TWI779851B - 可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構 - Google Patents

Abstract

本發明係一種可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其包含一車體，該車體具有一前端面及一後端面，前端面與後端面為相對的二端面，後端面內凹形成一受力部，其中受力部的深度除以車體的長度之值乘以100%之百分比大於5%；當車體為行進中呈動態狀態時，流經車體兩側之流體會在鄰近於後端面的位置形成卡門渦街，因此流體會以渦流的方式朝向後端面的方向旋入，而因為流體流入後相對於後端面會呈現一傾斜角度，因此會使朝向後端面移動的流體，均能作用在受力部上，藉此達到增進施加於車體之推力、抵消部分車體之空氣阻力及減少油耗之功效。

Description

可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構

本發明係涉及一種車身結構，尤指一種可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構。

現有技術的車輛研發，為了因應全世界政府節能減碳之政策，皆致力於尋求能夠更進一步的達到節能之功效，除了增進引擎效能及減輕車輛的重量外，在車輛整體的外觀設計上亦朝向流線且減少風阻進行設計，其中，當車輛於行駛時，流體流動通過車輛後，會在車輛的後端兩側分別形成旋渦，其中一側的旋渦為呈順時針方向轉動，另一側的旋渦則呈反時針方向旋轉，此一流體現象即稱為卡門渦街(Kármán vortex street)。

因為卡門渦街的現象，當流體流經車輛後，於車輛的後方兩側位置的旋渦會形成一股往前的力量，故如能有效利用此往前之推力，即可進而抵消部分空氣阻力所帶來的車輛油耗，達到省油的功效，然而，現今之車輛無論是小型車、休旅車、聯結車及小貨車等，其後端之形狀大都多為外凸或是平面狀，容易使吹入之氣流發散進而削弱往前推動的力量；因此，現有技術之車身結構，其整體構造存在有如前述的問題及缺點，實有待加以改良。

有鑒於現有技術的不足，本發明提供一種可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其藉由於車體的後端面內凹形成一受力部，達到行進中可增加流體推力之目的。

為達上述之發明目的，本發明所採用的技術手段為設計一種可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其包含一車體，該車體具有一前端面及一後端面，該前端面與該後端面為相對的二端面，該後端面內凹形成一受力部，該受力部由該後端面朝向前端面內凹具有一深度，該受力部的深度除以該車體的長度之值乘以100%之百分比大於5%。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成V型槽狀結構，該受力部具有二側壁、二斜面及一溝槽，該二側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該二斜面分別位於該受力部的另一相對側邊，該溝槽成形於該受力部之槽底，該受力部的深度即為該溝槽的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成弧型槽狀結構，該受力部具有二側壁及一弧面，該二側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該弧面呈橫向彎曲，該受力部的深度即為該弧面的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成梯型槽狀結構，該受力部具有二側壁、二斜面及一底面，該二側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該二斜面分別位於該受力部的左、右相對側邊，該底面位於該二斜面之間，該受力部的深度即為該底面的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成複數V型槽狀結構，該受力部具有複數側壁、複數 斜面及二溝槽，該複數側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該複數斜面沿左、右方向排列，相鄰的任兩該斜面之間形成該溝槽，該受力部的深度即為各該溝槽的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成為側V型槽狀結構，該受力部具有二側壁及二側面，該二側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，該二側面分別位於該受力部的上、下相對側邊，該二側面的交接位置為一溝槽，該溝槽成形於該受力部之槽底且該溝槽沿橫向方向延伸，該受力部的深度即為該溝槽的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成為側弧型槽狀結構，該受力部具有二側壁及一弧面，該二側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，該弧面呈縱向彎曲，該受力部的深度即為該弧面內凹的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成側梯型槽狀結構，該受力部具有二側壁、二斜面及一底面，該二側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，該二斜面分別位於該受力部的上、下相對側邊，該底面位於該二斜面之間，該受力部的深度即為該底面的深度。

進一步而言，所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成為複數側V型槽狀結構，該受力部具有複數側壁、複數斜面及複數溝槽，各該側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，各該斜面沿該受力部的上、下方向排列，各相鄰該斜面之交接位置為一溝槽，該受力部的深度即為該溝槽內凹的深度。

