ВОЗДУШНОЕ НАПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОЗДУХА НАЗЕМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2016 года по МПК B62D35/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к воздушному направляющему устройству для механических наземных транспортных средств, особенно для тяговых транспортных средств, имеющих груз, перевозимый тяговым транспортным средством или прицепом, легковых автомобилей с фургоном и других механических транспортных средств, имеющих последующий или прицепной кузов автомобиля, высота и/или ширина которого может изменяться.

Более точно, настоящее изобретение относится к воздушному направляющему устройству в соответствии с преамбулой пункта 1 формулы изобретения. Такое воздушное направляющее устройство раскрыто в патенте GB-2435246. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения сопротивления воздуха наземного транспортного средства.

Уровень техники изобретения и предшествующий уровень техники

Патент GB-2465393 раскрывает коммерческое транспортное средство, имеющее воздушное направляющее устройство, содержащее несколько направляющих потока воздуха. Множество датчиков давления предусмотрены на направляющих потока воздуха. Датчики давления воспринимают давление на направляющие потока воздуха во время движения транспортного средства. Воспринятые давления образуют выходные сигналы, передаваемые на блок управления, который выполнен с возможностью управлять положением каждой направляющей потока воздуха для того, чтобы изменять аэродинамический профиль транспортного средства в ответ на выходной сигнал датчиков давления и сигнал скорости. Данные, относящиеся к геометрии транспортного средства, передаются в блок управления.

Патент WO 2011/075009 раскрывает устройство для оптимизации положения воздушного дефлектора в автоматическом режиме. Воздушный дефлектор может быть установлен на крыше тягового транспортного средства. Устройство содержит систему управления, воспринимающую скорость транспортного средства. Устройство выполнено с возможностью оптимизации воздушного дефлектора, когда система управления контролирует скорость транспортного средства. Воздушный дефлектор управляется в ответ на сигнал от системы управления, воспринимающей параметр, относящийся к тому, как транспортное средство движется, например, расход топлива, скорость, число оборотов двигателя, дросселирование или крутящий момент. Кроме того, может быть блок, воспринимающий окружающие факторы, такие как сопротивление воздуха, дорожные условия.

Транспортное средство, движущееся через воздух, будет вытеснять воздух в сторону. Если транспортное средство содержит два кузова транспортного средства, где второй кузов транспортного средства может часто иметь большую высоту и/или большую ширину, чем первый кузов транспортного средства, воздух, протекающий от транспортного средства будет, прежде всего, встречать вертикальную, или наклонную переднюю поверхность первого кузова транспортного средства, а затем часть вертикальной или наклонной передней поверхности второго кузова транспортного средства, продолжающиеся вверху и/или сбоку за первым кузовом транспортного средства. Обе эти передние поверхности создают сопротивление воздуха, которое во многих случаях является значительным.

Грузовые автомобили и подобные транспортные средства поэтому, известно, обеспечиваются направляющей потока воздуха или воздушным дефлектором на крыше кабины тягового транспортного средства, или в соответствии с вышеизложенным, на крыше первого кузова транспортного средства. Также известно обеспечение направляющими потока воздуха или воздушными дефлекторами на боковых сторонах первого кузова транспортного средства. Направляющая потока воздуха имеет целью перенаправления воздуха с тем, чтобы обеспечить плавный переход воздуха между первым кузовом транспортного средства и вторым кузовом транспортного средства. Направляющая потока воздуха будет, таким образом, предохранять воздух от подверженности торможению воздуха, которое будет, в противном случае, происходить на передней поверхности второго кузова транспортного средства, то есть части передней поверхности, продолжающейся вверху и/или сбоку, за первым кузовом транспортного средства. Такая направляющая потока воздуха раскрыта в двух упомянутых выше документах, GB-2465393 и WO 2011/075009.

Направляющая потока воздуха часто регулируется с целью приспособления направляющей потока воздуха к различным высотам второго кузова транспортного средства. Регулировка может происходить путем обеспечения приводным двигателем, например, электрическим двигателем, для приведения в действие передачи, например, рычажной передачи, соединенной с направляющей потока воздуха, либо путем ручной регулировки вручную.

Поскольку правильная регулировка направляющей потока воздуха является не основной заинтересованностью водителя, а, скорее, имеет экономическое значение для подрядной транспортной организации, водитель меньше склонен подниматься на крышу для регулировки направляющей потока воздуха, например, для каждого нового прицепа, который должен быть присоединен к тяговому транспортному средству.

Эта проблема была замечена подрядными транспортными организациями и производителями грузовых автомобилей. Оба вышеупомянутых документа описывают технику для автоматической регулировки направляющей потока воздуха.

