SE532164C2 - Förbättring av de aerodynamiska egenskaperna hos markfordon - Google Patents

Description

25 30 system för att förbättra aerodynamiken.

Exempelvis beskriver US-patenten nr 3,910,623, nr 4,460,055, nr 5,407,245 och nr 5,908,217 olika konstruktioner avsedda att styra ett fordons aerodynamiska egenskaper genom att motta luft via ett eller flera intag på fordonets karossytor, mata ut den- na luft genom ett eller flera utsläpp och därigenom minska for- donets luftmotstånd, eller på annat sätt förbättra fordonets aero- dynamiska egenskaper.

Den publicerade internationella patentansökan WO 2006/080873 beskriver hur de aerodynamiska egenskaperna hos landfordon med trubbig kaross förbättras med hjälp av luftmodulatorer, vilka vardera inkluderar ett antal öppningar som är anordnade längs en väsentligen rak linje. Luftmodulatorerna styrs att alstra utgå- ende luft i form av luftvirvlar utanför varje öppning. Dessa luft- virvlar har rotationsaxlar som i närheten av öppningarna är vä- sentligen vinkelräta mot framåtriktningen hos fordonet. Företrä- desvis beror oscilleringsfrekvensen av fordonets hastighet.

US-patentet nr 6,378,932 redogör för en annan lösning för att minska ett landfordons luftmotstànd. Här styrs en aktiv flödespà- verkande struktur pà ett periodiskt sätt, så att tidsberoende störningar introduceras i luftflödet kring fordonet. Även i det här fallet är frekvensen hos störningarna med fördel en funktion av fordonets hastighet. En väghastighetssensor kan således ansva- ra för alstring av en styrsignal till den flödespàverkande struktu- ren. Även om ovannämnda aktiva flödeskonstruktioner allmänt sett är effektivare än de tidigare konstruktionerna med ett konstant/ icke-varierande flöde kan de aktiva flödeskonstruktionerna vara ofördelaktiga eftersom de fordrar mera komplexa, otillförlitliga och/eller dyra styrorgan. 10 15 20 25 30 Lä? 'ä Grå SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Ett syfte med uppfinningen är därför att tillhandahålla en lösning vilken mildrar ovannämnda problem och således möjliggör en okomplicerad, kostnadseffektiv, tillförlitlig och ändå flexibel och adaptiv aerodynamikstyrning för landfordon.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås dessa syften genom det inledningsvis beskrivna luftflödesstyrsystemet, varvid luftmo- dulatorn inkluderar ett ventilorgan som är styrbart av den inkom- mande luften. Specifikt är ventilorganet konfigurerat att styra os- cilleringsfrekvensen som svar på en flödesmagnitud hos den in- kommande luften.

En viktig fördel som uppnås genom detta system är att oscille- ringsfrekvensen kan varieras beroende på fordonshastigheten på ett mycket okomplicerat sätt.

Enligt en utföringsform av den här aspekten av uppfinningen in- kluderar luftflödesstyrsystemet ett trycksättningsorgan som är konfigurerat att motta omgivande luft från utsidan av fordonet och tillföra tryckluft till luftmodulatorn. Luftmodulatorn är vidare konfigurerad att alstra störflödet baserat på tryckluften. Därmed kan en adekvat amplitud hos störflödet garanteras oavsett fordo- nets hastighet.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av uppfinnin- gen är också trycksättningsorganet konfigurerat att motta inkom- mande luft via en extern yta hos fordonet. Dessutom är luftmo- dulatorn konfigurerad att alstra störflödet så att en maximal magnitud därav beror av flödesmagnituden hos den inkommande luften. Normalt sett är det nämligen föredraget om både frekven- sen och amplituden hos störflödet är funktioner av fordonshas- tigheten, eller snarare positivt korrelerade med flödet av inkom- mande luft.

Enligt ännu en annan utföringsform av den här aspekten av upp- finningen inkluderar trycksättningsorganet en kompressor kon- 10 15 20 25 30 figurerad att motta den inkommande luften, och som svar därtill alstra tryckluften. Därmed kan effektiviteten hos konstruktionen ökas ytterligare.

Enligt ytterligare ännu en annan utföringsform av den här aspek- ten av uppfinningen inkluderar luftmodulatorn ett tuborgan med åtminstone en ejektoröppning till en inre volym av tuborganet.

Ett roterbart organ är anordnat inuti den inre volymen av tub- organet, och det roterbara organet är konfigurerat att medge att en varierande mängd av tryckluften passerar ut genom den åt- minstone en ejektoröppningen för att utgöra en komponent i störflödet. Detta ger en högeligen effektiv och okomplicerad styrning av störflödet. Exempelvis kan det roterbara organet in- kludera åtminstone ett blockerande organ, och detta organ kan vara konfigurerat att: täcka en av den åtminstone en ejektoröpp- ningen då det roterande organet har en rotationsvinkel inom åt- minstone ett första vinkelområde, och frilägga nämnda ejektor- öppning/ar då det roterande organet har en rotationsvinkel inom åtminstone ett andra vinkelomráde.

