ПЕРЕДНЯЯ ПОДПОЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2014 года по МПК B62D35/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к передней подпольной конструкции транспортного средства, включающей в себя выступающий элемент для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию.

Уровень техники

Известна передняя подпольная конструкция транспортного средства для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию. В частности, в такой конструкции нижний передний спойлер, например выступающий элемент, расположен на передней части транспортного средства в положении, где установлена облицовка переднего бампера (см., например, Патентный Документ 1).

Обычная передняя подпольная конструкция транспортного средства снабжена нижним передним спойлером, таким образом, предназначенным для ограничения набегающего воздушного потока, который проходит в переднюю подпольную конструкцию транспортного средства и, таким образом, создает направленную вниз силу (то есть прижимающую силу), которая сдерживает подъемную силу в передней части корпуса транспортного средства, которая может подниматься в связи с увеличением скорости транспортного средства.

Патентный документ

Патентный документ 1: публикация заявки на патент Японии № 2006-327281.

Техническая проблема

Однако обычная передняя подпольная конструкция транспортного средства сконфигурирована как конструкция, в которой нижний передний спойлер для снижения коэффициента подъемной силы расположен на переднем конце транспортного средства. Таким образом, нижний передний спойлер действует как выступ, создающий сопротивление набегающему воздушному потоку, который обтекает переднюю подпольную конструкцию, что препятствует ровному прохождению набегающего воздушного потока и, следовательно, увеличивает коэффициент лобового сопротивления, что, в свою очередь, приводит к проблеме, заключающейся в том, что от этой конструкции нельзя ожидать достижения необходимых усовершенствований аэродинамических характеристик.

Другими словами, коэффициент CD (аббревиатура постоянного сопротивления) лобового сопротивления подпольной конструкции транспортного средства является показателем, указывающим на то, как ровно набегающий воздушный поток обтекает подпольную конструкцию. Между тем, коэффициент CL (аббревиатура постоянной подъемной силы) подъемной силы подпольной конструкции транспортного средства является показателем, указывающим, насколько сильно набегающий воздушный поток, который обтекает подпольную конструкцию, прилагает подъемную силу к корпусу, поднимая его. Зависимость между коэффициентом CD лобового сопротивления и коэффициентом CL подъемной силы показывает тенденции, указанные далее: когда обеспечивается ровное прохождение набегающего воздушного потока, который обтекает подпольную конструкцию, коэффициент CD лобового сопротивления уменьшается, в то время как коэффициент CL подъемной силы увеличивается; с другой стороны, когда набегающий воздушный поток, который обтекает подпольную конструкцию, ограничен, коэффициент CL подъемной силы уменьшается, в то время как коэффициент CD лобового сопротивления увеличивается. Таким образом, коэффициент CD лобового сопротивления и коэффициент CL подъемной силы являются взаимно противоречивыми показателями.

Настоящее изобретение было разработано ввиду указанных выше проблем. Задачей настоящего изобретения является создание передней подпольной конструкции транспортного средства, которая способна уменьшить аэродинамическое сопротивление, производимое потоком воздуха, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, таким образом, с достижением заданных усовершенствований аэродинамических характеристик.

Решение задачи

Для решения указанной выше задачи, в соответствии с настоящим изобретением, создана передняя подпольная конструкция транспортного средства, включающая элемент, выступающий вниз от передней подпольной поверхности транспортного средства, который перенаправляет поток воздуха, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении. Выступающий элемент сконфигурирован как выступающий элемент с изогнутой поверхностью, расположенный ближе в сторону передней части транспортного средства, чем передние шины, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию транспортного средства. Выступающий элемент с изогнутой поверхностью имеет окружность выступа в продольном направлении транспортного средства, которая имеет наибольшую длину в местоположении центральной линии транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид в перспективе, показывающий в целом подпольную конструкцию электромобиля (как примера транспортного средства), в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 2 - вид снизу, показывающий переднюю подпольную конструкцию в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 3 - вид спереди, наблюдаемый в направлении стрелки А на фиг. 2, показывающий часть электромобиля на стороне передней левой шины, в которой применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 4 - вид для пояснения относительного положения переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 5 - вид сбоку, показывающий часть электромобиля на стороне передней левой шины, в которой применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 6 - вид в перспективе, показывающий передний дефлектор в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 7 - вид с торца в сечении, выполненном по линии B-B с фиг. 6, показывающий монтажную конструкцию для переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 8 - вид с торца в сечении, выполненном по линии C-C с фиг. 6, показывающий монтажную конструкцию для переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 9 - вид в перспективе, показывающий нижнее защитное ограждение в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 10 - вид с торца в сечении, выполненном по линии D-D с фиг. 9, показывающий выступающую часть с изогнутой поверхностью переднего нижнего защитного ограждения в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 11 - круговая диаграмма, показывающая классификацию источников аэродинамического сопротивления типичных пассажирских автомобилей (например, автомобилей с двигателем внутреннего сгорания).

Фиг. 12 - представление набегающего воздушного потока, показывающее набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию и передние шины в электромобиле сравнительного примера.

Фиг. 13 - вид линий обтекания набегающего воздушного потока, показывающий набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию и передние шины в электромобиле, в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.

Фиг. 14 - вид линий обтекания набегающего воздушного потока, показывающий набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю левую шину в электромобиле, в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

Наилучший способ выполнения передней подпольной конструкции транспортного средства согласно настоящему изобретению будет описан ниже со ссылками на вариант 1 осуществления изобретения, показанный на чертежах. В частности, в нижеследующем описании передняя и задняя части в продольном направлении транспортного средства будут упоминаться как "передняя часть транспортного средства" и "задняя часть транспортного средства", соответственно. Кроме того, центральная ось, проходящая в продольном направлении транспортного средства в виде снизу транспортного средства, будет упоминаться как центральная линия CL транспортного средства. Направление к центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства будет упоминаться как "внутрь транспортного средства", и направление от центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства будет упоминаться как "направление наружу от транспортного средства." Сторона, близкая к центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства, будет упоминаться как "обращенная внутрь в направлении ширины транспортного средства", и сторона, удаленная от центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства, будет упоминаться как "направленная наружу в направлении ширины транспортного средства".

Первый вариант осуществления изобретения

Сначала будет описана конфигурация.

На фиг. 1 изображен вид в перспективе, показывающий подпольную конструкцию электромобиля в целом (как примера транспортного средства), в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения. Подпольная конструкция в целом будет описана ниже со ссылками на фиг. 1.

Как показано в целом на фиг. 1, подпольная конструкция электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения включает пару из левой и правой передних шин 1L, 1R, пару из левой и правой задних шин 2L, 2R, переднее нижнее защитное ограждение 3, заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя, первое нижнее защитное ограждение 5 батареи, второе нижнее защитное ограждение 6 батареи, заднее нижнее защитное ограждение 7, пару из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R и пару из левого и правого задних дефлекторов 9L, 9R.

Пара левой и правой передних шин 1L, 1R служит и как рулевые колеса, и как ведущие колеса и упруго установлена на корпусе транспортного средства при помощи рычагов 10L, 10R передней подвески, соответственно (см. Фиг. 2).

Пара левой и правой задних шин 2L, 2R упруго установлена на корпусе транспортного средства при помощи задней подвески (не показана), такой как подвеска свободных колес.