Известная техника, описанная в вышеупомянутых документах, имеет тот недостаток, что требует множества датчиков. Решение по патенту GB-2465393 требует множества датчиков давления, расположенных в различных местах на направляющей потока воздуха и ввода различных параметров, касающихся транспортного средства. В патенте WO 2011/075009 различные датчики и оборудование для установления различных параметров транспортного средства, таких как скорость, расход топлива, число оборотов двигателя, и т.д., должны быть предусмотрены.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является устранение рассмотренных выше проблем, и обеспечение воздушного направляющего устройства, первоначально охарактеризованного вида, которое имеет простую конструкцию и может быть предусмотрено на любом механическом наземном транспортном средстве в доступной форме. Кроме того, оно направлено на воздушное направляющее устройство, обеспечивающее надежное регулирование направляющей потока воздуха для правильного или оптимального положения.

Эта цель достигается воздушным направляющим устройством, первоначально охарактеризованным, которое характеризуется признаками определенными частично п.1 формулы изобретения.

Как упомянуто выше, направляющая потока воздуха на грузовом автомобиле во время движения будет подвергаться воздушной нагрузке от воздуха, набегающего по направлению к грузовому автомобилю. Автор настоящего изобретения понял, что если желательно изменить положение направляющей потока воздуха во время движения, мощность, необходимая для выполнения такого изменения, или перемещения направляющей потока воздуха, будет зависеть от величины воздушной нагрузки, воспринимаемой направляющей потока воздуха в фактическом положении. Поверхность, перпендикулярная потоку воздуха, будет подвергаться гораздо большему воздействию, чем, если та же поверхность имеет угол наклона, например, 30 к потоку воздуха. Воздушная нагрузка на направляющую потока воздуха будет также зависеть от положения направляющей потока воздуха относительно второго кузова транспортного средства. Если направляющая потока воздуха находится правильно установленной относительно второго кузова транспортного средства, воздушная нагрузка будет относительно низкой.

Во время движения, воздух, протекающий выше направляющей потока воздуха, будет вызывать понижение давления воздуха над направляющей потока воздуха, и, таким образом, подъемная сила действует на направляющую потока воздуха. Направляющая потока воздуха формирует полость между направляющей потока воздуха и первым кузовом транспортного средства, например, крыше первого кузова транспортного средства. По желанию, направляющая потока воздуха, может иметь направленные вниз боковые участки, дополнительно ограждающие полость.

В первом случае, когда задний конец направляющей потока воздуха расположен значительно выше высоты второго кузова транспортного средства, воздух, текущий от заднего конца направляющей потока воздуха, может создать отдельный поток в противоположном направлении в полость, и таким образом, может увеличивать давление в полости. Это повышение давления может, вместе с упомянутой выше подъемной силой, создавать значительную нагрузку на направляющую потока воздуха, см. фиг. 1.

Во втором случае, когда задний конец направляющей потока воздуха имеет положение ниже, чем высота переднего конца второго кузова транспортного средства, эта часть второго кузова транспортного средства будет производить торможение части потока. Торможение потока может вводить повышенное количество воздуха внутрь полости, см. фиг. 2. Часть заторможенного потока может повернуть вниз и вперед над, например, крышей первого кузова транспортного средства внутрь полости, и, таким образом, создать повышенное давление в полости. Кроме того, это повышенное давление может, как и в первом случае, вместе с вышеупомянутой подъемной силой, создавать значительную нагрузку на направляющую потока воздуха.

В третьем случае, когда задний конец направляющей потока воздуха расположен так же, или примерно так же, как уровень высоты второго кузова транспортного средства, воздух может течь плавно над направляющей потока воздуха и далее над крышей второго кузова транспортного средства. Воздух, протекающий выше зазора между задним концом направляющей потока воздуха и передним краем второго кузова транспортного средства, может вызывать всасывающую силу на воздух в полости, и, таким образом, понижать давление воздуха в полости. Это пониженное давление будет уравновешивать вышеупомянутую подъемную силу, что означает, что общая нагрузка, действующая на направляющую потока воздуха в третьем случае ниже, чем в первом и втором случаях.

Это означает, что мощность для удержания направляющей потока воздуха на угле наклона в третьем случае ниже, чем в первом и втором случаях. Соответственно, мощность для перемещения направляющей потока воздуха будет уменьшаться, когда направляющая потока воздуха проходит угол наклона по третьему случаю, и увеличиваться, когда направляющая потока воздуха перемещается по направлению к углу наклона по первому или второму случаям. Следует отметить, что явление при переходном процессе может происходить, когда направляющая потока воздуха проходит из положения, представленного в первом случае, в положение, представленное во втором случае, или из положения, представленного во втором случае, в положение, представленное в первом случае. Это явление при переходном процессе не будет препятствовать более низкой равнодействующей силе на направляющую потока воздуха в положении по третьему случаю, по меньшей мере, не в установившемся состоянии, когда направляющая потока воздуха находится неподвижно стоящей в положении по третьему случаю.