Enligt en vidare utföringsform av den här aspekten av uppfinnin- gen har det åtminstone ett blockerande organet åtminstone en inre öppning konfigurerad att medge genompassage av tryckluf- ten inuti den inre volymen av tuborganet. Således kan tryckluf- ten fördelas relativt jämt inom luftmodulatorn.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av uppfinnin- gen har det roterande organet en central axel till vilken det åt- minstone ett blockerande organet är anslutet. Den centrala axeln har ett inre hålrum som är konfigurerat att transportera tryckluften. Företrädesvis inkluderar den centrala axeln åtmins- tone en öppning vilken förbinder det inre hålrummet hos den centrala axeln med den inre volymen av tuborganet. Därmed kan tryckluften enkelt förmedlas till respektive ejektoröppning.

Enligt ytterligare en annan utföringsform av den här aspekten av uppfinningen är det åtminstone ett blockerande organet konfi- 10 15 20 25 30 LIF l išltïl F-ii nä! fr! .Läs gurerat att medge att tryckluften flödar inuti tuborganet parallellt med den centrala axeln till vilken det åtminstone ett blockerande organet är anslutet. Detta är fördelaktigt eftersom det både un- derlättar förmedling av tryckluft till ejektoröppningarna och möj- liggör en jämn luftfördelning inuti luftmodulatorn.

Enligt ännu en annan utföringsform av den här aspekten av upp- finningen inkluderar luftflödessystemet ett fläktorgan och åt- minstone en ledning anordnad att förmedla den inkommande luften till fläktorganet. Fläktorganet är mekaniskt förbundet med det roterbara organet, så att en rotation därav förorsakas som svar på en rotation av fläktorganet, och nämnda ledning/ar för- ser i sin tur fläktorganet med luft då fordonet framförs. Därmed kommer luftmodulatorn att alstra störflödet så att dess frekvens beror av fordonets hastighet. ' Enligt en ytterligare utföringsform av den här aspekten av upp- finningen inkluderar luftflödessystemet en växellåda som för- binder fläktorganet med det roterbara organet. Naturligtvis med- ger detta en förbättrad flexibilitet vad gäller förhållandet mellan fordonshastigheten och oscilleringsfrekvensen hos störflödet.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen uppnås dessa syften genom det inledningsvis beskrivna fordonet, varvid fordonet in- kluderar åtminstone ett av de ovan föreslagna luftflödessyste- met. Luftmodulatorn hos vardera system är här anordnad pà for- donet så att då fordonet färdas med en viss hastighet en virvel- bildningsmängd bakom fordonet är lägre än om fordonet hade färdats med denna hastighet utan det åtminstone ett systemet.

Enligt en utföringsform av den här aspekten av uppfinningen är varje luftmodulator anordnad så att ejektoröppning/en/arna där- av befinner sig nedströms om en flödesseparationslinje vid vil- ken flödesseparation skulle ha uppstått vid framförande av for- donet om inget störflöde hade alstrats. Vid sådana placeringar interagerar nämligen luftmodulatorerna effektivt med luftfiödet kring fordonet. Luftmodulatorerna kan anordnas väsentligen på 10 15 20 25 30 šifšíššf vilken yttre fordonsyta som helst, det vill säga på den huvudsak- liga övre ytan, bottenytan, pà sidoytorna och/eller på den bakre ytan.

Enligt en annan utföringsform av den här aspekten av uppfinnin- gen är det åtminstone ett luftintaget hos Iuftflödesstyrningssys- temet anordnat pà den allmänna frontytan av fordonet. Företrä- desvis är ett eller flera luftintag anordnade i så kallade hög- tryckszoner pà fordonets kaross. En högtryckszon är ett område i närheten av vilket det vid framfart av fordonet utvecklas ett lufttryck som väsentligen överstiger tryckniván vid luftmodula- torn (det vill säga där störflödet introduceras till luftflödet kring fordonet). I flesta fall innebär detta att trycknivån i högtryckszo- nen väsentligen överstiger atmosfärens trycknivå.

Utöver de ovan nämnda fördelarna är uppfinningen fördelaktig genom att den reducerar den nedsmutsning av fordonets yttre ytor som beror av de globala luftvirvlarna bakom fordonet. Dess- utom kan man genom att tillämpa uppfinningen minska den ge- nomsnittliga vindbrusnivån.