Переднее нижнее защитное ограждение 3 является элементом, который закрывает область передней подпольной конструкции, проходящий от фланцевой части 11a облицовки 11 переднего бампера к элементу 12 передней подвески (см. фиг. 2). Закрывающая поверхность переднего нижнего защитного ограждения 3 сформирована как плавно изогнутая поверхность с наклонной частью 3 с наклоном вниз в сторону задней части транспортного средства и горизонтальной частью 3b, которая непрерывна относительно наклонной части 3a. Наклонная часть 3а снабжена выступающей частью с изогнутой поверхностью 31 (или выступающим элементом с изогнутой поверхностью), имеющей большую ось в направлении ширины транспортного средства, и горизонтальная часть 3b снабжена четырьмя выступами 32, проходящими в продольном направлении транспортного средства, и двумя выпускными отверстиями 33, 34. Кроме того, переднее нижнее защитное ограждение 3 имеет скошенные боковые поверхности 35, 35, которые постепенно сближаются по ширине (или по ширине в направлении ширины транспортного средства) в сторону задней части транспортного средства.

Заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя является элементом, который закрывает центральную область передней подпольной конструкции, проходящий от элемента 12 передней подвески (см. фиг. 2) в сторону задней части отсека электродвигателя. Закрывающая поверхность заднего нижнего защитного ограждения 4 отсека электродвигателя сформирована как горизонтальная поверхность в таком же положении, как и горизонтальная часть 3b переднего нижнего защитного ограждения 3. Заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя снабжено четырьмя выступами 41, проходящими в продольном направлении транспортного средства, двумя выпускными отверстиями 42, 43, имеющими малое проходное сечение, которые сформированы в сторону передней части транспортного средства, и выпускное отверстие 44, имеющее большое проходное сечение, которое сформировано в сторону задней части транспортного средства.

Защитное первое ограждение 5 батареи и второе защитное ограждение 6 батареи являются элементами, соединенными друг с другом для закрывания центральной задней подпольной области, проходящего от задней части отсека электродвигателя к задней части (не показанного) батарейного блока. Закрывающие поверхности нижнего защитного ограждения 5, 6 батарей сформированы как горизонтальные поверхности в том же положении, как и закрывающая поверхность заднего нижнего защитного ограждения 4 отсека электродвигателя. Нижние защитные ограждения 5, 6 батарей снабжены четырьмя выступами 51, 61, каждый из которых, соответственно, проходит в продольном направлении транспортного средства. В частности, заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя и нижние защитные ограждения батарей 5, 6 соединены друг с другом для формирования центрального нижнего защитного ограждения в целом.

Заднее нижнее защитное ограждение 7 является элементом, который закрывает заднюю подпольную область, проходящую от элемента задней подвески (не показанного) к кромочной части 13a облицовки 13 заднего бампера. Закрывающая поверхность заднего нижнего защитного ограждения 7 имеет диффузорную конструкцию, сформированную как отклоняющая поверхность, наклоненная вверх в сторону задней части транспортного средства, проходя от положения той же горизонтальной поверхности, как и второе нижнее защитное ограждение 6 батарей. Заднее нижнее защитное ограждение 7 снабжено четырьмя выступами 71, которые проходят в продольном направлении транспортного средства и постепенно увеличиваются по высоте в сторону задней части транспортного средства, и тремя выпускными отверстиями 72, 73, 74, расположенными между выступами 71.

Пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположена в переднем положении спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, соответственно, выступая вниз из переднего положения, таким образом, для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает передние шины 1L, 1R при движении. В частности, термин "набегающий воздушный поток" относится к относительному потоку воздуха, сформированному вокруг транспортного средства во время движения транспортного средства.

Пара из левого и правого задних дефлекторов 9L, 9R расположена в переднем положении спереди от пары из левой и правой задних шин 2L, 2R, соответственно, выступая вниз из переднего положения, таким образом, для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает задние шины 2L, 2R при движении.

Фиг. 2 и 3 являются видами, показывающими переднюю подпольную конструкцию в варианте 1 осуществления изобретения. Передняя подпольная конструкция будет описана ниже со ссылками на фиг. 2 и 3.

Как показано на фиг. 2 и 3, передняя подпольная конструкция электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения включает пару левой и правой передних шин 1L, 1R, переднее нижнее защитное ограждение 3, пару левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, пару левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески, облицовку 11 переднего бампера, элемент 12 передней подвески, пару левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, буфер 15 крыла и передние элементы 16L, 16R.

Пара из левой и правой передних шин 1L, 1R, пара левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески и пара левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R установлены слева и справа, соответственно, от передней подпольной конструкции электромобиля EV. Пара левой и правой передних шин 1L, 1R с возможностью поворота и упруго установлена при помощи рычагов 10L, 10R передней подвески, соответственно, удерживаемых элементом 12 передней подвески. В этом случае пара левой и правой передних шин 1L, 1R находится в паре левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, соответственно, для обеспечения пространства для движения, которое допускает поворотное движение передних шин 1L, 1R, связанное с управлением, вертикальное возвратно-поступательное движение, связанное с отскоком и обратным ходом, и т.п.

Переднее нижнее защитное ограждение 3, которое закрывает область передней подпольной конструкции за исключением пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, пары из левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R и пары из левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески, присоединено к центральной части передней подпольной конструкции электромобиля EV в направлении ширины транспортного средства. Переднее нижнее защитное ограждение 3 имеет выступающую часть с изогнутой поверхностью 31, которая находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, и имеет более длинный размер в направлении ширины транспортного средства, чем размер в продольном направлении транспортного средства. Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет функцию перенаправления потока для регулирования скорости набегающего воздушного потока, который поступает к передней части транспортного средства, таким образом, чтобы сдерживать расходящийся набегающий воздушный поток в направлении ширины транспортного средства и, таким образом, сводить набегающий воздушный поток в область ниже центральной части передней подпольной конструкции, отцентрированной относительно центральной линии CL транспортного средства.

Как показано на фиг. 2 и 3, передняя подпольная конструкция электромобиля EV снабжена парой левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R как пластинчатых элементов для перенаправления потока, которые расположены спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, соответственно, выступая вниз от нижней поверхности передней подпольной конструкции. При столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства при движении, пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R вызывает разветвление набегающего воздушного потока на два потока, перенаправляя один из разветвленных потоков внутрь транспортного средства для формирования потока внутрь транспортного средства, и перенаправляя другой поток наружу от транспортного средства для формирования потока, направленного наружу от транспортного средства. Поток воздуха, который проходит внутрь транспортного средства, отводится вокруг внутренних сторон пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, пары из левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески и пары из левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, которые установлены слева и справа, соответственно, от передней подпольной конструкции. Кроме того, поток воздуха, который проходит в направлении наружу от транспортного средства, отводится вокруг внешней стороны пары из левой и правой передних шин 1L, 1R и пары из левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, которые установлены слева и справа, соответственно, от передней подпольной конструкции.

Фиг. 4-8 являются видами, показывающими конфигурацию переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения. Конфигурация переднего дефлектора будет описана ниже со ссылками на фиг. 4-8.

Как показано на фиг. 4, каждая пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R включает переднюю вершинную часть 8a, внутреннюю оконечную часть 8b, внешнюю оконечную часть 8c, первую поверхность 8d перенаправления потока и вторую поверхность 8e перенаправления потока. В частности, каждый передний дефлектор 8L, 8R имеет форму, симметричную относительно центральной линии CL транспортного средства, и, таким образом, далее описание будет дано относительно конфигурации переднего дефлектора 8L, и описание переднего дефлектора 8R будет опущено.

