Лобовой обтекатель грузового транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B62D35/00 B62D37/02 

(54) ЛОВОВОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ ГРУЗОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспортным средствам, характеризующимся обте каемыми формами для уменьшения аэродинамического сопротивления их движению. Известен щитовой дефлектор, содержащий плоский экран, установленный на крьппе тягача lj. Недостатком данного дефлектора является отсутствие .у экрана кривизны. Вследствие этого, при ударе воздушного потока об экран образуются обширные зоны отрыва пограничного слоя и турбулизация потока, скользящего по экрану, а также срыв потока с краев дефлектора. Другим недостатком этого дефлектора является большое собственное аэродинамическое сопротивление, так как площадь экрана велика и размещен он вертикально, вследствие чего резко снижается эффективность снижения аэродинамического сопротивления. I Известен также дефлектор, содержащий выпуклый экран, выполненньш из изогнутого, листа и установленный на крьше кабины тягача перед кузовом. Кривизна экрана этого дефлектора рассчитана из условия отсутствия срьгеа пограничного слоя при скольжении воздушного потока по экрану . Недостатком данного дефлектора является то, что дефлектор и, в частности форма поверхностч его экрана сконструированы для конкретного типо размера автотранспортных средств. Использование дефлектора в качестве универсального устройства для всей гаммы имеющихся в настоящее время автомобилей фургонного типа и автопоездов приводит к существенному снижению его эффективности, T:IK как форма его экрана и конструктивные параметры не позволяют ему быть универсальным. Установка дефлектора даже на транспортных средствах того типоразм ера, для которого он разработан, производится только специалистами фирмы, при ЭТОМ необходимо проведение дополнительных экспериментальных исследований, чтЧ) снижает эффективность исполь зования дефлектора и повьшает его экс плуатационнзто стоимость. Вьшолнение сложной лобовой поверхности требует усложненньпс штампов, что удорожает данный дефлектор в. про изводстве и приводит к. быстрому износ штампов. ;-. Боковые участки дефлектора вьшолнены путем сопряжения поверхностей различной кривизны, что является причиной возникновения неровностей и отрыва пограничного слоя в этих-зонах, что снижает эффективность работы де-/ .флектора. Положение центра, из которо го строится лобовая поверхность дефлектора, четко не аргументировано и н закоординировано относительно автомобиля. Установка дефлектора осуществляетс путем крепления его к крышке тягача для чего необходимо делать отверстия и усиливать крьш1у изнутри кабины, так как дефлектор имеет достаточно большую лобовую поверхность и нагрузка на крьшу велика. Это также повьшает стоимость его использования в эксплуатации, а также снижает прочность и долговечность крьшш кабины тягача. Наиболее близким к предлагаемому .является лобовой обтекатель, содержащий экран в виде сферического сегмента, обращенного вьшуклой поверхностью к набегающему воздушному потоку, смон тированный на крьше кабины транспортного средства перед кузовом и закрепленный на ней соединительными элементами Сз. Однако известный обтекатель имеет ряд недостатков. Обтекатель :.имеет криволинейную поверхность, вершина которой вьшолнена заподлицо с верхней кромкой передней стенки кузова, что снижает его эффективность, поскольку в месте сопряжения могут возникнуть завихрения воздуха. Данный обтекатедть может быть использован только на автомобилях так назьшаемой монорамной конструкции, когда кузов закреплен неподвижно на раме автомобиля. Использование .