Ytterligare fördelar, fördelaktiga särdrag och tillämpningar av föreliggande uppfinning kommer att framgå av den efterföljande beskrivningen och de beroende patentkraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med hjälp av ut- föringsformer, vilka beskrivs som exempel, och med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Figur1 illustrerar hur virvelbildning uppstår bakom land- fordon utan några luftflödesstyrmekanismer, Figur 2 visar ett landfordon utrustat med ett luftflödesstyr- system enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur 3 illustrerar schematiskt hur inkommande luft an- vänds för att styra oscilleringsfrekvensen hos 10 15 20 25 30 störflödet enligt en utföringsform av uppfinningen, Figur 4a-c illustrerar funktionen hos det föreslagna ventil- organet hos luftmodulatorn enligt en första utfö- ringsform av uppfinningen, och Figur 5a-c illustrerar funktionen hos det föreslagna ventilor- ganet hos luftmodulatorn enligt en andra utfö- ringsform av uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Vi hänvisar inledningsvis till Figur 1, vilken visar ett landfordon 10 som färdas i en framåtriktning DF. Fordonet 10 är inte utrustat med några luftflödesstyrmekanismer. Därför uppstår till följd av fordonets 10 uttalat trubbiga karossform en relativt stor mängd virvelbildning 16 bakom fordonet 10.

Figur 2 visar en sidovy av ett landfordon 100 utrustat med ett luftflödesstyrsystem enligt en utföringsform av uppfinningen. l Figur 2 inkluderar systemet tre luftmodulatorer 210a, 210b res- pektive 210c. Enligt uppfinningen är emellertid godtyckligt antal luftmodulatorer tänkbart. Dessutom är, även om fordonet 100 i Figur 2 exemplifierar en lastbil, uppfinningen lika tillämplig på andra typer av landfordon, såsom bussar, tåg, dragfordon, per- sonbilar, svävfarkoster och motorcyklar. l vilket fall som helst förutsätts det att fordonet har en kaross med en yttre yta som in- kluderar en allmän frontyta 110, en bottenyta 115, en huvud- saklig övre yta 120, två sidoytor, och en bakre yta 140. Så som framgår av Figur 2 sträcker sig den allmänna frontytan 110 även över en nästan horisontell yta av fordonets hytt. l den här besk- rivningen definieras nämligen en övergång mellan den allmänna frontytan 110 och den huvudsakliga övre ytan 120 ingå i den främre delen av ett fordon med en horisontell övre yta av av- sevärd längd. För lastbilar begränsas således normalt sett den allmänna övre ytan 120 av fram- och bakkanterna av fordonets lastutrymme. För andra typer av fordon kan emellertid andra begränsningar vara tillämpliga. 10 15 20 25 30 35 ”IE-Ed Luftmodulatorerna 210a, 210b och 210c är konfigurerade att påverka luftflödet F kring fordonet 100 så att då fordonet färdas med en viss hastighet (och vid vissa vindförhällanden) fordonets 100 luftmotstånd är lägre än om fordonet 100 hade färdats med denna hastighet (och vid dessa vindförhàllanden) utan systemet.

Exempelvis kan det föreslagna systemet alstra småskaliga luft- virvlar i närheten av skjuvlagren hos luftflödet F kring fordonet 100. Detta stör i sin tur luftflödet F och försvagar således styr- kan hos eventuella globala luftvirvlar bakom fordonet 100.

Luftflödesstyrsystemet enligt uppfinningen inkluderar åtminstone ett luftintag 241' och 251' anpassat att motta inkommande luft AD, via en yttre yta hos fordonet 100. Luftlntagen exemplifieras här av en central öppning 241' i frontytan 110 och en högt pla- cerad öppning 251' i angränsning till den huvudsakliga övre ytan 120. Enligt uppfinningen kan luftintagen placeras på godtycklig ytteryta av fordonet 100. Icke desto mindre är enligt en föredra- gen utföringsform av uppfinningen åtminstone ett luftintag an- ordnat i en sà kallad högtryckszon på fordonets kaross. En hög- tryckszon är en karossyta i närheten av vilken det under framfart av fordonet 100 utvecklas ett tryck som väsentligen överstiger trycknivän där luftmodulatorn 210 befinner sig (det vill säga där störflödet FD introduceras i luftflödet F kring fordonet 100). Såle- des kan trycknivån i högtryckszonen vara en faktor 1,1 eller me- ra av det omgivande lufttrycket utanför luftmodulatorn 210. Det är fördelaktigt att anordna luftintagen i högtryckszoner eftersom därmed förhållandevis höga flöden av inkommande luft Am kan åstadkommas med hjälp av relativt små öppningar i fordonets 100 ytteryta. Förutsatt att trycknivän i högtryckszonen överstiger den allmänna atmosfärstrycksnivàn kan dessutom ett intag av luft Am från en högtryckszon mildra de luftmotståndseffekter som en sådan zon normalt är förknippad med. Exempelvis kan mäng- den oönskade separationszoner minskas.