Как показано на фиг. 4, на передней подпольной конструкции транспортного средства расположена передняя вершинная часть 8a, таким образом, что эта передняя вершинная часть 8a находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем положение передней поверхности TFR передней шины 1L, когда она ориентирована прямо (или передней поверхности передней шины в ее положении движения прямо в продольном направлении транспортного средства), и также находится со смещением внутрь в направлении ширины транспортного средства к центральной линии CL транспортного средства относительно положения внутренней поверхности TIN передней шины, когда она ориентирована прямо (или внутренней поверхности передней шины в ее положении движения прямо в направлении ширины транспортного средства). Положение передней вершинной части 8a в продольном направлении транспортного средства и положение передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства заданы на основе направления линий обтекания набегающим воздушным потоком таким образом, что набегающий воздушный поток, который поступает от передней части транспортного средства в продольном направлении транспортного средства, проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняясь в направлении ширины транспортного средства. Другими словами, положение передней вершинной части 8a в продольном направлении транспортного средства и положение передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства заданы так, что передняя вершинная часть 8a разветвляет поток F обтекающего шину набегающего воздушного потока, имеющего угол θ отклонения и поступающего к передней шине 1L, на поток FIN внутрь транспортного средства и на поток FOUT наружу от транспортного средства. В частности, угол θ отклонения относится к углу, сформированному продольным направлением транспортного средства и направлением линий F обтекания шины в виде снизу транспортного средства. Угол θ отклонения имеет величины, изменяющиеся в соответствии со скоростью набегающего воздушного потока таким образом, что угол θ отклонения небольшой, когда скорость набегающего воздушного потока мала, в то время как угол θ отклонения увеличивается, когда скорость набегающего воздушного потока становится более высокой. Таким образом, расположение передней вершинной части 8a задают экспериментальным способом и т.п. для задания области со скоростью набегающего воздушного потока, дающего большой эффект уменьшения сопротивления движению, и расположения передней вершинной части 8a на основе угла θ отклонения в области с определенной скоростью набегающего воздушного потока.

Как показано на фиг. 4, внутренняя оконечная часть 8b находится в положении ближе к задней части транспортного средства, чем передняя вершинная часть 8a, и внутри относительно передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства. Положение внутренней оконечной части 8b в направлении ширины транспортного средства по существу совпадает с положением внутренней поверхности 14a передней надколесной дуги 14L в направлении ширины транспортного средства.

Как показано на фиг. 4, внешняя оконечная часть 8c находится в положении ближе к задней части транспортного средства, чем передняя вершинная часть 8a, и снаружи в направлении ширины транспортного средства относительно передней вершинной части 8a. Положение внешней оконечной части 8c в продольном направлении транспортного средства таково, что внешняя оконечная часть 8c расположена немного ближе к задней части транспортного средства относительно внутренней оконечной части 8b. Положение внешней оконечной части 8c в направлении ширины транспортного средства таково, что внешняя оконечная часть 8c находится снаружи от центральной оси TCL передней шины 1L, когда она ориентирована прямо (или по центральной линии по ширине передней шины в ее положении движения прямо).

Как показано на фиг. 4, первая поверхность 8d перенаправления потока соединяет переднюю вершинную часть 8a и внутреннюю концевую часть 8b и конфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, первая поверхность 8d перенаправления потока перенаправляет набегающий воздушный поток внутрь транспортного средства для формирования потока внутрь транспортного средства. Первая поверхность 8d перенаправления потока конфигурирована как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность наклонена внутрь транспортного средства (или отклоняющая поверхность наклонена внутрь транспортного средства в сторону задней части транспортного средства), таким образом, для перенаправления линии FIN обтекания внутрь транспортного средства набегающего воздушного потока, разветвляемого передней вершинной частью 8a, к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящего ниже центральной части передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства. Отклоняющая поверхность первой поверхности 8d перенаправления потока конфигурирована как поверхность, наклонная под углом вдоль наклонных боковых поверхностей 35, 35 переднего нижнего защитного ограждения 3. Часть первой поверхности 8d перенаправления потока вблизи внутренней оконечной части 8b по существу параллельна наклонным боковым поверхностям 35, 35 переднего нижнего защитного ограждения 3.

Как показано на фиг. 4, вторая поверхность 8e перенаправления потока соединяет переднюю вершинную часть 8a и наружную оконечную часть 8c и конфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, вторая поверхность 8e перенаправления потока перенаправляет набегающий воздушный поток наружу в транспортном средстве для формирования потока наружу от транспортного средства. Вторая поверхность 8e перенаправления потока имеет изогнутую поверхность 8e1 перенаправления потока, конфигурированную как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность наклонена косо назад и наружу в транспортном средстве (или отклоняющая поверхность наклонена наружу в транспортном средстве в сторону задней части транспортного средства), и плоскую поверхность 8e2 перенаправления потока, конфигурированную как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность отклоняется поперечно наружу в транспортном средстве (или отклоняющая поверхность наклонена наружу в транспортном средстве с большим углом отклонения, чем у изогнутой поверхности 8е1 перенаправления потока). Изогнутая поверхность 8е1 перенаправления потока постепенно перенаправляет косо наружу обтекающий поток FOUT наружу от транспортного средства из набегающего воздушного потока, разветвляемого передней вершинной частью 8а, формируя направленный косо наружу поток. Плоская поверхность 8e2 перенаправления потока перенаправляет косо наружу поток воздуха от изогнутой поверхности 8е1 перенаправления потока далее наружу в направлении ширины транспортного средства, формируя поток, направленный наружу в направлении ширины транспортного средства.

Как показано на фиг. 5, высота выступания переднего дефлектора 8L от нижней поверхности передней подпольной конструкции задана меньшей, чем передняя наклонная линия FL, и большей, чем горизонтальная линия DL входного проема. Используемый здесь термин передняя наклонная линия FL относится к линии, которая соединяет положение контакта передней шины 1L и положение нижнего края облицовки 11 переднего бампера. Термин горизонтальная линия DL входного проема относится к линии, которая соединяет нижние концы переднего крыла 17 в горизонтальном направлении. Другими словами, высота выступания переднего дефлектора 8L от нижней поверхности передней подпольной конструкции задана таким образом, что высота, которая позволяет предотвращать столкновение с дорожной поверхностью, была задана как максимальная предельная высота (то есть в соответствии с передней наклонной линией FL), и высота, которая позволяет полностью достигать функций перенаправления потока во время движения, задана как высота нижнего предела (то есть по горизонтальной линии DL входного проема).