Следовательно, направляющую потока воздуха можно регулировать в надлежащее положение во время движения наземного транспортного средства, с учетом измеренного параметра, или значения измеренного параметра в соответствии с настоящим изобретением. Параметр может содержать или состоять из мощности, подаваемой на приводной элемент, или силы, действующей на опорную конструкцию, поддерживающую или удерживающую направляющую потока воздуха. Кроме того, никаких манипуляций не требуется от водителя или любого другого лица. Только требуется включение регулировки. Конечно, такое включение регулировки может быть автоматическим, например, через определенный интервал времени после начала движения, или когда транспортное средство достигло определенной скорости.

Регулировка может быть выполнена независимо от транспортного средства, в том смысле, что никакие дополнительные параметры транспортного средства не требуются, например, расход топлива, крутящий момент, сопротивление воздуха транспортного средства и т.д. Воздушное направляющее устройство является, таким образом, отдельным блоком, который может быть установлен на любое механическое наземное транспортное средство в любой момент. Регулировка может быть инициирована и выполнена, в любом случае, например, после замены второго кузова транспортного средства. Тем не менее, сигнал скорости может быть использован для инициирования регулировки в автоматическом режиме, когда транспортное средство достигает соответствующей скорости, например, 50 км/час.

В соответствии с изобретением, блок управления выполнен с возможностью управлять приводным элементом для перемещения направляющей потока воздуха в ответ на сигнал, до желаемого угла наклона, при котором измеряемый параметр имеет минимальное значение.

Измеряя параметр, например мощность, подаваемую на приводной элемент для перемещения направляющей потока воздуха, можно, таким образом, найти положение направляющей потока воздуха, когда подаваемая мощность является минимальной. В этом положении воздушная нагрузка или полная сила, действующая на направляющую потока воздуха, также будет минимальной, т.е. когда направляющая потока воздуха находится в оптимальном положении относительно высоты и/или ширины второго кузова транспортного средства.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, датчик выполнен с возможностью непрерывно генерировать сигнал, соответствующий мгновенному значению измеряемого параметра, где блок управления выполнен с возможностью непрерывного приема сигнала в течение определенного периода времени, для установления градиента, т.е. увеличения или уменьшения измеряемого параметра через пошаговые передвижения направляющей потока воздуха, и для перемещения направляющей потока воздуха в направлении, уменьшающем измеряемый параметр. Период времени может быть любым подходящим выбранным периодом времени во время движения, например, количеством минут, для выполнения регулировки, после чего направляющая потока воздуха может быть заблокирована на угле наклона, при котором мощность, подаваемая на приводной элемент, или сила, действующая на направляющую потока воздуха, является минимальной, или во время всего движения, для того, чтобы гарантировать, что направляющая потока воздуха всегда расположена под оптимальным углом.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, блок управления, выполнен с возможностью управления приводным элементом для перемещения направляющей потока воздуха во время движения от первого угла наклона ко второму углу наклона, датчик, непрерывно измеряющий параметр во время движения, для установления минимального значения измеряемого параметра во время упомянутого движения, и таким образом, для перемещения направляющей потока воздуха обратно со второго угла наклона, пока не будет достигнуто минимальное значение. Первый угол наклона может быть, когда направляющая потока воздуха находится на или в непосредственной близости от самого нижнего или крайнего положения в направлении вовнутрь, или самого верхнего или крайнего положения в направлении наружу и, соответственно, второй угол наклона может быть, когда направляющая потока воздуха находится на или в непосредственной близости от самого верхнего или крайнего положения в направлении наружу, или самого нижнего или крайнего положения в направлении вовнутрь.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, воздушное направляющее устройство содержит блокирующий элемент, который выполнен с возможностью блокировки направляющей потока воздуха на командный сигнал от блока управления. Таким образом, можно заблокировать направляющую потока воздуха под любым углом наклона. Предпочтительно, блок управления может быть выполнен с возможностью обеспечения командного сигнала для блокирующего элемента, когда нет дальнейшего возможного снижения мощности, или когда достигнуто минимальное значение.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, направляющая потока воздуха выполнена, способной вращаться вокруг поперечной оси, продолжающейся поперечно продольному направлению, где приводной элемент выполнен с возможностью перемещения направляющей потока воздуха вращением направляющей потока воздуха вокруг поперечной оси для того, чтобы обеспечить упомянутую регулировку. Следует отметить, что угол наклона, в качестве альтернативы, можно регулировать посредством любого другого передвижения или перемещения направляющей потока воздуха, чем вращением вокруг одной оси.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, параметр содержит мощность, подаваемую на приводной элемент. Приводной элемент может затем содержать электрический двигатель, содержащий обмотку, где датчик выполнен с возможностью измерения упомянутого параметра путем измерения электрического тока через обмотку электрического двигателя. Приводной элемент, содержащий или состоящий из электрического двигателя, является предпочтительным, так как электрический двигатель может быть легко подключен к электрической сети транспортного средства. Кроме того, ток, подаваемый на двигатель, может быть легко измерен.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, датчик выполнен с возможностью измерения упомянутого параметра путем измерения силы, действующей на опорную конструкцию. Такой датчик может быть предусмотрен на опорной конструкции, и может содержать передатчик крутящего момента, тензометр, и т.д.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, воздушное направляющее устройство содержит фильтр, выполненный с возможностью фильтровать сигнал от датчика, прежде чем сигнал принимается блоком управления.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, направляющая потока воздуха выполнена с возможностью монтажа на крыше первого кузова транспортного средства под наклоном вперед и вниз для образования упомянутого угла наклона. С такой направляющей потока воздуха, сопротивление воздуха, из-за изменяющейся высоты второго кузова транспортного средства, легко может быть сведено к минимуму.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, направляющая потока воздуха выполнена с возможностью монтажа на боковой стороне первого кузова транспортного средства под наклоном вперед и вовнутрь для образования упомянутого угла наклона. С такой направляющей потока воздуха, или такими направляющими потока воздуха, сопротивление воздуха из-за изменяющейся ширины второго кузова транспортного средства легко может быть сведено к минимуму.