Luftflödesstyrsystemet inkluderar även en luftmodulator 210 konfigurerad att alstra ett störflöde FD, som påverkar luftflödet F kring fordonet 100. Störflödet FD har en intensitet som varierar 10 15 20 25 30 med en oscilleringsfrekvens. För att åstadkomma detta inklude- rar luftmodulatorn ett ventilorgan vilket är styrbart av den inkom- mande luften Am. Specifikt är det föreslagna ventilorganet konfi- gurerat att styra oscilleringsfrekvensen som svar på en flödes- magnitud hos den inkommande luften Am som mottas via luftin- tagen 241' och 251'. Eftersom, allmänt sett, flödesmagnituden hos den inkommande luften Am är positivt korrelerad med for- donshastigheten kommer en relativt hög fordonshastighet att resultera i en förhållandevis hög oscilleringsfrekvens, och vice versa, kommer en relativt làg fordonshastighet att resultera i en förhållandevis làg oscilleringsfrekvens.

Ventilorganens konstruktion kommer att diskuteras i detalj ne- dan med hänvisning till Figur 3, 4 och 5. Som framgår från des- sa ritningar har varje luftmodulator 210a, 210b och 210c åtmins- tone en ejektoröppning. Enligt en utföringsform av uppfinningen är åtminstone en av luftmodulatorerna 210a, 210b och 210c an- ordnad så att dess ejektoröppningar befinner sig nedströms om en flödesseparatlonslinje FSL vid vilken flödesseparation skulle ha uppstått under framfart av fordonet 100 om inget störflöde FD hade alstrats av ifrågavarande luftmodulator. Oaktat eventuella flödesseparationslinjer FSL kan naturligtvis de föreslagna luft- modulatorerna 210a, 210b och/eller 210c anordnas på vilken ytteryta som helst av fordonet 100, det vill säga på den huvud- sakliga övre ytan 120, bottenytan 115, sidoytorna och eller den bakre ytan 140.

På ett fordon, vilket till skillnad från fordonet 100 som visas i Figur 2, har relativt rundade kanter mellan den bakre ytan och sidoytorna, mellan den bakre ytan och bottenytan och/eller mellan den bakre ytan och den övre ytan kan luftmodulatorerna med fördel anordnas något närmare fordonets mittpunkt.

Det bör hållas i åtanke att positionerna för luftmodulatorerna 210a, 210b och 210c som visas i Figur 2 endast utgör illustre- rande exempel på lämpliga placeringar. Enligt uppfinningen kan emellertid luftmodulatorerna lika väl placeras vid de bakre ytor- 10 15 20 25 30 åšíïïf-šiï 'i Säg 10 na av eventuella stänkskärmar på fordonet 100. Dessutom kan en luftmodulator vara anordnad längs en karosslinje hos fordo- net 100 där flödesseparation uppstår. Om fordonet 100 har en utskjutande motorhuv kan således luftmodulatorer även placeras i närheten av denna huvs eventuella kanter.

I syfte att förbättra effektiviteten hos Iuftflödesstyrsystemet kan systemet inkludera ett trycksättningsorgan 250 konfigurerat att motta omgivande luft utanför fordonet 100 och tillföra tryckluft Fp (det vill säga luft med förhöjt tryck) till luftmodulatorn 210. l ett sådant fall är luftmodulatorn 210a, 210n och/eller 210c konfigurerad att alstra störflödet FD baserat på tryckluften Fp.

Givetvis utesluter inte detta att en eller flera av luftmodulatorer- na även mottar inkommande luft Ai., direkt från åtminstone ett luftintag 241' och/eller 251”.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är trycksättningsorganet 250 konfigurerat att motta inkommande luft Am via en ytteryta hos fordonet 100, exempelvis genom ett eller flera luftintag 241' och/eller 251' så som illustreras i Figur 2. Luftmodulatorn 210 är konfigurerad att alstra störflödet FD så att en maximal amplitud därav beror av flödesmagnituden av den inkommande luften Am.

Därmed är störflödets FD magnitud, vid givna vindförhållanden, proportlonell mot fordonshastigheten. Med andra ord är en topp- till-toppamplltud av en lufthastighet hos den luft vilken matas ut från varje öppning förhållandevis hög för relativt höga fordons- hastigheter, och vice versa, förhållandevis låg för relativt låga fordonshastigheter. Företrädesvis motsvarar topp-till-toppampli- tuden ungefär 0,5 gånger till ungefär 10 gånger fordonshastig- heten, och mera föredraget är topp-till-toppamplltuden ekviva- lent med ungefär 1 gång till ungefär 3 gånger fordonshastighe- ten. Fordonshastigheten representerar här den så kallade fri- strömshastigheten, det vill säga den hastighet med vilken Iuftflö- det F passerar fordonet 100.

Enligt en utföringsform av uppfinningen inkluderar trycksätt- ningsorganet 250 i sin tur en kompressor 260 och en trycktank 10 15 20 25 30 11 270. Kompressorn 260 är konfigurerad att motta den inkomman- de luften Am (det vill säga via luftintaget 251'), och som svar därtill alstra tryckluft Fp, som tillförs trycktanken 270. Som ett komplement, eller alternativ därtill, kan emellertid trycktanken 270 motta den inkommande luften Am från ett luftintag 241', fö- reträdesvis via ett ventilorgan 280. Ventilorganet möjliggör styr- ning av det inkommande luftflödet till trycktanken 270, så att trycknivàn däri därmed kan justeras.