Как показано на фиг. 6, конкретная конфигурация переднего дефлектора 8L включает, как единое целое, корпус 81 дефлектора, имеющий первую поверхность 8d перенаправления потока и вторую поверхность 8e перенаправления потока, и крепежную фланцевую часть 82 для установки корпуса 81 дефлектора на буфере 15 крыла. Передний дефлектор 8L изготовлен с использованием гибкого материала, такого как полипропилен, содержащий резину. Кроме того, корпус 81 дефлектора снабжен множеством прорезей 83 (например, тремя в варианте 1 осуществления изобретения), ориентированных сверху вниз относительно транспортного средства. Гибкий материал и прорези 83 предотвращают ослабление функции перенаправления потока, даже если передний дефлектор 8L подвергается воздействию деформирующей силы, например, когда передний дефлектор 8L легко деформируется камнем и т.п. и после деформации немедленно восстанавливает свою первоначальную форму восстанавливающей силой. Крепежная фланцевая часть 82 снабжена множеством отверстий 84 под J-образный болт (например, четырьмя в варианте 1 осуществления изобретения). В этом случае вторая поверхность 8e перенаправления потока снабжена на ее стороне оконечной части нависающим вырезом 85 для установки второй поверхности 8e перенаправления потока на кромочной части 11a облицовки 11 переднего бампера.

Как показано на фиг. 7, установка переднего дефлектора 8L осуществляется посредством установки буфера 15 крыла с предварительно установленной J-образной гайкой 86 и ввинчивания J-образного болта 87 с внешней стороны в отверстия 84 под J-образный болт. Как показано на фиг. 8, установка второй поверхности 8e перенаправления потока ее оконечной частью осуществляется посредством прикрепления буфера 15 крыла к кромочной части 11а облицовки переднего бампера 11 J-образным болтом 88 и J-образной гайкой 89 и свинчивания J-образных болтов 87 с внешней стороны через отверстия 84 под J-образный болт со второй поверхностью 8e перенаправления потока, проходящей по кромочной части 11а по нависающему вырезу 85.

Фиг. 9 и 10 являются видами, показывающими переднее нижнее защитное ограждение в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения. Конфигурация передней подпольной конструкции будет описана ниже со ссылками на фиг. 9 и 10.

Как показано на фиг. 9, переднее нижнее защитное ограждение 3 является пластиной со смоляным покрытием, имеющей трапецеидальную форму и закрывающей всю область передней подпольной конструкции за исключением областей пары из левой и правой передних шин 1L, 1R. Как показано на фиг. 10, переднее нижнее защитное ограждение 3 прикреплено к буферу 15 крыла (не показан) J-образными болтами. Наклонная часть 3 переднего нижнего защитного ограждения 3 имеет выступающую часть с изогнутой поверхностью 31, отформованную как единое целое с передним нижним защитным ограждением 3, которое находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R. Конфигурация выступающей части с изогнутой поверхностью 31 будет описана подробно ниже.

Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 является выступающим элементом с изогнутой поверхностью, расположенным в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левой и правой передних шин 1L, 1R, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывающей центральную линию CL транспортного средства. Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет окружность выступания в продольном направлении транспортного средства (или окружность поверхности выступающей части с изогнутой поверхностью 31 в ее положении в направлении ширины транспортного средства, через ее конец в сторону передней части транспортного средства и ее конец в сторону задней части транспортного средства), который имеет наибольшую длину в положении центральной линии CL транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.

Как показано на фиг. 9, выступающий элемент с изогнутой поверхностью 31 имеет внешнюю конфигурацию, имеющую овальную форму с размером WL в направлении ширины транспортного средства, как большей осью, и размером SL в продольном направлении, как малой осью. Форма выступающей изогнутой поверхности 31 выступающего элемента с изогнутой поверхностью конфигурирована следующим образом. Как показано на фиг. 10, самый длинный линейный дуговой элемент установлен на высоте PH выступа в положении центральной линии CL транспортного средства. В этом случае, как показано на фиг. 9, форма выступающей изогнутой поверхности конфигурирована как сферический трехмерный профиль, сформированная посредством подбора подобных линейных дуговых элементов, которые постепенно становятся короче по длине в направлении от центральной линии CL транспортного средства к обеим сторонам в направлении ширины транспортного средства.

Другими словами, выступающий элемент с изогнутой поверхностью 31 имеет выступающую изогнутую поверхность, имеющую внешний вид части разрезанного мяча для регби. Кроме того, выступающий элемент с изогнутой поверхностью 31 с функциональной точки зрения конфигурирован таким образом, чтобы скорость набегающего воздушного потока была самой высокой в положении центральной линии CL транспортного средства, и скорость набегающего воздушного потока постепенно становилась меньшей с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства в обе стороны в направлении ширины транспортного средства.

Далее будет описано действие конструкции.

Сначала описание будет дано "относительно аэродинамического сопротивления транспортному средству". Затем действие передней подпольной конструкции электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения будет описано в разделах "действие для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин", "действие для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передним шинам выступающей частью с изогнутой поверхностью", "действие для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передним шинам передними дефлекторами" и "действие для уменьшения аэродинамического сопротивления в комбинации".

Аэродинамическое сопротивление транспортному средству

Аэродинамическое сопротивление D (Н) транспортному средству определено уравнением (1):

D=CD×1/2×ρ×u²×А (1),

где CD - коэффициент лобового сопротивления (который является безразмерным числом); ρ - плотность (кг/м³) воздуха; u - относительная скорость воздуха и транспортного средства (м/с); и A - площадь (м²) лобовой поверхности.

Как очевидно из уравнения (1), аэродинамическое сопротивление D имеет величину, которая пропорциональна коэффициенту CD лобового сопротивления и пропорциональна квадрату относительной скорости u воздуха и транспортного средства (которая равна скорости набегающего воздушного потока или равна скорости движения транспортного средства, например, когда вообще нет воздушного потока).

Для уменьшения аэродинамического сопротивления D следует учитывать следующее:

(a) на какую величину отклоняется коэффициент CD лобового сопротивления от целевой величины;

(b) в чем состоит причина отклонения от целевой величины и

(c) в какой степени составляет приближение к целевой величине при устранении причины.

Из указанного (a) и (c) могут быть получены на основе коэффициента CD лобового сопротивления, точно вычисленного посредством вычислительной гидродинамики; однако, точное определение значения (b) является трудным с учетом только скорости или давления, вычисленных посредством вычислительной гидродинамики.

Что касается аэродинамического сопротивления D, на фиг. 11 показана классификация источников аэродинамического сопротивления для типичных пассажирских автомобилей (например, автомобилей с двигателем внутреннего сгорания). Как показано на фиг. 11, внешняя форма транспортного средства формирует самую большую пропорцию источников лобового сопротивления. Однако подпольная конструкция и шины формируют вторую по величине пропорцию источников лобового сопротивления, которое превышает пропорцию аэродинамического сопротивления, вызванного вентиляцией двигательного отсека. Другими словами, нельзя сказать точно, что аэродинамическое сопротивление D зависит только от моделирования внешней формы транспортного средства, и можно наблюдать, что следует учитывать источники лобового сопротивления, включающие подпольную конструкцию и шины, а также вентиляцию двигательного отсека.

Между тем, были сделаны усовершенствования аэродинамических характеристик для снижения аэродинамического сопротивления D, нацеленные главным образом на моделирование внешней формы транспортного средства. Однако в случае, например, с транспортным средством, которое должно гарантировать удобство езды на его задних сиденьях, усовершенствования аэродинамических характеристик, даже если они сделаны посредством моделирования внешней формы транспортного средства, имеют присущие им ограничения из-за ограничений конструкции, то есть потребности обеспечения пространства салона в области задних сидений. Другими словами, когда необходимые аэродинамические характеристики заданы на высоком уровне для увеличения запаса хода, усовершенствования, сделанные только посредством моделирования внешней формы транспортного средства, не позволят достигнуть желательных аэродинамических характеристик.