Цель также достигается посредством способа, определенного в п.14 формулы изобретения. Дополнительные предпочтительные этапы способа определены в зависимых пунктах формулы изобретения с 15 по 17.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет объяснено более подробно посредством описания различных вариантов осуществления и со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 представляет, схематично, вид сбоку механического наземного транспортного средства, имеющего воздушное направляющее устройство 10 под первым углом наклона.

Фиг. 2 представляет, схематично, вид сбоку механического наземного транспортного средства, по фиг. 1 с воздушным направляющим устройством 10 под вторым углом наклона.

Фиг. 3 представляет, схематично, вид сбоку механического наземного транспортного средства, по фиг. 1 с воздушным направляющим устройством 10 под третьим углом наклона.

Фиг. 4 представляет, более подробно, схематичный вид в разрезе воздушного направляющего устройства 10 под первым углом наклона.

Фиг. 5 представляет, более подробно, схематичный вид в разрезе воздушного направляющего устройства 10 под вторым углом наклона.

Фиг. 6 представляет, схематично, схему, включающую в себя приводной элемент и блок управления воздушного направляющего устройства.

Фиг. 7 представляет, схематично, вид сверху механического наземного транспортного средства по фиг. 1.

Фиг. 8 представляет, схематично, схему в соответствии с альтернативным вариантом осуществления, включающую в себя приводной элемент и блок управления воздушного направляющего устройства.

Подробное описание различных вариантов осуществления изобретения

Фиг. 1-3 раскрывают наземное транспортное средство 1, определенное продольной осью Х. Продольная ось Х параллельна нормальному прямому направлению движения транспортного средства 1. Наземное транспортное средство 1 содержит первый кузов 2 транспортного средства, имеющий крышу 3 и две стороны 3', и второй кузов 4 транспортного средства. Как можно видеть на фиг. 7, две стороны 3' противоположны друг другу. Второй кузов 4 транспортного средства расположен позади крыши 3 первого кузова 2 транспортного средства и продолжается выше за пределы первого кузова 2 транспортного средства, т.е. над крышей 3 первого кузова 2 транспортного средства, а также в стороны за пределы первого кузова 2 транспортного средства. В раскрытых вариантах осуществления, первый кузов 2 транспортного средства представляет собой тяговое транспортное средство, а второй кузов 4 транспортного средства представляет собой прицеп. Высота и/или ширина таких прицепов может изменяться.

Тем не менее, тяговое транспортное средство может также нести нагрузку на самом тяговом транспортном средстве, где нагрузка образуется вторым кузовом 4 транспортного средства. Такая нагрузка может иметь различную высоту и различную ширину. Кроме того, следует отметить, что первый кузов 2 транспортного средства может быть легковым автомобилем, а второй кузов 4 транспортного средства - прицепом в виде фургона.

В любом случае, второй кузов 4 транспортного средства является сменным, где различные вторые кузова 4 транспортного средства могут иметь различную высоту и различную ширину.

Наземное транспортное средство 1, представленное на фиг. 1-3, взаимодействует с или содержит три воздушных направляющих устройства 10, 10'. Одно из воздушных направляющих устройств 10 установлено на крыше первого кузова 2 транспортного средства, другие два воздушных направляющих устройства 10' установлены на соответствующей стороне 3' первого кузова 2 транспортного средства. Воздушное направляющее устройство 10 раскрыто более подробно на фиг. 4 и 5 и, таким образом, как правило, предусматривается на крыше 3 первого кузова 2 транспортного средства.