本發明的優點在於，藉由當車體為行進中呈動態狀態時，流經車體兩側之流體會在鄰近於後端面的位置形成卡門渦街，因此流體會以渦流的 方式朝向後端面的方向旋入，而因為流體流入後相對於後端面會呈現一傾斜角度，因此會使朝向後端面移動的流體，均能作用在受力部上，藉此達到增進施加於車體之推力、抵消部分車體之空氣阻力及減少油耗之功效。

10:車體

11:前端面

12:後端面

121:受力部

121(A~K):受力部

122:側壁

122(A~K):側壁

123:斜面

123(C、D、H、I、J、K):斜面

124:溝槽

124(B、D、G、H、I、K):溝槽

125(A、E、F、H):弧面

126(B、G):長面

127(B、G):短面

128(C、J):底面

20:流體

圖1係本發明第一實施例之立體外觀圖。

圖2係本發明第一實施例之側視圖。

圖3係本發明第一實施例之局部上視流場示意圖。

圖4係本發明第二實施例之上視示意圖。

圖5係本發明第三實施例之上視示意圖。

圖6係本發明第四實施例之上視示意圖。

圖7係本發明第五實施例之上視示意圖。

圖8係本發明第六實施例之側視示意圖。

圖9係本發明第七實施例之側視示意圖。

圖10係本發明第八實施例之側視示意圖。

圖11係本發明第九實施例之側視示意圖。

圖12係本發明第十實施例之側視示意圖。

以下配合圖式以及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本發明之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其包含一車體10，車體10具有一前端面11及一後端面12，前端 面11與後端面12為相對的二端面，車體10的後端面12內凹形成一受力部121，受力部121由車體10的後端面12朝向前端面11內凹形成，具體而言，請參閱圖2所示，前端面11為車體10的車頭位置，後端面12為車體10的車尾位置，受力部121內凹的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，前述之深度所指為自後端面12至受力部121內凹底部之距離，而車體10的長度所指為自前端面11至後端面12之間的距離。

請參閱圖2及圖3所示，在本發明第一實施例中，車體10的後端面12內凹形成有一受力部121，受力部121內凹形成為V型槽狀結構，其具有二側壁122、二斜面123及一溝槽124，二側壁122分別位於受力部121的相對二側邊，即車體10的上、下相對側邊，二斜面123分別位於受力部121的另一相對側邊，即車體10的左、右相對側邊，溝槽124成形於受力部121之槽底且溝槽124沿縱向延伸，即車體10的縱向方向，但不以此為限，其內凹之形式可依使用者需求作改變，僅要能達到內凹形成一槽狀且內凹的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%即可，而較佳之百分比為15%。

本發明具有其他實施例，以下就幾種不同之實施例分別說明，但不以此為限，請參閱圖4所示，為本發明之第二實施例，受力部121A從上方視之內凹形成為弧型槽狀結構，受力部121A具有二側壁122A及一弧面125A，二側壁122A分別位於受力部121A的上、下相對二側邊，弧面125A呈橫向彎曲，即朝向車體10的左、右方向彎曲形成一弧形面，弧面125A內凹的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%。

請參閱圖5所示，為本發明之第三實施例，受力部121B從車體10上方視之內凹形成為非對稱斜V型槽狀結構，受力部121B具有二側壁122B、一長面126B及一短面127B，二側壁122B分別位於受力部121B的上、下相對二側邊，長面126B及短面127B分別位於受力部121B的左、右相對側邊，長面 126B及短面127B的交接位置為一溝槽124B，溝槽124B成形於受力部121B之槽底且溝槽124B沿縱向方向延伸，溝槽124B的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為11%。

請參閱圖6所示，為本發明之第四實施例，受力部121C從車體10上方視之內凹形成為梯型槽狀結構，受力部121C具有二側壁122C、二斜面123C及一底面128C，二側壁122C分別位於受力部121C的上、下相對二側邊，二斜面123C分別位於受力部121C的左、右相對側邊，底面128C位於二斜面123C之間，底面128C的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為13%。