Также можно отметить, что то, насколько запас хода увеличивается с данной емкостью полностью заряженной батареи, является очень важным, в частности, для электромобиля, имеющего батарею, установленную в ограниченном пространстве подпольной конструкции. В электромобиле, когда усовершенствования аэродинамических характеристик, выполненных посредством моделирования внешней формы транспортного средства, достигли их предела, минимизация аэродинамического сопротивления, вызванного подпольной конструкцией и всеми шинами, приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления электромобилю в целом и увеличению запаса хода, который является насущной технической проблемой. В этом случае, для достижения эффективного снижения аэродинамического сопротивления для подпольной конструкции и всех шин, сдерживание турбулентного потока, произведенного передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток, важно для достижения снижения аэродинамического сопротивления, вызванного подпольной конструкцией и всеми шинами.

Действие для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин

Как описано выше, в электромобиле минимизация аэродинамического сопротивления, вызванного подпольной конструкцией и всеми шинами, важна для увеличения запаса хода. Ниже будет дано описание относительно действия для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин в электромобиле EV в варианте 1 осуществления изобретения, отражающем указанное выше.

В электромобиле EV, как показано на фиг. 1, нижние защитные ограждения 3, 4, 5, 6, 7 закрывают по существу всю область подпольной конструкции, за исключением шин и так далее. Это обеспечивает получение ровной, непрерывной, гладкой поверхности, проходящей от переднего конца транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, и набегающего воздушного потока, который поступает к передней части транспортного средства и формирует главный обтекающий поток FMAIN, проходящий под подпольной центральной областью, отцентрированной относительно центральной линии CL транспортного средства. Таким образом, набегающий воздушный поток, который поступает с передней стороны транспортного средства, обтекает нижние защитные ограждения 3, 4, 5, 6, 7 и ровно уходит в сторону задней части транспортного средства. Заднее нижнее защитное ограждение 7, которое закрывает заднюю подпольную конструкцию, в частности, имеет диффузорную конструкцию и, таким образом, содействует выходу набегающего воздушного потока в сторону задней части транспортного средства. Таким образом, набегающий воздушный поток ровно проходит по правильной линии под подпольной центральной областью, проходящей от переднего конца транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, таким образом, что аэродинамическое сопротивление D в центральной подпольной области уменьшается.

В электромобиле EV, как показано на фиг. 1, пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположена спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, соответственно. Таким образом, набегающий воздушный поток, который обтекает передние шины 1L, 1R во время движения, перенаправляется, чтобы сдерживать набегающий воздушный поток в область передних шин 1L, 1R. В результате аэродинамическое сопротивление D в областях передних шин 1L, 1R уменьшается благодаря сдерживанию набегающего воздушного потока в область передних шин 1L, 1R, где в основном вызывается увеличение аэродинамического сопротивления.

В электромобиле EV, показанном на фиг. 1, пара из левого и правого задних дефлекторов 9L, 9R расположена спереди от пары из левой и правой задних шин 2L, 2R, соответственно. Таким образом, набегающий воздушный поток во время движения перенаправляется для обхода задних шин 2L, 2R. В результате аэродинамическое сопротивление D от набегающего воздушного потока в областях задних шин 2L, 2R уменьшается в результате обхода задних шин 2L, 2R.

В электромобиле EV, как показано на фиг. 1, переднее нижнее защитное ограждение 3 снабжено выступающей частью с изогнутой поверхностью 31 для регулирования скорости набегающего воздушного потока. Это подавляет расходящийся набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства при движении, таким образом, для формирования главного обтекающего потока FMAIN, проходящего ниже центральной части передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства. В результате набегающий воздушный поток, который поступает от переднего конца транспортного средства, сводится в центральную область передней подпольной конструкции таким образом, что аэродинамическое сопротивление D уменьшается в центральной области передней подпольной конструкции.

Как описано выше, электромобиль EV в варианте 1 осуществления изобретения имеет подпольную конструкцию, предназначенную для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин. Это понижает аэродинамическое сопротивление D подпольной конструкции и всех шин электромобиля EV и, таким образом, позволяет достигать усовершенствований аэродинамических характеристик в целом таким образом, что запас хода электромобиля EV увеличивается.

Действие для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передних шин благодаря выступающей части с изогнутой поверхностью

Как описано выше, в электромобиле для достижения эффективного снижения аэродинамического сопротивления подпольной конструкции и всех шин важно, чтобы турбулентный поток, производимый передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток, сдерживался для достижения снижения аэродинамического сопротивления. Ниже будет дано описание относительно действия для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передних шин выступающей части с изогнутой поверхностью 31 из переднего нижнего защитного ограждения 3 в электромобиле EV в варианте 1 осуществления изобретения, отражающее указанное выше.

Во-первых, на фиг. 12 показаны результаты аналитических тестов, которые изобретатели выполнили с набегающим воздушным потоком, который обтекает переднюю подпольную конструкцию и передние шины электромобиля. Анализы причин и механизма аэродинамического сопротивления в области передней подпольной конструкции транспортного средства на основе результатов испытаний показали, что когда выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 переднего нижнего защитного ограждения 3 используется для перенаправления потока, следует учитывать два указанных ниже момента.

A) Когда набегающий воздушный поток сталкивается с передними шинами 1L, 1R или рычагами 10L, 10R передней подвески, столкновение набегающего воздушного потока производит высокое аэродинамическое сопротивление и, кроме того, когда шины вращаются при рулежке, набегающий воздушный поток возмущается и, таким образом, производит более высокое аэродинамическое сопротивление. Кроме того, когда набегающий воздушный поток втягивается в передние надколесные дуги 14L, 14R, передние надколесные дуги 14L, 14R заполняются воздухом, таким образом, создавая вихревую структуру (например, вихревую трубку или вихревой слой), и вихревая структура создает высокое аэродинамическое сопротивление. Другими словами, было обнаружено, что области передних шин 1L, 1R (то есть передних шин 1L, 1R и их периферийные области (то есть рычаги 10L, 10R передней подвески, передние надколесные дуги 14L, 14R и т.д.)), с которыми сталкивается набегающий воздушный поток или в которые втягивается набегающий воздушный поток, являются местоположениями, где в основном вызывается увеличение аэродинамического сопротивления.

(B) Фокусирование на линии обтекания воздуха, поступающего к передней части транспортного средства, поступающего к паре левой и правой передних шин 1L, 1R, можно наблюдать как явление, подобное обратному откату; например, когда судно движется, днище судна отталкивает воду, и, таким образом, происходит обратный откат. Другими словами, было обнаружено, что, в то время как транспортное средство движется, передняя подпольная конструкция оттесняет окружающий воздух и, таким образом, линия обтекания, имеющая угол отклонения, отклоняющийся в направлении ширины транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, ориентируется, как показано стрелками на фиг. 12.

Между тем, в варианте 1 осуществления изобретения выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем передние шины 1L, 1R, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию CL транспортного средства, с учетом того, что набегающий воздушный поток, поступающий к передней части транспортного средства, проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняясь в направлении ширины транспортного средства. Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет окружность выступания в продольном направлении транспортного средства, которое имеет наибольшую длину в положении центральной линии CL транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.