Воздушное направляющее устройство 10 на крыше 3 теперь будет дополнительно объяснено. Оно включает в себя направляющую 11 потока воздуха, имеющую передний конец 11a и задний конец 11b в отношении прямого направления движения. Направляющая 11 потока воздуха, таким образом, наклонена вперед и вниз от заднего конца 11b к или, до переднего конца 11a, для образования угла α наклона в продольном направлении Х. Направляющая 11 потока воздуха образует полость позади направляющей 11 потока воздуха, т.е. между направляющей 11 потока воздуха и крышей 3, и между направляющей 11 потока воздуха и соответствующей стороной 3', соответственно.

При желании, но не обязательно, направляющая 11 потока воздуха может иметь боковые участки 11с, которые изогнуты вниз, как показано на чертежах.

Направляющая 11 потока воздуха имеет в раскрытом варианте осуществления плоскую или, по существу, плоскую направляющую пластину. Следует отметить, однако, что направляющая пластина направляющей 11 потока воздуха может иметь искривленную форму, если смотреть в поперечном направлении, на виде сбоку на фиг. 4 и 5. Такая искривленная форма может быть выпуклой или вогнутой. Кроме того, возможно позволить направляющей пластине направляющей 11 потока воздуха быть искривленной, если смотреть сверху, и/или если смотреть спереди. Такая кривизна может быть выпуклой или вогнутой. Таким образом, направляющая 11 потока воздуха может быть искривлена во всех направлениях.

В раскрытых вариантах осуществления, направляющая 11 потока воздуха установлена на раме 12. Рама 12 может быть любого подходящего вида и содержать несколько стержней или пластин. Направляющая потока воздуха является подвижной относительно рамы 12 для изменения или регулирования угла α наклона, и, следовательно, относительно продольного направления x и первого кузова 2 транспортного средства. Направляющая 11 потока воздуха является, в раскрытых вариантах осуществления, присоединенной к раме 12 посредством поворотного соединения 13, позволяющего направляющей 11 потока воздуха поворачиваться вокруг поперечной оси y, являющейся поперечной, или перпендикулярной к продольному направлению x, см. также фиг. 7. Следует также отметить, что можно обойтись без рамы 12, и что направляющая 11 потока воздуха может быть установлена непосредственно на первом кузове 2 транспортного средства, в данном случае, непосредственно на крыше 3.

Воздушное направляющее устройство 10 также содержит приводной элемент 14, который соединен с направляющей 11 потока воздуха и выполненный с возможностью перемещения направляющей 11 потока воздуха для изменения угла α наклона, в раскрытых вариантах осуществления, для поворота направляющей 11 потока воздуха вокруг поперечной оси y для обеспечения упомянутой регулировки. Приводной элемент 14 соединен с направляющей 11 потока воздуха через опорную конструкцию, которая, в раскрытых вариантах осуществления, содержит рычажную передачу, имеющую первый шарнир 15, соединенный с приводным элементом 14 и второй шарнир 16, соединенный с направляющей 11 потока воздуха. Первый и второй шарниры 15, 16 поворотно соединены друг с другом. Следует отметить, что опорная конструкция 15, 16 может быть спроектирована различными способами. Например, опорная конструкция может, в качестве альтернативы рычажной передаче, содержать или состоять из любой подходящей передачи, например, зубчатой передачи, зубчатой рейки и т.д.

Кроме того, воздушное направляющее устройство 10 содержит датчик 17, выполненный с возможностью генерировать сигнал, см. фиг. 6 и блок 18 управления, поддерживающий связь с датчиком 17, для приема сигнала. Блок 18 управления выполнен с возможностью управления приводным элементом 14 для перемещения направляющей 11 потока воздуха в ответ на сигнал, полученный от датчика 17.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, воздушное направляющее устройство 10 содержит фильтр 19, который может быть включен в блок 18 управления, и который выполнен с возможностью фильтрации сигнала от датчика 17 прежде, чем сигнал принимается блоком 18 управления.

В первом варианте осуществления, приводной элемент 14 состоит из, или содержит электрический двигатель 20, содержащий ротор 21 и статор 22, см. фиг. 6. Электрический двигатель 20 имеет обмотку 23, предпочтительно в виде части статора 22. Вал 24 ротора 21 двигателя может быть прикреплен к рычажной передаче и первому шарниру 15, непосредственно, или через любую подходящую зубчатую передачу.

Воздушное направляющее устройство 10 также содержит блокирующий элемент 25, который выполнен с возможностью блокировки направляющей 11 потока воздуха на определенном угле α наклона по командному сигналу от блока 18 управления. Блокирующий элемент 25 может быть частью приводного элемента 14, или электрического двигателя 20. Однако, блокирующий элемент может также быть отдельным от приводного элемента 14.