его на автопоездах седельного типа небозможно. Известный обтекатель имеет сравни тельно большой вес, что ухудшает экс гшуатационные показатели автомобиля, увеличивая его вес, а также затрудня ет подъем кабины при ее переднем расположении, так как подъемные пружины рассчитаны на определенный заданный вес кабины. При подъеме кабины, связанном с обслуживанием двигателя, необходимо отсоединять обтекатель от полуприцепа. Это также снижает эксплуатационные показатели обтекателя и автомобиля в целом. К числу недостатков известного обтекателя следует отнести также его значительнзда материалоемкость, а также сдожно.сть технологии его изготовления, что увеличивает его стоимость. Цель изобретения - повьш1ение эффективности лобового обтекателя путем снижения аэродинамического сопротивления при движении транспортных средств, имеющих кузова различных Типоразмеров, при одновременном обеспечении угловой регулировки положения экрана. Поставленная цель достигается тем, что центр сферического сегмента расположен крьш1и кузова, а радиус ее составляет 0,4-0,9 диагонали поперечного сечеНия кузова. Для обеспечения возможности регулировки положения центра сферы соединительные элементы сострят из стоек и поперечных балок, размещенных на крьш1е кабинь и шарнирно связанных с экраном, при этом указанные балки жестко прикреплены к водосточному жёлобу кабины с.возможностью демонтажа, а стойки выполнены телескопически и снабжены фиксаторами. Для повьшгения долговечности кабины и обтекателя путем исключения ударной вибрации последнего о крьщ1у кабины между поперечными балками и крьшхей кабины установлены прокладки из упругого материала. Такое вьшолнение обтекателя позволяет использовать его на автотранспортных средствах различных типоразмеров. Выполнение крепления обтекателя к кабине транспортного средства позволяет сохранить прочностные свойства крыши кабины и ее долговечность. На фиг. 1 изображен лобовой обтекатель, общий вид и основные геометрические параметры автопоезда; на фиг. 2 и 3 - принцип построения лобового обтекателя и характер взаимодействия воздушного потока с автопоездом, оборудованным лобовым обтекателем; на фиг. 4 - график зависимости эф58фективности работы лобового обтекателя от величины радиуса сферы; на фиг. 5 - лобовой обтекатель, вид сбоку; на .фиг. 6 - то же, вид сзади; на фиг, 7 - то же, вид на фиг.. 8 - узел I на фиг. 5; на фиг.9 узел И на фиг.; 5; на фиг. 10 - узел Ш на фиг. 5; на фиг. It - узел IV на фиг. 6. Лобовой обтекатель транспортного средства содержит экран 1 в виде сферического сегмента, отраженйого выпуклой поверхностью к набегающему воз душному потоку, уста новленный на крыше 2 кабины 3 перед кузовом 4 транспортного .средства. Он закреплен посредством стоек 5 и 6, входящих друг в друга и соединяющихся с экраном 1, между собой и с балками 7 посредством пальцев 8 и 9 болтов 10 и гаек 11. Экран 1 крепится нижней своей частью к балке 7 посредством пальцев 12. Бал ки 7 установлены поперек кабины 3. Под балками 7 проложе ны ленты 13 ,(в целях сохранности крьш1ки кабины) , |яз пористой резины. Балки 7 крепятся к водосточному желобу 14 кабины 3 посредством (элементов крепления) . скоб 15, болтов 16, гаек и шайб 17 и 18. Кроме того, на фиг, 2 и 3 стрелками 19 показан встречный поток воздзгха стрелками 20 - его обтекание кузова (фургона) в результате взаимодействия с экраном 1.. Установка лобового обтекателя .в ра бочее полоясение производится следующим образом. На крьппу 2 кабины 3 укладываются балки 7 с.подложенными под них резиновыми лентами 13, после чего балки 7 крепятся к водосточному.желобу 14 кабины 3 элементами I5-18 крапления. За тем на балки 7 устанавливают экран I. Нижняя часть экрана устанавливается с помощью пальцев 12 на передней балке 7. Далее трубчатые стойки 5 закрепляются на верхней части экрана 1 посредством пальцев 8 и вставляются в трубчатые стойки 6.- Стойки 5 и 6 имеют ряд отверстий и соединяются между собой посредством болтов 10 и гаек 11. После чего стойки 6 устанавливаются с помощью пальцев 9 на задней балке 7. складывания лобового обтекателя в рабочее положение отвинчиваются гайки 11, стойки 5 вынимаются из.. СТО6ек 6, после этого экран 1 опускается, а стоьрси 5 и 6 убираются под него. Лобовой обтекатель транспортного средства работает следующим образомt Встречньй поток воздуха 19, двигаясь над кабиной 3, ударяется в эк ран 1. Сферическая поверхность экрана .