Транспортное средство с аэродинамическим устройством Советский патент 1992 года по МПК B62D35/00 

Изобретение относится к автомобилестроению, преимущественно легковых автомобилей, автобусов, автофургонов,

Известны конструкции автомобилей, использующие энергию воздушного потока, обтекающего его кузов, с целью снижения собственного аэродинамического сопротивления. К ним относятся грузовые автомобили с отклонителями потока, расположенными на крыше кузова или прицепа, имеющими форму П-образной рамы, которую можно повернуть для изменения направления сбегающего с отклонителя воздушного потока.

Недостатками этой конструкции являются низкая эффективность в связи с тем, что снижение сопротивления автомобиля оказывается меньшим по сравнению с собственным сопротивлением устройства: приспособленность к работе преимущественно в условиях, когда влиянием бокового ветре можно пренебречь.

Известен легковой автомобиль с размещенным на его крыше П-образным элементом, создающим суживающийся воздушный канал. Эта конструкция предназначена для управления пограничным слоем потока путем впрыскивания в него высокоскоростных струй воздуха.

К недостаткам этой конструкции относятся большое собственное аэродинамическое сопротивление оборудования в связи с отрывом пограничного слоя от наружной поверхности П-образного элемента на участках с большой кривизной поверхности, нерациональное использование энергии

XI

сп го о

OJ

о

воздушного потока, движущегося под П-об- разным элементом, связанное с раздачей воздуха в хвостовой части суживающегося канала через отверстия в его покрытии.

Цель изобретения - снижение аэродинамического сопротивления.

Поставленная цель достигается выполнением воздушного канала под П-образным элементом с расширяющимся в его конце участком, размещением в концевой части этого канала отклонителя потока ступенчатого типа, размещением в хвостовой части перекрытия П-образного элемента внутренней полости для отсоса в нее пограничного слоя из воздушного потока, движущегося над этим перекрытием, размещением полостей для отсоса пограничного слоя на боковых элементах задней части кузова, размещением в стенках воздушного канала на его наиболее узком участке щелевых отверстий для соединения с этим каналом полостей для отсоса пограничного слоя.

На фиг. 1 схематически изображен автомобиль, например автофургон, с аэродинамическим оборудованием, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 ; на фиг, 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - концевой участок воздушного канала, разрез; на фиг. 6 - верхняя часть кузова автомобиля, вид сзади; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 1.

Конструкция автомобиля и его аэродинамическое оборудование включает в себя П-образный в поперечном сечении элемент с крылообразной в продольном разрезе панелью 1 и боковыми шайбами 2, прикрепленными к крыше автомобиля точечной сваркой или другим известным методом. Концевой участок 3 крылообразной панели 1 выполнен изогнутым с таким расчетом, чтобы сходящий с него поток был направлен в зону вихревых образований за задней стенкой автомобиля. Концевой участок 3 снабжен полостью 4 для отсоса в нее пограничного слоя потока. Полость 4 снабжена щелевыми отверстиями 5 для прохода через них заторможенных масс воздуха из пограничного слоя, а также выполнена со щелевым отверстием 6, размещенным в наиболее узком сечении воздушного канала под П-образным элементом. Концевые участки боковых стенок кузова автомобиля с размещенными в них полостями 7 и щелевыми отверстиями 8 для отсоса пограничного слоя потока приспособлены для уменьшения аэродинамического сопротивления этих частей автомобиля, так как полости 7 соединены с отверстием 9, размещенным на наиболее узком участке воздушного канала. Полость 4 образована

верхним листовым покрытием 10 со щелевыми отверстиями 5, которое закреплено в прорезях боковых шайб 2, а также нижней дополнительной панелью 11, закрепленной

в прорезях боковых шайб 2. В конце наиболее узкого участка воздушного канала установлена первая лопатка 12 ступенчатого отклонителя потока воздуха, который обеспечивает практически безотрывное обтека0 ние закругления кузова, сопрягающего его крышку с задней стенкой. Широкий воздушный канал разделен на несколько частей вертикальными продольными перегородками 13, оканчивающимися в наиболее узком

5 его сечении. Перегородки 13 предназначены для стабилизации воздушного потока при воздействии на автомобиль сильного бокового ветра. Мощность воздушного потока, выходящего из канала переменного

0 сечения, должна быть достаточной для эффективного воздействия на вихревую зону за кузовом автомобиля. Из этого условия определяется высота наиболее узкого сечения воздушного канала.

5 Транспортное средство с аэродинамическим оборудованием работает следующим образом,

При движении автомобиля воздух, обтекающий кузов сверху, попадает в канал пе0 ременного сечения, образованный панелью 1, крышей автомобиля и его задней стенкой. В указанном воздушном канале происходит увеличение скорости потока на его сжатом участке за счет падения давления на нем.