Vi hänvisar nu till Figur 3, som schematiskt illustrerar hur den inkommande luften Am används för att styra oscilleringsfrekven- sen hos störflödet FD enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 3 visar symboliskt ett antal luftintag 241', 242' upp till 24n' för mottagande av inkommande luft Am. Av tydlighetsskäl visas vidare symboliskt att ledningarna 241, 242 upp till 24n är för- bundna med en gemensam ledning 240 till en luftmodulator 210.

Enligt uppfinningen kan emellertid godtyckligt antal luftintag 2412 2422 24n' användas för att mata inkommande luft Am till godtyckligt antal luftmodulatorer 210.

I alla händelser är, så som nämnts ovan, luftintagen 2412 242', 24n' anpassade att via en yttre yta hos fordonet 100 motta in- kommande luft Am; och luftmodulatorn 210 är konfigurerad att alstra ett störflöde FD som påverkar luftflödet F kring fordonet 100. Störflödet FD har en intensitet som varierar med en oscille- ringsfrekvens, vilken i sin tur beror av flödesmagnituden hos den inkommande luften Am. Enligt uppfinningen àstadkoms detta för- hållande med hjälp av ett ventilorgan 220 i luftmodulatorn 210.

Ventilorganet 220 är konfigurerat att styra oscilleringsfrek- vensen som svar på flödesmagnituden hos den inkommande luf- ten Am.

Enligt en utföringsform av uppfinningen inkluderar luftmodula- torn 210 ett tuborgan 225, som har åtminstone en ejektoröpp- ning 211a, 211b och 211c. Var och en av dessa öppningar 211a, 211b respektive 211c förbinder en inre volym hos tuborganet 225 med en omgivande luften utanför fordonet 100. Dessutom är 10 15 20 25 30 flšfë 12 ett roterbart organ 220 anordnat inuti den inre volymen av tubor- ganet 225, vilket roterande organ 220 är konfigurerat att medge att en varierande mängd av tryckluften Fp passerar ut genom den åtminstone en ejektoröppningen 211a, 211b och 211c för att utgöra en komponent i störfiödet FD.

Enligt en utföringsform av uppfinningen inkluderar det roterbara organet 225 i sin tur ett blockerande organ. Olika konstruktioner av det blockerande organet diskuteras nedan med hänvisning till Figur 4 och 5. l samtliga konstruktioner är emellertid det blocke- rande organet konfigurerat att omväxlande täcka och frilägga en eller flera ejektoröppningar 211a, 211b och/eller 211c då det ro- terbara organet 220 roteras inuti tuborganet 225. Som ett resul- tat därav kommer intensiteten av störfiödet FD att variera över ti- den.

Ejektoröppningarna 211a, 211b och 211c hos luftmodulatorn 210 kan representeras av slitsar eller hål, och är företrädesvis an- ordnade i en uppsättning bredvid varandra längs en väsentligen rät linje. Ejektoröppningarnas form kan vara cirkulär, oval eller vara av polygontyp. Varje slits har en breddimension och en längddimension, där längddimensionen företrädesvis är flera gånger större än breddimensionen. Breddimensionen kan ligga i ett intervall från omkring 0,1 mm till omkring 10 mm (mera före- draget 0,3-2,0 mm), och längddimensionen kan ligga i ett inter- vall från omkring 30 mm till omkring 300 mm. Dessutom är upp- sättningen ejektoröppningar med fördel placerade bredvid va- randra längs en väsentligen rät linje, som är parallell med varje slits längddimension.

Icke desto mindre är luftmodulatorn 210 med fördel konfigurerad att mata ut oscillerande luft från varje ejektoröppning 211a, 211b och 211c på ett sådant sätt att luftvirvlar FD skapas utanför öppningarna. Typiskt sett har luftvirvlarna rotationsaxlar vilka i närheten av öppningarna är väsentligen parallella med den vä- sentligen räta linjen längs vilken ejektoröppningarna 211a, 211b och 211c är anordnade. Det är allmänt föredraget om luftmodu- 10 15 20 25 30 35 13 latorn 210 är anordnad på fordonet 100 med den väsentligen räta linjen hos uppsättningen av ejektoröppningar 211a, 211b och 211c är orienterad väsentligen vinkelrät mot en framàtrikt- ning DF hos fordonet 100. Här menar vi med väsentligen vinkel- rät mot framàtriktningen DF en maximal avvikelse på 10 grader från 90 grader (det vill säga 80 grader till 100 grader). Följakt- ligen är även rotationsaxlarna hos luftvirvlarna FD (åtminstone i närheten av ejektoröppningarna) väsentligen vinkelräta mot riktningen DF. Detta är en nyckelfaktor vid ovannämnda störning av skjuvlagren kring fordonet 100, vilken minskar den globala virvelbildningen bakom fordonet 100.