Таким образом, в выступающей части с изогнутой поверхностью 31 скорость набегающего воздушного потока является самой высокой в положении центральной линии CL транспортного средства, и давление набегающего воздушного потока является самым низким в положении центральной линии CL транспортного средства. В этом случае в выступающей части с изогнутой поверхностью 31 скорость набегающего воздушного потока постепенно уменьшается, и давление набегающего воздушного потока постепенно становится более высоким с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Посредством этого действия для регулирования скорости потока и давления распределение давления при помощи оконечных частей выступающей части с изогнутой поверхностью 31 в направлении ширины транспортного средства таково, что давление является самым низким в положении центральной линии CL транспортного средства, и давление становится более высоким с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, набегающий воздушный поток отклоняется от оконечных частей в направлении ширины транспортного средства, в котором давление высоко, к центральной линии CL транспортного средства, где давление является самым низким, для уменьшения перепада давления при распределении давления. Другими словами, выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 отклоняет и перенаправляет набегающий воздушный поток, который отклоняется в направлении ширины транспортного средства, протекая в сторону задней части транспортного средства, назад в область ниже центральной части передней подпольной конструкции, таким образом, чтобы сдерживать расходящийся набегающий воздушный поток в направлении ширины транспортного средства.

Таким образом, выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 выполняет функцию перенаправления потока для сдерживания расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства в положении передней подпольной конструкции, таким образом, для уменьшения набегающего воздушного потока в передние области шин, где главным образом создается аэродинамическое сопротивление в передней подпольной конструкции. Другими словами, как показано на фиг. 13, линии обтекания сходятся под центральной частью подпольной конструкции, формируя главный обтекающий поток FMAIN как обтекающий поток после выступающей части с изогнутой поверхностью 31, таким образом, сдерживая возникновение турбулентного потока в областях передних шин 1L, 1R, расположенных с обеих сторон от главного обтекающего потока FMAIN.

Было отмечено, что, например, когда турбулентный поток возникает в передней области шины, вихревая структура (вихревая трубка и вихревой слой) присутствует в очень небольшом масштабе в турбулентном потоке, и частота возникновения процесса формирования вихревой трубки из вихревого слоя (или процесса перехода от вихревого слоя к вихревой трубке) увеличивается. В этом случае известно, что формируется мелкомасштабная вихревая структура, и турбулентный поток нарастает, таким образом, увеличивая аэродинамическое сопротивление D. Таким образом, сдерживание возникновения турбулентного потока в передних областях шины непосредственно приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления D.

Как описано выше, в варианте 1 осуществления изобретения выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 для сдерживания расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем передние шины 1L, 1R, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию CL транспортного средства. Таким образом, турбулентный поток, производимый передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток при движении, подавляется таким образом, что может достигаться уменьшение аэродинамического сопротивления D.

Действие передних дефлекторов для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передних шин

Как описано выше, в электромобиле EV для достижения эффективного снижения аэродинамического сопротивления подпольной конструкции и всем шинам важно, чтобы турбулентный поток, производимый передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток, сдерживался для достижения снижения аэродинамического сопротивления. Далее производится описание действия для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передних шин передними дефлекторами 8L, 8R в электромобиле EV в варианте 1 осуществления изобретения, отражающее указанное выше.

В первую очередь показаны результаты анализа причин и механизма аэродинамического сопротивления в области передней подпольной конструкции транспортного средства на основе результатов испытаний, показанных на фиг. 12, когда используются передние дефлекторы 8L, 8R для перенаправления потока с учетом указанных выше пунктов (A) и (B).

Между тем, в варианте 1 осуществления изобретения передние вершинные части 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположены в положении ближе к центральной линии CL транспортного средства, которая находится внутри в направлении ширины транспортного средства относительно положений внутренних поверхностей TIN передних шин 1L, 1R, когда они ориентированы прямо, принимая во внимание линию набегающего воздушного потока, отклоняющегося в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, как показано на фиг. 13 и 14, когда набегающий воздушный поток, который проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняется в направлении ширины транспортного средства и достигает передних вершинных частей 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, набегающий воздушный поток отклоняется от передних вершинных частей 8a в потоки в двух направлениях, которые направлены внутрь транспортного средства и наружу от транспортного средства, соответственно. Набегающий воздушный поток, ответвленный внутрь транспортного средства, перенаправляется первыми поверхностями 8d перенаправления потока и отводится вокруг внутренних сторон периферии пары из левой и правой передних шин 1L, 1R. Между тем, набегающий воздушный поток, ответвленный наружу от транспортного средства, перенаправляется вторыми поверхностями 8e перенаправления потока и отводится вокруг внешних сторон периферии пары из левой и правой передних шин 1L, 1R.

Другими словами, первая поверхность 8d перенаправления потока выполняет функцию перенаправления потока для отклонения расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства к внутреннему сходящемуся набегающему воздушному потоку и, таким образом, направления набегающего воздушного потока назад к передней подпольной конструкции. Между тем, вторая поверхность 8e перенаправления потока выполняет функцию перенаправления потока для отклонения расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства для образования более расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства и, таким образом, выпуска набегающего воздушного потока за пределы транспортного средства.

Пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R выполняет функцию перенаправления потока для отвода потоков набегающего воздушного потока вокруг внутренних и внешних периферий пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, чтобы уменьшить набегающий воздушный поток в передние области шины, где главным образом создается аэродинамическое сопротивление. Другими словами, как показано на фиг. 13, линия обтекания, которая предотвращает проникновение набегающего воздушного потока в область передних шин 1L, 1R, сформирована как линия обтекания потока после передних дефлекторов 8L, 8R таким образом, чтобы сдерживать возникновение турбулентного потока в областях передних шин 1L, 1R.

Как описано выше, в варианте 1 осуществления изобретения передние вершинные части 8a передних дефлекторов 8L, 8R расположены так, чтобы разветвлять набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства, и отклонять в направлении ширины транспортного средства в потоки в двух направлениях, которые направлены внутрь транспортного средства и направлены наружу от транспортного средства, соответственно. Таким образом, турбулентный поток, производимый передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток при движении, сдерживается таким образом, что может достигаться уменьшение аэродинамического сопротивления D.

Действие для уменьшения аэродинамического сопротивления посредством комбинации

Для снижения аэродинамического сопротивления D, вызванного передней подпольной конструкцией и передними шинами, важно, чтобы набегающий воздушный поток, ответвленный внутрь транспортного средства передними дефлекторами, поддерживался с направлением внутрь, пока набегающий воздушный поток не проходит через передние области шины. Ниже будет дано описание относительно действия для уменьшения аэродинамического сопротивления комбинацией выступающей части с изогнутой поверхностью 31 и передних дефлекторов 8L, 8R в варианте 1 осуществления изобретения, отражающее указанное выше.

Передняя вершинная часть 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R разветвляет набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства, во внутреннем направлении. В этом случае первые поверхности 8d перенаправления потока перенаправляют поток FIN внутрь транспортного средства, ответвляя набегающий воздушный поток к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящего под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства. В это время, например, когда набегающий воздушный поток, направленный к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, подвергается сопротивлению, отталкиваясь от стороны главного обтекающего потока FMAIN, набегающий поток движется назад к внутренним поверхностям передних шин 1L, 1R и в передние надколесные дуги 14L, 14R.

Между тем, переднее нижнее защитное ограждение 3, которое закрывает переднюю подпольную конструкцию, снабжено выступающей частью с изогнутой поверхностью 31 для сдерживания расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства, которое находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R. Таким образом, выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 выполняет функцию перенаправления потока для придания набегающему потоку, который поступает от передней части транспортного средства, сходимости для формирования набегающего воздушного потока, проходящего под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства, и, таким образом, формирования главного обтекающего потока FMAIN набегающего воздушного потока (см. фиг. 13).