5 Падение давления в канале позволяет организовать отсос воздуха из полостей 4 и 7. которые соединены отверстиями 6 и 9 с наиболее узким сечением воздушного канала За счет разрежения воздуха в полостях 4 и

0 7 образуется перепад давления, под действием которого заторможенные массы воздуха из пограничного слоя через отверстия 5 и 8 засасываются в указанные полости. Ступенчатый отклонитель потока с его

5 лопатками 12 выполняет окончательный поворот воздушного потока за кузов автомобиля и осуществляет плавное расширение этого потока при безотрывном обтекании задней кромки кузова, соединяющей крышу

0 автомобиля с задней стенкой его кузова. После выхода воздушного потока в открытое пространство за кузовом автомобиля давление в нем восстанавливается до атмосферного. Таким образом устраняется

5 дефицит давления на задней стенке кузова, который появляется в обычных условиях при отрыве воздушного потока от задней кромки кузова автомобиля, Это приводит к уменьшению аэродинамического сопротив- лечия кузова на величину, которая оказывается больше добавочного сопротивления его аэродинамического оборудования. При этом необходимо учесть значительное снижение аэродинамического сопротивления концевого участка 3 крылообразного перекрытия за счет отсоса с его поверхности пограничного слоя и обеспечения безотрывного обтекания этой части аэродинамического оборудования автомобиля,

При движении автомобиля с высокой скоростью воздух, обтекающий кузов сверху, попадает в канал переменного сечения, в котором происходит увеличение скорости воздушного потока при падении давления на сжатом участке этого канала. Так как ступенчатый отклонитель потока обеспечивает быстрое расширение потока до начальных размеров, то после выхода воздушного потока в открытое пространство за задней стенкой кузова автомобиля давление в нем восстанавливается до атмосферного. Таким образом устраняется дефицит давления на задней стенке кузова автомобиля, который появляется в обычных условиях при отрыве воздушного потока от закругления, сопрягающего крышу автомобиля с его задней стенкой. Это приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления кузова автомобиля на величину большую, чем добавочное сопротивление его аэродинамического оборудования.

Кроме снижения общего аэродинамического сопротивления автомобиля изобретение позволяет получить дополнительный эффект, выражающийся в устранении за- брызгивания грязью задней стенки кузова автомобиля в связи с тем, что она обдувается мощной воздушной струей, вытекающей с большой скоростью из канала переменного сечения.

Формула изобретения

1.Транспортное средство с аэродинамическим устройством, содержащее кузов, в задней части которого расположено аэродинамическое устройство, имеющее воздушный канал, выполненный в поперечном сечении с сужением в задней части и образованный крышей транспортного средства и панелью с боковинами, отличающеес я тем, что, с целью снижения аэродинамического сопротивления, оно снабжено дополнительной панелью, установленной внутри воздушного канала перед его сужением с образованием полости между дополнительной панелью и основной, в задней части последней выполнены впускные отверстия для отсоса пограничного слоя с наружной поверхности панели, а выпускное отверстие полости расположено в зоне сужения воздушного канала.

2.Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что в воздушном канале в месте его сужения установлена по крайней мере одна лопатка для направления

воздушного потока на заднюю стенку кузова.

3.Транспортное средство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что лопатка выполнена в виде нескольких параллельно расположенных профилированных пластин.

4. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что задняя часть кузова выполнена с внутренним каналом, впускные отверстия канала выполнены на боковых поверхностях кузова для отсоса с

этих поверхностей пограничного слоя, а выпускные отверстия расположены в зоне сужения наружного канала.

5. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что наружный канал

разделен продольными перегородками, расположенными параллельно продольной оси канала.

Изобретение относится к автомобилестроению, преимущественно легковых автомобилей, автобусов и автофургонов. Цель изобретения - снижение аэродинамического сопротивления автомобиля. Аэродинамическое устройство транспортного средстёа состоит из крылообразного элемента с боковыми шайбами, которые прикреплены к крыше автомобиля Крылообразный элемент с криволинейной хвостовой частью размещен в таком положении относительно крыши транспортного средства, при котором под ним образуется воздушный канал переменного сечения, подающий воздушный поток за кормовую часть автомобиля Для отклонения воздушного потока вертикально вниз использованы лопатки, установленные непосредственно за наиболее узким участком воздушного канала Крылообразный элемент выполнен с внутренней полостью, в которую отсасывается через систему щелевых отверстий пограничный слой воздушного потока, обтекающий этот элемент сверху. Задняя часть боковых стенок кузова также выполнена с щелевыми отверстиями 8 для отсоса пограничного слоя потока с боковин кузова. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

&

Фиг. 1

/ U /

/f

A-A

мнммми

/ г

.j

Фиг 5

I

x

10

II

Фиг. 2

№

5

10

Фиг. 6

ь

7- 8- 8

fjKimrrjKrjnnmmrjt, « ж ;юж1Рж ж«пМГЈ

фиг. 7

В

S fO