Exempelvis kan luftmodulatorn 210 vara anordnad på fordonet 100 med uppsättningen ejektoröppningar 211a, 211b och 211c orienterad så att öppningarna matar ut luft i en huvudriktning med en given vinkel, säg 155 grader, mot framàtriktningen DF.

Vinkeln 155 grader är inte något kritiskt mått. Tvärtom är vilken vinkel som helst inom ett intervall från 90 grader till 175 grader användbar här. Oscillerande luftvirvlar FD utmatade med en vinkel inom nämnda intervall är nämligen kapabla att effektivt in- teragera med de laterala skjuvlagren hos luftflödet F bakom for- donet 100.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är ett fläktorgan 230 me- kaniskt förbundet med det roterbara organet 220 på ett sådant sätt att en rotation av fläktorganet 230 förorsakar en rotation av det roterbara organet 220. Dessutom är åtminstone en ledning (här 240 och de därmed förbundna ledningarna 241, 242, 24n) anordnad att vidarebefordra den inkommande luften Am till fläkt- organet 230. Den inkommande luften Am förorsakar en rotation av fläktorganet 230 och således också av det roterbara organet 220. Den inkommande luften Am alstras i sin tur som en effekt av att fordonet 100 framförs. Följaktligen roterar det roterbara organet 220 närhelst fordonet 100 är i rörelse. Eftersom det ro- terbara organet 220 bestämmer oscilleringsfrekvensen hos stör- flödet FD råder det specifikt en positiv korrelation mellan for- donshastigheten och störflödet FD. 10 15 20 25 30 35 5133 'lßíi 14 Typiskt sett kommer det störflöde FD som matas ut från luftmo- dulatorns 210 ejektoröppningar 211a, 211b och 211c att ha en oscilleringsfrekvens i ett område från omkring 5 Hz till omkring 500 Hz. Det mest föredragna intervallet är 10 - 60 Hz. En växel- låda kan enligt en utföringsform av uppfinningen inkluderas mel- lan fläktorganet 230 och det roterbara organet 220 för att åstad- komma en önskad oscilleringsfrekvens i förhållande till fordons- hastigheten. Så som nämnts ovan är det vidare föredraget om topp-till-toppamplituden av hastigheten hos den luft som matas ut från varje ejektoröppning 211a, 211b och 211c är ekvivalent med omkring 0,5 till omkring 10 gånger hastigheten hos fordonet 100.

Figur 4a visar en genomskärningsvy av Ventilorganet 220 hos Iuftmodulatorn 210 enligt en första utföringsform av uppfinnin- gen. Ventilorganet 220 har fyra blockerande organ 221, 222, 223 respektive 224, som är anordnade på en central axel 226 i tuborganet 225 hos Iuftmodulatorn 210.

Den centrala axeln 226 är roterbar, och då axeln 226 roterar är de blockerande organen 221, 222, 223 och 224 konfigurerade att antingen täcka eller frilägga åtminstone en ejektoröppning, här exemplifierade av referensnummer 211. Specifikt är de bloc- kerande organen 221, 222, 223 och 224 konfigurerade att täcka ejektoröppningen 211 då det roterbara organet 220 har en rotationsvinkel inom åtminstone ett första vinkelintervall, säg 45 grader till 60 grader; 135 grader till 150 grader; 225 grader till 240 grader respektive 315 grader till 330 grader. Analogt är de blockerande organen 221, 222, 223 och 224 konfigurerade att frilägga ejektoröppningen 211 då det roterbara organet 220 har en rotationsvinkel inom åtminstone ett andra vinkelintervall, säg 0 grader till 15 grader; 90 grader till 105 grader; 180 grader till 195 grader respektive 270 grader till 285 grader. Figur 4a illust- rerar en situation varvid de blockerande organen 221, 222, 223 och 224 befinner sig så att ejektoröppningen 211 friläggs, och således ett luftflöde FD matas ut; medan Figur 4b illustrerar en situation varvid de blockerande organen 221, 222, 223 och 224 10 15 20 25 30 tuff C131 P-J nå! irl-i L. 15 befinner sig så att ejektoröppningen 211 täcks, och därför ingen luft matas ut. För alla rotationsvinklar utanför ovannämnda förs- ta och andra vinkelintervall är ejektoröppningen delvis täckt (det vill säga håller pà att täckas eller friläggas), varför ett mindre än maximalt luftflöde FD matas ut via ejektoröppningen 211.

Figur 4c visar en sidovy av ventilorganet 220 hos luftmodulatorn 210 enligt en första utföringsform av uppfinningen. Det syns här att vardera blockerande organ 221, 222, 223 och 224 har en respektive intern öppning 221' 222', 223' och 224”. Dessa öppningar 221' 222', 223' och 224' är konfigurerade att medge en genompassage av tryckluft Fp inuti den inre volymen av tub- organet 225. Således kan tryckluften Fp fördelas inom den inre volymen hos tuborganet 225 väsentligen oberoende av hur den centrala axeln 226 och dess blockerande organ 221, 222, 223 och 224 roteras. Naturligtvis är det tänkbart att färre än samtliga blockerande organ 221, 222, 223 och 224 är försedda med inre öppningar. Detta är emellertid ofördelaktigt eftersom fördelnin- gen av tryckluft Fp inuti den inre volymen dä kommer att variera mera över tid.