Благодаря функции перенаправления потока первых поверхностей 8d перенаправления потока, таким образом, набегающий воздушный поток, направленный к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящему под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства, ровно соединяется с главным обтекающим потоком FMAIN, сформированным по правильной линии выступающей частью с изогнутой поверхностью 31. Другими словами, движение набегающего воздушного потока назад к внутренним поверхностям передних шин 1L, 1R и в передние надколесные дуги 14L, 14R предотвращается.

Как описано выше, в варианте 1 осуществления изобретения принята конфигурация, в которой перенаправление потока осуществляется комбинацией выступающей части с изогнутой поверхностью 31, сформированной на переднем нижнем защитном ограждении 3, и пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R. Таким образом, набегающий воздушный поток, принимаемый парой левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, проходит от первых поверхностей 8d перенаправления потока к главному обтекающему потоку FMAIN и ровно соединяется с главным обтекающим потоком FMAIN, сформированным по правильной линии выступающей частью с изогнутой поверхностью 31. Таким образом, аэродинамическое сопротивление D, создаваемое передней подпольной конструкцией и передними шинами при движении, можно дополнительно уменьшить.

Далее будут описаны предпочтительные эффекты.

Передняя подпольная конструкция электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения может достигать предпочтительных эффектов, описанных ниже.

(1) Получена передняя подпольная конструкция транспортного средства (электромобиля EV), включающая выступающий элемент, выступающий вниз от передней подпольной поверхности транспортного средства, который перенаправляет набегающий воздушный поток, обтекающий переднюю подпольную конструкцию при движении, в котором выступающий элемент конфигурирован как выступающий элемент с изогнутой поверхностью (выступающая часть с изогнутой поверхностью 31), находящийся в положении ближе к передней части транспортного средства, чем передние шины 1L, 1R, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию CL транспортного средства. Кроме того, выступающий элемент с изогнутой поверхностью (выступающая часть с изогнутой поверхностью 31) имеет окружность выступания в продольном направлении транспортного средства, которая имеет наибольшую длину в положении центральной линии CL транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.

Это позволяет уменьшать аэродинамическое сопротивление D, производимое потоком набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, таким образом, с достижением заданных усовершенствований аэродинамических характеристик.

(2) Выступающий элемент с изогнутой поверхностью (выступающая часть с изогнутой поверхностью 31) имеет внешнюю конфигурацию, имеющую овальную форму с размером WL в направлении ширины транспортного средства, как большей оси, и размером SL в продольном направлении, как малой оси, и имеет форму выступающей изогнутой поверхности, конфигурированной как сферический трехмерный профиль, сформированный посредством подбора подобных линейных дуговых элементов, которые постепенно становятся короче по длине в направлении от центральной линии CL транспортного средства к обеим сторонам в направлении ширины транспортного средства, в то время как самый длинный линейный дуговой элемент находится в положении центральной линии CL транспортного средства.

Таким образом, выступающий элемент с изогнутой поверхностью (выступающая часть с изогнутой поверхностью 31) имеет овальную форму, чтобы таким образом уменьшить длину набора в продольном направлении транспортного средства, и также имеет сферическую трехмерную форму, чтобы таким образом обеспечивать ровное течение набегающего воздушного потока по плавной линии обтекания, таким образом, позволяя сдерживать расходящийся набегающий воздушный поток в направлении ширины транспортного средства.

(3) Переднее нижнее защитное ограждение 3 расположено таким образом, что оно закрывает область передней подпольной конструкции между парой левой и правой передних шин 1L, 1R, и выступающий элемент с изогнутой поверхностью конфигурирован как выступающая часть с изогнутой поверхностью 31, отформованная как единое целое с передним нижним защитным ограждением 3.

Таким образом, транспортное средство, снабженное заранее передним нижним защитным ограждением 3, может быть снабжено выступающей частью с изогнутой поверхностью 31, которая выполняет функцию перенаправления потока для сдерживания расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства без необходимости увеличения количества деталей.

(4) Переднее нижнее защитное ограждение 3 имеет наклонную часть 3а с наклоном вниз от переднего конца транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, и выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 находится в положении наклонной части 3a переднего нижнего защитного ограждения 3.

Таким образом, уклон увеличивает фронтальную площадь выступания выступающей части с изогнутой поверхностью 31 и, таким образом, сдерживает возникновение завихрения набегающего воздушного потока, который обтекает выступающую часть с изогнутой поверхностью 31, таким образом, позволяя надежно контролировать скорость потока и, следовательно, эффективно сдерживать расходящийся набегающий воздушный поток в направлении ширины транспортного средства.

(5) Пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположена спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, соответственно, при этом пара левого и правого передних дефлекторов конфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R перенаправляет набегающий воздушный поток в область под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства, и выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R.

Таким образом, выступающая часть с изогнутой поверхностью 31, которая формирует главный обтекающий поток FMAIN по правильной линии, и пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R используются в комбинации, и, таким образом, набегающий воздушный поток, который проходит назад в область под центральной частью передней подпольной конструкции, может ровно соединяться с главным обтекающим потоком FMAIN.

Хотя передняя подпольная конструкция транспортного средства согласно настоящему изобретению была описана выше со ссылками на вариант 1 осуществления изобретения, следует понимать, что конкретная конфигурация не ограничена вариантом 1 осуществления изобретения, и конструктивные изменения и добавления и т.п. могут быть внесены в него без отхода от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.

В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором выступающий элемент с изогнутой поверхностью конфигурирован как выступающая часть с изогнутой поверхностью 31, отформованной как единое целое с передним нижним защитным ограждением 3. Однако, например, выступающий элемент с изогнутой поверхностью, как независимая часть для перенаправления потока, может осуществлять перенаправление потока вокруг передней подпольной конструкции независимо от наличия или отсутствия передней подпольной конструкции или наличия или отсутствия передних дефлекторов.

В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет внешнюю конфигурацию, имеющую овальную форму, и имеет форму выступающей изогнутой поверхности, конфигурированной как сферический трехмерный профиль. Однако внешняя конфигурация выступающей части с изогнутой поверхностью 31 и форма выступающей изогнутой поверхности не ограничены формами в варианте 1 осуществления изобретения, и могут быть приняты выступающая часть с изогнутой поверхностью или выступающий элемент с изогнутой поверхностью, имеющие различные формы. Например, выступающая часть с изогнутой поверхностью или выступающий элемент с изогнутой поверхностью могут быть сформированы как плоскость крыла или могут быть сформированы иначе.

В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 находится в положении наклонной части 3a переднего нижнего защитного ограждения 3. Однако, например, выступающая часть с изогнутой поверхностью или выступающий элемент с изогнутой поверхностью могут быть расположены в части плоской поверхности передней подпольной конструкции, и выступающая часть с изогнутой поверхностью или выступающий элемент с изогнутой поверхностью могут быть установлены в наклонном положении, чтобы сдерживать завихрение набегающего воздушного потока.

