Владимир Анатольевич Бороздин A method for changing the flow dynamics in a multi-purpose complex of polygeneration and energy recovery systems in the energy sector and designed networks and engineering support systems, initiated by direct and / or indirect exposure to a rational harmonized set of devices and / or processes that generate directional flow of flows and integrate their kinetic and other necessary energy into closed technological cycles of structures and / or units using a network of channels and / or cavities having the energy potential of the manifold casing-protective properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9643665B2 (en) Adjustable splitter for a motor vehicle
Reif Brakes, brake control and driver assistance systems
Horne et al. Pneumatic tire hydroplaning and some effects on vehicle performance
US9957000B1 (en) Downforce-enhancement of an automobile-type diffuser using two devices
EP1401692B1 (en) Hybrid air boost vehicle and method for making same
US10035548B2 (en) Active spoiler for a motor vehicle
US9975585B2 (en) Active dive-planes for a motor vehicle
CN104097701A (en) Method and system for vehicle stability control by assistance of driving air power
JP2004509006A (en) Method of controlling braking force on wheels of a single-track vehicle and braking device for performing the method
US20190092402A1 (en) Adjustable splitter system for a motor vehicle
CN102164812A (en) Land vehicle provided with an internal air flow propulsion system
US20180009450A1 (en) System for Repositioning Weight in Response to Vehicle Speed
WO2021028234A1 (en) Vehicle
RU2769250C1 (en) Method for controlling the car's traction with the road surface and a device for its implementation
Yi et al. An investigation of intelligent cruise control laws for passenger vehicles
El-Fatah et al. A comparative study of different control methods for anti-lock braking system (ABS)
US9688321B2 (en) Downforce generation system for a vehicle
CN104816586B (en) It is a kind of to improve the system of operating conditions and its application between operating body and delivery basal plane
Kost Basic principles of vehicle dynamics
Yamamoto et al. Aerodynamic influence of a passing vehicle on the stability of the other vehicles
MX2021013114A (en) System and apparatus for increasing downward force exerted on the aft end of a motor vehicle.
CN202053881U (en) Extended-range air power automobile
US2172567A (en) Wind brake
Ramar et al. Influence of various aerodynamic setups for enhancing car braking
Jiaxing ANALYSIS AND RESEARCH ON DYNAMIC CHARACTERISTICS OF RAILWAYWAY VEHICLE BRAKING SYSTEM