Датчик 17 выполнен с возможностью измерять параметр или значение или уровень параметра, соответствующий силе, приложенной к опорной конструкции. В первом варианте осуществления параметр содержит или состоит из мощности, подаваемой на приводной элемент 14, а датчик 17 выполнен с возможностью измерения мощности путем измерения электрического тока через обмотку 23 электрического двигателя 20, в качестве параметра мощности, подаваемой к электрическому двигателю 20. Блок 18 управления может также быть выполнен с возможностью сбора и принятия во внимание дополнительных параметров, чем ток через обмотку, например, напряжение на обмотке 23, число оборотов ротора 21, положение ротора 21 по отношению к статору 22 и т.д. Все или некоторые из различных параметров могут быть измерены посредством датчика 17, или специальных чувствительных элементов датчика 17, и могут быть отфильтрованы с помощью фильтра 19.

Датчик 17 передает сигнал, соответствующий измеренному току, к блоку 18 управления, то есть мгновенному току через обмотку 23. Блок 18 управления выполнен с возможностью управления электрическим двигателем 20, для перемещения направляющей 11 потока воздуха в ответ на сигнал, т.е. в ответ на измеренный ток через обмотку 23, для регулирования угла α наклона.

Например, блок 18 управления может быть выполнен с возможностью управления электрическим двигателем 20, для перемещения направляющей 11 потока воздуха, во время перемещения, от первого угла α наклона, см. фиг. 1, ко второму углу α наклона, см. фиг. 2. Датчик 17 измеряет ток через обмотку 23 непрерывно в течение этого перемещения от первого ко второму углу α наклона. Блок 18 управления, затем, устанавливает минимальное значение измеренного тока во время упомянутого перемещения. После этого, блок 18 управления приводит в действие электрический двигатель 20 для перемещения направляющей 11 потока воздуха назад от второго угла α наклона, пока минимальное значение измеренного тока не будет достигнуто, см. фиг. 3. В этом положении нагрузка на направляющую 11 потока воздуха является наименьшей, что означает, что направляющая 11 потока воздуха находится в надлежащем или оптимальном положении в отношении к сопротивлению воздуха, вызванному вторым кузовом 4 транспортного средства. Когда направляющая 11 потока воздуха достигла и находится в этом надлежащем или оптимальном положении, блок 18 управления может быть выполнен с возможностью обеспечения командного сигнала для блокирующего элемента 25, так что направляющая потока воздуха будет оставаться в этом положении без какого-либо дополнительного электроснабжения для электрического двигателя.

В качестве альтернативного способа работы воздушного направляющего устройства, датчик 17 может быть выполнен с возможностью непрерывно генерировать сигнал, соответствующий значению мгновенного тока, подаваемого к электрическому двигателю 20. Блок 18 управления может, затем, быть выполнен с возможностью непрерывного приема сигнала в течение определенного периода времени, с тем, чтобы установить градиент, или увеличения, или уменьшения измеряемого тока, через пошаговые движения направляющей 11 потока воздуха. Направляющая 11 потока воздуха может затем быть перемещена в направлении уменьшения измеренного тока.

Согласно второму варианту осуществления, приводной элемент 14 состоит из, или содержит пневматический или гидравлический двигатель. Во втором варианте осуществления мощность, подаваемая на приводной элемент 14, может быть измерена путем измерения расхода, давления и т.д. пневматической или гидравлической среды приводного элемента. В противном случае, второй вариант осуществления будет функционировать, как первый вариант осуществления.

Следует отметить, что в случае, когда наземное транспортное средство 1 не будет иметь второй кузов 4 транспортного средства, или второй кузов 4 транспортного средства с высотой ниже, чем высота крыши 3 первого кузова 2 транспортного средства, воздушное направляющее устройство 10 будет ощущать минимальную мощность, подаваемую к приводному элементу 14, когда направляющая 11 потока воздуха находится в самом нижнем положении, то есть когда угол α наклона, имеет свое наименьшее значение.

Воздушное направляющее устройство 10' представлено на фиг. 7. Здесь два воздушных направляющих устройства 10' установлены на соответствующей стороне 3' первого кузова 2 транспортного средства. Следует отметить, что воздушное направляющее устройство 10' имеет такую же структуру и действует таким же образом, как воздушное направляющее устройство 10. Разница только в положении относительно транспортного средства и размерах компонентов воздушного направляющего устройства 10', например, направляющей 11 потока воздуха и рамы 12. Направляющая 11 потока воздуха воздушных направляющих устройств 10' в раскрытых вариантах осуществления, поворачивается относительно поперечной оси y', перпендикулярной к продольному направлению x и поперечной оси y. Направляющая 11 потока воздуха наклонена вперед и внутрь от заднего конца 11b к, или до переднего конца 11а.