обеспечивает равномерное и эффективное отбрасывание встречного потока воздуха 19 на крышу и боковые стенки кузова. 4. Для снижения аэродинамического сопротивления, автомобиля - фургона или седельного-автопоезда за счет лобового обтекателя необходимо направ.ятъ встречный поток воздуха, идущий вьщ1е кабины, на крышу кузо- а, его боковые стенки, применительно к седельному автопоезду необходимо преодолевать зазор между кабиной и полуприцепом. Для автомобилей фургонного типа и седельных автопоездов величины h, L, Б/2 - близки (см. фиг. 1 и 2) , поэтому при скоростях, характерных для автотранспортньгх средств, наиболее эффективное снижение аэродинамического сопротивления получается при использовании лобового обтекателя со сферическго выпуклым экраном. В предлагаемом лобовом обтекателе радиус сферы находится в пределах Сф в зависимости от типоразмеров автотранспортных средств, где Д - диагональ поперечного сечения кузова. Центр сферы лежит на передней стенке кузова, «иже крывш кузова (см. фиг. 2). На фиг . 4 показана зависимость эффективности лобового обтекателя от радиуса сферы. По оси ординат отложена величина относительного снижения коэффициента сопротивления воздуха, характеризующая уменьшение аэродинаического . сопротивление транспортного средства. Точкой А на оси ординат тмечено снижение аэродинамичегкого опротйвления достигаемое за -счет спользования плоского щитового делектора одинаковых со сферическими обовыми обтекателями габаритных разеров. на транспортных средствах одноо и того же типоразмера. Использование лобового обтекателя .о сферической выпуклой поверхностью крана, отношение радиуса которой к иагонали поперечного сечения кузова оставляет 0,4-0,9 с центром сферы. лежащим на передней стенке кузова (фургону), позволяет за счет существенного повышения эффективности рабо ты обтекателя снизить аэродинамическое сопротивление автопоезда на 30% и значительно, повысить его тогшивную экономичность. Таким образом, благодаря своей форме предлагаемый лобовойобтекател наиболее эффективен в эксплуатации. Он универсален и может быть использован на грузовых автотранспортных средствах всех типоразмеров. Конструкция крепления лобового обтекателя на транспортном средстве не нарушает прочностные качества кабины и обеспе чивает ее долговечность. При этом стоимость предлагаемого лобового обтекателя существенно ниже, так как о им4я сферическую поверхность, более технологичен в изготовлении и менее материалоемок. Формула изобретения 1. Лобовой обтекатель грузового транспортного средства, преимущественно автопоезда, содержащий экран в виде сферического сегмента, обращенного вьшуклой поверхностью к набегающему воздушному потоку, смонтированный на крьш1е кабины транспортно го средства перед кузовом и закрепле ный на ней соединительными элементами, отличающийся тем, что, с целью повьшения его эффективности путем снижения аэродинамического сопротивления при движении транспортных средств, имеющих кузова различных типоразмеров и обеспечения угловой регулировки положения экрана, центр сферы упомянутого сегмента расположен ниже крьш1и кузова, а радиус ее составляет 0,4-0,9 диагонали поперечного сечения кузова. 2. Обтекатель по п. 1,отлич а-. ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулировки положения центра, сферы, соединительные элементы состоят из стоек и поперечных балок, размещенных на крьш1е кабины и шарнирно связанных с экраном, при этом указанные балки жестко прикреплены к водосточному желобу кабины с возможностью демонтажа, а стойки вьтолнены телескопическими и снабжены фиксаторами . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США. № 3822910, кл. 296-1, опублик. 1974. 2.Патент США № 4056279, кл.296-1 S, опублик, 1977. 3.Заявка Франции 2331472, кл. В 62 D 35/00, опублик. 1977 (прототип). 0.2J3 0,itJ3 f.Olf 0,6D 0.8S Фиг A t.ZS