В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию, перенаправляется комбинацией выступающей части с изогнутой поверхностью 31 переднего нижнего защитного ограждения 3 и пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R. Однако набегающий воздушный поток вокруг передней подпольной конструкции может перенаправляться только передним нижним защитным ограждением, имеющим выступающую часть с изогнутой поверхностью без передних дефлекторов. Кроме того, набегающий воздушный поток вокруг передней подпольной конструкции может перенаправляться только выступающим элементом с изогнутой поверхностью, как независимой частью для перенаправления потока без передней подпольной конструкции и передних дефлекторов.

В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором передняя подпольная конструкция применена в электромобиле EV. Однако настоящее изобретение, конечно, может быть применено для передней подпольной конструкции такого электромобиля, как гибридное транспортное средство или транспортное средство на топливных элементах, или также может применяться в передней подпольной конструкции транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. В частности, когда настоящее изобретение применяют в электромобиле, запас хода батареи увеличивается, таким образом, что может достигаться повышение эффективности использования электроэнергии. Когда настоящее изобретение применяют в транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания, может достигаться экономия топлива.

Эта заявка основана на предварительной заявке на патент Японии № 2010-89339, поданной 8 апреля 2010 г., и объявляет ее приоритет, и все содержание ее включено сюда посредством ссылки.

Промышленное применение

Согласно настоящему изобретению, выступающий элемент с изогнутой поверхностью расположен в положении ближе к передней части транспортного средства, чем передние шины, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию транспортного средства, с учетом того, что набегающий воздушный поток, поступающий от передней части транспортного средства, проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняясь в направлении ширины транспортного средства. Выступающий элемент с изогнутой поверхностью имеет окружность выступа в продольном направлении транспортного средства, которая имеет наибольшую длину в положении центральной линии транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, в выступающем элементе с изогнутой поверхностью скорость набегающего воздушного потока является самой высокой в положении центральной линии транспортного средства, и давление набегающего воздушного потока является самым низким в положении центральной линии транспортного средства. В этом случае в выступающем элементе с изогнутой поверхностью скорость набегающего воздушного потока постепенно уменьшается, и давление набегающего воздушного потока постепенно становится более высоким с увеличением расстояния от центральной линии транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Выступающий элемент с изогнутой поверхностью контролирует скорость потока и давление таким образом, чтобы отклонять и перенаправлять набегающий воздушный поток, который отклоняется в направлении ширины транспортного средства, протекая в сторону задней части транспортного средства, назад в область под центральной частью передней подпольной конструкции, таким образом, сдерживая расходящийся набегающий воздушный поток в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, выступающий элемент с изогнутой поверхностью выполняет функцию перенаправления потока для сдерживания расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства в положении передней подпольной конструкции, чтобы уменьшать набегающий воздушный поток в область пары из левой и правой передних шин, где главным образом создается аэродинамическое сопротивление передней подпольной конструкции. Таким образом, это позволяет уменьшать аэродинамическое сопротивление, создаваемое потоком набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, таким образом, достигая заданных усовершенствований аэродинамических характеристик.

Перечень ссылочных позиций

EV - электромобиль (как пример транспортного средства).

1L, 1R - пара из левой и правой передних шин.

2L, 2R - пара из левой и правой задних шин.

3 - переднее нижнее защитное ограждение.

3a - наклонная часть.

31 - выступающая часть с изогнутой поверхностью (или выступающий элемент с изогнутой поверхностью).

4 - заднее нижнее ограждение электродвигателя.

5 - первое нижнее защитное ограждение батарей.

6 - второе нижнее защитное ограждение батарей.

7 - заднее нижнее защитное ограждение.

8L, 8Ra - пара из левого и правого передних дефлекторов.

8a - передняя вершинная часть.

8b - внутренняя оконечная часть.

8c - внешняя оконечная часть.

8d - первая поверхность перенаправления потока.

8e - вторая поверхность перенаправления потока.

8е1 - изогнутая поверхность перенаправления потока.

8e2 - плоская поверхность перенаправления потока.

9L, 9R - пара из левого и правого задних дефлекторов.

TFR - передний край шины, когда она ориентирована прямо.

TIN - внутренняя поверхность шины, когда она ориентирована прямо.

CL - центральная линия транспортного средства.

θ - угол расхождения.

F - линии обтекания шины.

FIN - поток внутрь транспортного средства.

FOUT - поток наружу от транспортного средства.

FMAIN - главный обтекающий поток набегающего воздушного потока.

WL - размер в направлении ширины транспортного средства.

SL - размер в продольном направлении.

Изобретение относится к передней подпольной конструкции транспортного средства. Конструкция включает в себя выступающий элемент, выступающий вниз от передней подпольной поверхности транспортного средства и перенаправляющий набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении. Выступающий элемент сконфигурирован как выступающий элемент с изогнутой поверхностью (31), находящийся в положении ближе к передней части транспортного средства, чем передние шины, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию транспортного средства (CL). Выступающий элемент с изогнутой поверхностью (31) имеет окружность выступания в продольном направлении транспортного средства, которая имеет наибольшую длину в положении центральной линии транспортного средства (CL), и окружность выступания в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии транспортного средства (CL) с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Обеспечивается уменьшение аэродинамического сопротивления. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Передняя подпольная конструкция транспортного средства, содержащая выступающий элемент, который выступает вниз от передней подпольной поверхности транспортного средства и выполнен с возможностью перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, при этом выступающий элемент сконфигурирован как выступающий элемент с изогнутой поверхностью, находящейся в положении ближе к передней части транспортного средства, чем передние шины, и в центральной части передней подпольной конструкции, охватывая с двух сторон центральную линию транспортного средства, причем выступающий элемент с изогнутой поверхностью имеет форму выступающей изогнутой поверхности, при этом форма выступающей изогнутой поверхности имеет окружность поверхности в продольном направлении транспортного средства, которая имеет наибольшую длину в положении центральной линии транспортного средства и постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.

2. Конструкция по п.1, в которой выступающий элемент с изогнутой поверхностью имеет внешнюю конфигурацию, имеющую овальную форму с размером в направлении ширины транспортного средства, являющимся большой осью, и размером в продольном направлении, являющимся малой осью, и имеет форму выступающей изогнутой поверхности, сконфигурированную как сферический трехмерный профиль, сформированный посредством подбора подобных линейных дуговых элементов, которые постепенно становятся короче по длине в направлении от центральной линии транспортного средства к обеим сторонам в направлении ширины транспортного средства, в то время как самый длинный линейный дуговой элемент находится в положении центральной линии транспортного средства.

3. Конструкция по п.1 или 2, в которой переднее нижнее защитное ограждение расположено таким образом, что оно закрывает область передней подпольной конструкции между парой левой и правой передних шин, и выступающий элемент с изогнутой поверхностью сконфигурирован как выступающая часть с изогнутой поверхностью, отформованной за одно целое с передним нижним защитным ограждением.

4. Конструкция по п.3, в которой передняя подпольная конструкция имеет наклонную часть, наклоненную вниз от переднего конца транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, и выступающая часть с изогнутой поверхностью находится в положении наклонной части передней подпольной конструкции.

5. Конструкция по п.4, в которой пара из левого и правого передних дефлекторов расположена спереди от пары из левой и правой передних шин соответственно, причем пара из левого и правого передних дефлекторов сконфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, пара из левого и правого передних дефлекторов перенаправляет набегающий воздушный поток к потоку воздуха, проходящего под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией транспортного средства, и выступающая часть с изогнутой поверхностью находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара из левого и правого передних дефлекторов.