Фиг. 8 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления, в котором датчик 17 выполнен с возможностью измерять силу, действующую на опорную конструкцию 15, 16. В этом варианте осуществления, датчик 17 измеряет силу, действующую на направляющую 11 потока воздуха и получаемую или передаваемую опорной конструкции 15, 16. Сила может включать в себя упомянутую выше подъемную силу и силу, создаваемую пониженным или повышенным давлением воздуха в полости позади направляющей 11 потока воздуха. Этот альтернативный вариант осуществления применим к воздушному направляющему устройству 10, и воздушным направляющим устройствам 10'. В этом альтернативном варианте осуществления датчик 17 может быть предусмотрен в любом месте на опорной конструкции 15, 16. Датчик 17 может содержать передатчик крутящего момента, тензометр или любой подобный датчик 17, выполненный с возможностью измерения силы или крутящего момента. В раскрытых вариантах осуществления, также в качестве альтернативы, возможно, предусмотреть датчик 17 на переднем конце, за или на поворотном сочленении.

Настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а может изменяться и модифицироваться в пределах объема последующей формулы изобретения.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Воздушное направляющее устройство содержит направляющую потока воздуха, опорную конструкцию, приводной элемент, датчик и блок управления. Направляющая потока воздуха выполнена на кузове транспортного средства. Способ уменьшения сопротивления воздуха наземного транспортного средства содержит этапы, на которых устанавливают направляющую потока воздуха на кузове транспортного средства, поддерживают направляющую потока воздуха посредством опорной конструкции, перемещают направляющую потока воздуха посредством приводного элемента, измеряют параметр, соответствующий усилию, прилагаемому к опорной конструкции, для поддержания направляющей потока воздуха, генерируют сигнал, соответствующий измеренному параметру, управляют приводным элементом для перемещения направляющей потока воздуха в ответ на сигнал и измеренный параметр на желаемый угол наклона, при котором измеряемый параметр имеет минимальное значение. Достигается упрощение конструкции направляющего устройства и улучшение управлением потока воздуха. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) для наземного транспортного средства (1), определяемое продольной осью (x), параллельной с нормальным прямым направлением движения наземного транспортного средства (1), в котором наземное транспортное средство (1) содержит первый кузов (2) транспортного средства, имеющий крышу (3), и второй кузов (4) транспортного средства, расположенный позади первого кузова (2) транспортного средства и продолжающийся вверх и/или вбок за пределы первого кузова (2) транспортного средства, при этом воздушное направляющее устройство (10, 10′) содержит направляющую (11) потока воздуха, выполненную с возможностью быть предусмотренной на первом кузове (2) транспортного средства, причем направляющая (11) потока воздуха имеет передний конец (11а) и задний конец (11b) и наклонена от заднего конца (11b) в направлении переднего конца (11а) для образования угла (α) наклона к продольному направлению (x), опорную конструкцию (15, 16), поддерживающую направляющую (11) потока воздуха, приводной элемент (14), соединенный с направляющей (11) потока воздуха и выполненный с возможностью перемещения направляющей (11) потока воздуха для изменения угла (α) наклона, датчик (17), выполненный с возможностью генерировать сигнал, и блок (18) управления, выполненный с возможностью управлять приводным элементом (14) для перемещения направляющей (11) потока воздуха в ответ на сигнал, причем указанный датчик (17) выполнен с возможностью измерения параметра, соответствующего силе, приложенной к опорной конструкции (15, 16) для поддержания направляющей потока воздуха и передачи сигнала, соответствующего измеренному параметру, на блок (18) управления, при этом блок (18) управления выполнен с возможностью управления приводным элементом (14) для перемещения направляющей (11) потока воздуха в ответ на сигнал, и таким образом, измеренный параметр для регулирования угла (α) наклона, отличающееся тем, что блок (18) управления выполнен с возможностью управления приводным элементом (14) в ответ на сигнал для перемещения направляющей (11) потока воздуха на желаемый угол (α) наклона, при котором измеряемый параметр имеет минимальное значение.

2. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по п.1, в котором датчик (17) выполнен с возможностью непрерывно генерировать сигнал, соответствующий моментальному значению измеряемого параметра, и в котором блок (18) управления выполнен с возможностью непрерывного приема сигнала в течение определенного периода времени, чтобы установить градиент измеряемого параметра через пошаговые движения направляющей (11) потока воздуха, и для перемещения направляющей (11) потока воздуха в направлении, уменьшающем измеряемый параметр.

3. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по п.1, в котором блок (18) управления выполнен с возможностью управления приводным элементом (14) для перемещения направляющей (11) потока воздуха, во время движения, от первого угла (α) наклона, ко второму углу (α) наклона, датчик (17), измеряющий параметр непрерывно во время движения, для установления минимального значения измеряемого параметра во время упомянутого движения, и затем перемещения направляющей (11) потока воздуха обратно от второго угла (α) наклона, до минимального значения, которое было достигнуто.

4. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по любому из предшествующих пунктов, в котором воздушное направляющее устройство (10, 10′) содержит блокирующий элемент (25), который выполнен с возможностью блокировки направляющей (11) потока воздуха по командному сигналу от блока (18) управления.

5. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по п.4, в котором блок (18) управления выполнен с возможностью обеспечения командного сигнала для блокирующего элемента (25) при достижении минимального значения.

6. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по любому из предшествующих пунктов, в котором направляющая (11) потока воздуха выполнена с возможностью поворота вокруг поперечной оси (y, y′), продолжающейся поперечно продольному направлению (x), и в котором приводной элемент (14) выполнен с возможностью перемещения направляющей (11) потока воздуха, вращением направляющей (11) потока воздуха вокруг поперечной оси (y, y′) для обеспечения упомянутой регулировки.

7. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по любому из предшествующих пунктов, в котором параметр содержит мощность, подаваемую на приводной элемент (14).

8. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по п.7, в котором приводной элемент (14) содержит электрический двигатель (20), содержащий обмотку (23), и в котором датчик (17) выполнен с возможностью измерять упомянутый параметр путем измерения электрического тока через обмотку (23) электрического двигателя (20).

9. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по любому из пп.1-6, в котором датчик (17) выполнен с возможностью измерять упомянутый параметр, путем измерения силы, действующей на опорную конструкцию (15, 16).

10. Воздушное направляющее устройство по п.9, в котором датчик (17) предусмотрен на опорной конструкции (15, 16).

11. Воздушное направляющее устройство (10, 10′) по любому из предшествующих пунктов, в котором воздушное направляющее устройство (10) содержит фильтр (19), выполненный с возможностью фильтрации сигнала от датчика (17), прежде чем сигнал принимается блоком (18) управления.

12. Воздушное направляющее устройство (10) по любому одному из предшествующих пунктов, в котором направляющая (11) потока воздуха выполнена с возможностью быть установленной на крыше (3) первого кузова (2) транспортного средства, для наклона вперед и вниз для образования упомянутого угла (α) наклона.

13. Воздушное направляющее устройство (10′) по любому одному из предшествующих пунктов, в котором направляющая (11) потока воздуха выполнена с возможностью быть установленной на боковой стороне первого кузова (2) транспортного средства, для наклона вперед и внутрь для образования упомянутого угла (α) наклона.

14. Способ уменьшения сопротивления воздуха наземного транспортного средства (1), определяемого продольной осью (x), параллельной прямому нормальному направлению движения транспортного средства (1), в котором наземное транспортное средство (1) содержит первый кузов (2) транспортного средства, имеющий крышу (3), и второй кузов (4) транспортного средства, расположенный позади первого кузова (2) транспортного средства и продолжающийся вверх и/или вбок за пределы первого кузова (2) транспортного средства, причем способ содержит этапы, на которых:
- обеспечивают направляющую (11) потока воздуха на первом кузове (2) транспортного средства, при этом направляющая (11) потока воздуха имеет передний конец (11а) и задний конец (11b), для наклона от заднего конца (11b) к переднему концу (11а), чтобы образовать угол (α) наклона к продольному направлению (x);
- поддерживают направляющую (11) потока воздуха посредством опорной конструкции (15, 16);
- перемещают направляющую (11) потока воздуха посредством приводного элемента (14);
- измеряют параметр, соответствующий усилию, прилагаемому к опорной конструкции (15, 16), для поддержания направляющей (11) потока воздуха;
- генерируют сигнал, соответствующий измеренному параметру, и
- управляют приводным элементом (14) для перемещения направляющей (11) потока воздуха в ответ на сигнал и измеренный параметр для регулировки угла (α) наклона и на желаемый угол (α) наклона, при котором измеряемый параметр имеет минимальное значение.

15. Способ по п.14, в котором этап измерения содержит генерирование непрерывного сигнала, соответствующего мгновенному значению измеряемого параметра, и в котором этап управления содержит непрерывный прием сигнала в течение определенного периода времени, установление градиента измеряемого параметра через пошаговые перемещения направляющей (11) потока воздуха, и перемещение направляющей (11) потока воздуха в направлении уменьшения измеряемого параметра.

16. Способ по п.15, в котором управление содержит этапы, при которых управляют приводным элементом (14) для перемещения направляющей (11) потока воздуха во время перемещения от первого угла (α) наклона ко второму углу (α) наклона, непрерывно измеряют параметр во время перемещения, устанавливают минимальное значение измеренной мощности во время упомянутого перемещения, а затем перемещают направляющую (11) потока воздуха обратно от второго угла (α) наклона, пока не будет достигнуто минимальное значение.

17. Способ по любому из пп.14-16, содержащий дополнительный этап, при котором блокируют направляющую (11) потока воздуха под желательным углом (α) наклона, когда достигнуто минимальное значение.