Enligt en utföringsform av uppfinningen har den centrala axeln 226 till vilken det åtminstone ett blockerande organet 221, 222, 223 och 224 är anslutet ett inre hàlrum konfigurerat att transpor- tera tryckluften Fp. Därmed kan inkommande tryckluft Fp för- medlas genom den centrala axeln 226. Företrädesvis inkluderar den centrala axeln 226 även åtminstone en öppning 227, vilken förbinder det inre hàlrummet hos den centrala axeln 226 med den inre volymen av tuborganet 225, så att tryckluften Fp kan passera ut in i den inre volymen för vidare passage ut genom ejektoröppningarna 211a, 211b och 211c.

Figur 5a visar en genomskärningsvy av ventilorganet 220 hos luftmodulatorn 210 enligt en andra utföringsform av uppfinnin- gen. Även här inkluderar ventilorganet 220 blockerande organ 521, 522, 523 respektive 524, vilka är anordnade pà en central axel 226 i tuborganet 225 hos luftmodulatorn 210. Även om Fi- 10 15 20 332335 ”i Eš få 16 gur 4a-b, 5a och 5c visar exempel med ventilorgan som har fyra blockerande organ är naturligtvis godtyckligt antal blockerande organ annat än fyra tänkbart enligt uppfinningen. l den andra ut- föringsformen av uppfinningen är de blockerande organen 521, 522, 523 och 524 konfigurerade att medge att tryckluften Fp flö- dar inuti tuborganet 225 parallellt med en central axel 526 till vilken de blockerande organen 521, 522, 523 och 524 är anslut- na, se Figur 5b som visar en sidovy över ventilorganet 220 hos luftmodulatorn 210 enligt den här utföringsformen.

Den laterala passagen av tryckluft Fp längs axeln 526 möjliggörs av att de blockerande organen 521, 522, 523 och 524 är försed- da med inre öppningar för att medge en sådan genompassage av tryckluft Fp. Därmed kan de blockerande organen 521, 522, 523 och 524 vara utformade så som illustreras i Figur 5c med anslutningsorgan av skellettyp mellan de blockerande organen 521, 522, 523 och 524 och den centrala axeln 526.

Termen “innefattar/innefattande” skall då den används i den här beskrivningen förstås att ange närvaron av de anvisade särdra- gen, heltalen, stegen eller komponenterna. Termen utesluter emellertid inte närvaron av eller tillägg av ett eller flera ytter- ligare särdrag, heltal, steg eller komponenter eller grupper där- av.

Uppfinningen är inte begränsad till de i figurerna beskrivna ut- föringsformerna, utan kan varieras fritt inom kravens omfång.

Claims (17)

10 15 20 25 30 LH LM i'\._l :år äåfl man!! 17 Patentkrav

1. Ett luftflödesstyrsystem för montering på ett markfordon (100) i syfte att påverka ett luftflöde (F) kring fordonet (100) så att då fordonet (100) färdas med en viss hastighet fordonets (100) luftmotstånd är lägre än om fordonet (100) hade färdats vid denna hastighet utan systemet, där systemet innefattar: åtminstone ett luftintag (241', 2422 24n”, 251') anpassat att motta inkommande luft (Am) via en extern yta hos fordonet (100), och en luftmodulator (210) konfigurerad att alstra ett störflöde (FD) som påverkar luftflödet (F) kring fordonet (100), där störflö- det (FD) har en intensitet som varierar med en oscilleringsfrek- vens, kännetecknat av att luftmodulatorn (210) innefattar ett ventilorgan (220) vilket är styrbart av den inkommande luften (Am), där ventilorganet (220) är konfigurerat att styra oscille- ringsfrekvensen som svar på en flödesmagnitud hos den inkom- mande luften (Am).

2. Luftflödessystemet enligt krav 1, innefattande av ett tryck- sättningsorgan (250) konfigurerat att motta omgivande luft från utsidan av fordonet (100) och tillföra tryckluft (Fp) till luftmodula- torn (210); där luftmodulatorn (210) är konfigurerad att alstra störflödet (FD) baserat på tryckluften (Fp).

3. Luftflödessystemet enligt krav 2, varvid trycksättningsorga- net (250) är konfigurerat att motta inkommande luft (Am) via en extern yta hos fordonet (100), och luftmodulatorn (210) är kon- figurerad att alstra störflödet (FD) så att en maximal magnítud därav beror av flödesmagnituden hos den inkommande luften (Am)-

4. Luftflödessystemet enligt krav 3, varvid trycksättningsorga- net (250) innefattar en kompressor (260) konfigurerad att motta den inkommande luften (Am) och som svar därtill alstra tryck- luften (Fp). 10 15 20 25 30 'EEG 18

5. Luftflödessystemet enligt något av kraven 2 till 4, varvid luftmodulatorn (210) innefattar ett tuborgan (225) med åtmins- tone en ejektoröppning (211a, 211b, 211c) till en inre volym där- av; där ett roterbart organ (220) är anordnat inuti den inre voly- men och konfigurerat att medge att en varierande mängd av tryckluften (Fp) passerar ut genom den åtminstone en ejektor- öppningen (211a, 211b, 211c) för att utgöra en komponent i störflödet (FD).