請參閱圖7所示，為本發明之第五實施例，受力部121D從車體10上方視之內凹形成為雙V型槽狀結構，受力部121D具有四側壁122D、四斜面123D及二溝槽124D，四側壁122D分別位於受力部121D的上、下相對二側邊且各側邊具有併列的二側壁122D，四斜面123D沿左、右方向排列，且位於左側的二斜面123D及位於右側的二斜面123D之間分別形成溝槽124D，溝槽124D成形於相鄰的二斜面123D之交接位置，各溝槽124D的深度相同且深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為10%，前述之雙V型結構不以此為限，亦可為複數V型結構，即橫向連續多個V型結構所組成。

請參閱圖8所示，為本發明之第六實施例，受力部121F從車體10側向視之內凹為弧型槽狀結構(側弧型)，受力部121F具有二側壁122F及一弧面125F，二側壁122F分別位於受力部121F的左、右相對二側邊，弧面125F呈縱向彎曲，即朝向車體10的上、下方向彎曲形成一弧形面，弧面125F內凹的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為14.3%。

請參閱圖9所示，為本發明之第七實施例，受力部121G從車體10側向視之內凹為斜V型槽狀結構(側斜V型)，受力部121G具有二側壁122G、 一長面126G及一短面127G，二側壁122G分別位於受力部121G的左、右相對二側邊，長面126G及短面127G分別位於受力部121G的上、下相對側邊，長面126G及短面127G的交接位置為一溝槽124G，溝槽124G成形於受力部121G之槽底且溝槽124G沿橫向方向延伸，溝槽124G的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為8.8%。

請參閱圖10所示，為本發明之第八實施例，受力部121I從車體10側向視之內凹為複數V型槽狀結構(複數側V型)，受力部121I具有複數側壁122I、複數斜面123I及複數溝槽124I，各側壁122I分別位於受力部121I的左、右相對二側邊，各斜面123I沿受力部121I的上、下方向排列，各相鄰斜面123I之交接位置形成溝槽124I，各溝槽124I的深度相同且溝槽124I的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，前述之複數V型結構不以此為限，亦可為雙V型結構或複數弧型結構(複數側弧型)，此為形狀及數量之簡單改變故不贅述。

請參閱圖11所示，為本發明之第九實施例，受力部121J從車體10側向視之內凹為梯型槽狀結構(側梯型)，受力部121J具有二側壁122J、二斜面123J及一底面128J，二側壁122J分別位於受力部121J的左、右相對二側邊，二斜面123J分別位於受力部121J的上、下相對側邊，底面128J位於二斜面123J之間，底面128J的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為8%。

請參閱圖12所示，為本發明之第十實施例，受力部121K從車體10側向視之內凹為V型槽狀結構(側V型)，受力部121K具有二側壁122K及二側面123K，二側壁122K分別位於受力部121K的左、右相對二側邊，二側面123K分別位於受力部121K的上、下相對側邊，二側面123K的交接位置為一溝槽124K，溝槽124K成形於受力部121K之槽底且溝槽124K沿橫向方向延伸，溝槽 124K的深度除以車體10的長度之值乘以100%之百分比大於5%，而較佳之百分比為12%。

請參閱表一所示，經實驗發現，流體往前的推力大小，和車體本身的性狀有關，下述實驗為在風洞中進行，將一模型車的後斗門分別以平面、弧型及V型三種不同類型之型態分別進行測試，將一彈簧秤底部固定黏貼在風洞試驗段前端底板，秤鈎端連接模型車並將彈簧秤歸零，啟動風洞之風扇後分別以對應60km/h、70km/h及80km/h不同車速之風速狀態下，讀取彈簧秤之拉力數值，實驗數據如下表所列，其所呈現之數值為在不同速度下車體受到的空氣阻力值，並以設置於車體的彈簧秤數值(單位：gw)所呈現：