6. Luftflödessystemet enligt krav 5, varvid det roterbara orga- net (220) innefattar åtminstone ett blockerande organ (221, 222, 223, 224), där det åtminstone ett blockerande organet (221, 222, 223, 224) är konfigurerat att: g täcka en av den åtminstone en ejektoröppningen (211a, 211b, 211c) då det roterande organet (220) har en rotationsvin- kel inom åtminstone ett första vinkelområde, och frilägga nämnda åtminstone en ejektoröppning (211a, 211b, 211c) då det roterande organet (220) har en rotationsvin- kel inom åtminstone ett andra vinkelområde.

7. Luftflödessystemet enligt krav 6, varvid det åtminstone ett blockerande organet (221, 222, 223, 224) har åtminstone en inre öppning (2212 2222 2232 224') konfigurerad att medge genom- passage av tryckluften (Fp) inuti den inre volymen av tuborganet (225).

8. Luftflödessystemet enligt något av kraven 6 eller 7, varvid det roterande organet (220) innefattar en central axel (226) till vilken det åtminstone ett blockerande organet (221, 222, 223, 224) är anslutet, där den centrala axeln (226) har ett inre hålrum konfigurerat att transportera tryckluften (Fp).

9. Luftflödessystemet enligt krav 8, varvid den centrala axeln (226) innefattar åtminstone en öppning (227) som förbinder det inre hålrummet hos den centrala axeln (226) med den inre voly- men hos tuborganet (225). 10 15 20 25 30 19

10. Luftflödessystemet enligt krav 7, varvid det åtminstone ett blockerande organet (521, 522, 523, 524) är konfigurerat att medge att tryckluften (Fp) flödar inuti tuborganet (225) parallellt med en central axel (526) till vilken det åtminstone ett blocke- rande organet (521, 522, 523, 524) är anslutet.

11. Luftflödessystemet enligt något av kraven 5 till 10, varvid systemet innefattar: ett fläktorgan (230) vilket är mekaniskt förbundet med det roterbara organet (220) så att en rotation därav förorsakas som svar på en rotation av fläktorganet (230), och åtminstone en ledning (240, 241, 242, 24n) anordnad att förmedla den inkommande luften (Am) till fläktorganet (230) för att förorsaka en rotation därav då fordonet (100) framförs.

12. Luftflödessystemet enligt krav 11, varvid systemet innefat- tar en växellåda som förbinder fläktorganet (230) med det roter- bara organet (220).

13. Ett landfordon (100) med en kaross vars yttre yta inne- fattar en allmän frontyta (110), en huvudsaklig övre yta (120), en bottenyta (115), två sidoytor och en bakre yta (140), känneteck- nat av att fordonet (100) innefattar åtminstone ett luftflödessys- tem enligt något av kraven 1 - 12, där luftmodulatorn (210) hos vart och ett av det åtminstone ett systemet är anordnad på for- donet (100) så att då fordonet (100) färdas med en viss hastig- het en virvelbildningsmängd bakom fordonet (100) är lägre än om fordonet (100) hade färdats med denna hastighet utan det åtminstone ett systemet.

14. Landfordonet (100) enligt krav 13, varvid den åtminstone en luftmodulatorn (210) är anordnad så att var och en av den åt- minstone en ejektoröppningen (211a, 211b, 211c) därav är pla- cerad nedströms om en flödesseparationslinje (FSL) vid vilken flödesseparation skulle ha uppstått vid framförande av fordonet (100) om inget störflöde (FD) hade alstrats. 10 šíšíï 'REM 20

15. Landfordonet (100) enligt något av kraven 13 eller 14, var- vid den åtminstone en luftmodulatorn (210) är anordnad på åt- minstone en av den huvudsakliga övre ytan (120), bottenytan (115), sidoytorna och den bakre ytan (140).

16. Landfordonet (100) enligt något av kraven 13 till 15, varvid det åtminstone ett luftintaget (2412 251*) hos det åtminstone ett luftflödesstyrningssystemet är anordnat på den allmänna front- ytan (110) hos fordonet (100).

17. Landfordonet (100) enligt något av kraven 13 till 16, varvid det åtminstone ett luftintaget (251') hos det åtminstone ett luft- flödesstyrningssystemet är anordnat i en högtryckszon på fordo- nets (100) kaross i närheten av vilken högtryckszon vid framfart av fordonet (100) ett lufttryck utvecklas som väsentligen översti- ger atmosfärens trycknivå.