請參閱表二所示，其所呈現之數值為在不同速度下的空氣阻力的減少值及減少率，其中減少率=(對照組之彈簧秤數值-實驗組之彈簧秤數值)/對照組之彈簧秤數信×100%：

因此，由實驗數據可發現，若車速愈快，減少值及減少率均會有所提升，且後端面12為V型之結構的減少率較後端面12為弧型之結構的減少率大。

請參閱表三所示，其所呈現之數值為當對照組的速度設定在60km/h、彈簧秤數值為82gw的條件下，實驗組各個不同形狀之受力部121的彈簧秤數值、相較於對照組之彈簧秤減少值以及減少率：

因此，由實驗數據可發現，不論受力部121的形狀為何，相較於對照組，彈簧秤之數值皆會有所減少，換言之，即空氣阻力亦會降低。

本發明可應用於轎車之後車廂蓋或貨車之車廂門，請參閱圖1及圖3所示，以應用於貨車之車廂門為例說明，當車體10為行進中呈動態狀態時，流經車體10兩側之流體20會在鄰近於後端面12的位置形成卡門渦街，因此流體20會以渦流的方式朝向後端面12的方向旋入，而因為流體20流入後相對於後端面12會呈現一傾斜角度，因此會使朝向後端面12移動的流體20，均能作用在具有斜面123之受力部121上，藉此達到增進施加於車體10之推力、抵消部分車體10之空氣阻力及減少油耗之功效。

前述過程中，本實施例以流經車體10左、右兩側之流體20為例說明，但不以此為限，實際上流經車體10上、下兩側之流體20亦會在鄰近於後端面12的位置形成卡門渦街，而因為原理相同故不再贅述。

以上所述僅是本創作之較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾作為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實 施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10:車體

11:前端面

12:後端面

121:受力部

122:側壁

123:斜面

124:溝槽

Claims (9)

1. 一種可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其包含一車體，該車體具有一前端面及一後端面，該前端面與該後端面為相對的二端面，該後端面內凹形成一受力部，該受力部由該後端面朝向前端面內凹具有一深度，該受力部的深度除以該車體的長度之值乘以100%之百分比大於5%。
2. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成V型槽狀結構，該受力部具有二側壁、二斜面及一溝槽，該二側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該二斜面分別位於該受力部的另一相對側邊，該溝槽成形於該受力部之槽底，該受力部的深度即為該溝槽的深度。
3. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成弧型槽狀結構，該受力部具有二側壁及一弧面，該二側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該弧面呈橫向彎曲，該受力部的深度即為該弧面的深度。
4. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成梯型槽狀結構，該受力部具有二側壁、二斜面及一底面，該二側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該二斜面分別位於該受力部的左、右相對側邊，該底面位於該二斜面之間，該受力部的深度即為該底面的深度。
5. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成複數V型槽狀結構，該受力部具有複數側壁、複數斜面及複數溝槽，該複數側壁分別位於該受力部的上、下相對二側邊，該複數斜面沿左、右方向排列，相鄰的任兩該斜面之間形成該溝槽，該受力部的深度即為各該溝槽的深度。
6. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成為側V型槽狀結構，該受力部具有二側壁及二側面，該二側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，該二側面分別位於該受力部的上、下相對側邊，該二側面的交接位置為一溝槽，該溝槽成形於該受力部之槽底且該溝槽沿橫向方向延伸，該受力部的深度即為該溝槽的深度。
7. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成為側弧型槽狀結構，該受力部具有二側壁及一弧面，該二側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，該弧面呈縱向彎曲，該受力部的深度即為該弧面內凹的深度。
8. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成側梯型槽狀結構，該受力部具有二側壁、二斜面及一底面，該二側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，該二斜面分別位於該受力部的上、下相對側邊，該底面位於該二斜面之間，該受力部的深度即為該底面的深度。
9. 如請求項1所述之可增加前推力進而抵消部分風阻之車身結構，其中該受力部內凹形成為複數側V型槽狀結構，該受力部具有複數側壁、複數斜面及複數溝槽，各該側壁分別位於該受力部的左、右相對二側邊，各該斜面沿該受力部的上、下方向排列，各相鄰該斜面之交接位置為一溝槽，該受力部的深度即為該溝槽內凹的深度。

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