一種車體氣膜減阻與壓差減阻附加裝置及減少風(fēng)阻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車節(jié)能減阻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車體氣膜減阻與壓差減阻附加裝置及減少風(fēng)阻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廂式車是一種擁有近立方體車廂的以運(yùn)輸為主要用途的車輛，由于其具有機(jī)動(dòng)靈活、車廂寬敞、密封安全等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于陸上交通的運(yùn)輸領(lǐng)域。基于廂式車在世界上的龐大使用基數(shù)，若能有效降低其在行駛過程中所受的空氣阻力，所節(jié)省的燃油消耗將十分可觀，特別是在當(dāng)今能源消耗日益增加的形勢(shì)下，減少能源消耗對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。相關(guān)研宄表明，當(dāng)車輛以一定速度行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的很大一部分功率被用于克服空氣阻力，尤以壓差阻力與粘性摩擦阻力為主，且比例隨車輛的非流線性程度的增加而增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種車體氣膜減阻與壓差減阻附加裝置及減少風(fēng)阻的方法。減小廂式車在行駛過程中所受到的空氣粘性摩擦力與空氣壓差阻力，提高廂式車的有效燃油利用率。
[0004]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種車體氣膜減阻與壓差減阻的附加裝置，所述附加裝置是一安裝在車體外表面的具有一個(gè)頂壁、兩個(gè)側(cè)壁的罩體4 ;
[0006]該罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁均是由內(nèi)部具有多個(gè)氣室9的夾層板構(gòu)成，每個(gè)氣室9上均開設(shè)有多個(gè)朝向罩體外部的滲氣孔7 ；
[0007]所述附加裝置還包括一個(gè)高壓氣泵1，高壓氣泵I通過管路8將氣流由罩體前端的第一氣體入口 10輸送給各個(gè)氣室9，氣流由罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的滲氣孔7噴射出罩體4的外表面，并在罩體4的外表面形成氣膜6。
[0008]所述罩體4的后端，即頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的后端面上分布有多個(gè)噴氣槽，所述高壓氣泵I將氣流由罩體4前端的第二氣體入口 11輸送至各個(gè)噴氣槽，氣流從噴氣槽噴出并在車體尾部形成負(fù)壓。所述噴氣槽分為外槽13和內(nèi)槽12，外槽13與壁面法線方向呈10°角，內(nèi)槽12呈30°角。
[0009]所述各氣室9沿著罩體4軸向延伸，氣流通過滲氣孔7垂直向罩體4外部噴射。
[0010]所述高壓氣泵I連接第一氣體入口 10及第二氣體入口 11的管路上分布有節(jié)流閥3和多向分流閥2。
[0011]所述高壓氣泵I放置于車體的車首部位。
[0012]上述附加裝置減少車體風(fēng)阻的方法如下:
[0013]車輛行駛，高壓氣泵I開啟，高壓氣泵I將一部分氣流輸送至罩體4后端的噴氣槽內(nèi)，氣流由噴氣槽噴射出，填補(bǔ)車尾壓力差，減小對(duì)車身造成的拉應(yīng)力；與此同時(shí)，高壓氣泵I將另一部分氣流輸送給各個(gè)氣室9，氣流由罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁分布的滲氣孔7垂直向罩體4外部噴射，并在罩體4外表面形成氣膜6，該氣膜6與外界氣流5接觸、混合，降低其與罩體4的速度差，使車體外的邊界層速度梯度減小，粘性力摩擦作用減弱，從而降低了車輛行駛過程中的風(fēng)阻。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0015]I)本車體氣膜減阻與壓差減阻附加裝置，只需假裝在廂式車的外表面，不需要改動(dòng)原車型設(shè)計(jì)。
[0016]2)本車體氣膜減阻與壓差減阻附加裝置，將車輛頭部的高壓空氣抽取搬運(yùn)到尾部負(fù)壓區(qū)，即減少了高壓區(qū)(車首)的影響又降低了負(fù)壓區(qū)(車尾)的影響，且由于高壓區(qū)空氣具有較大壓力能，降低了對(duì)高壓氣泵功率的要求，有效節(jié)能。
[0017]3)通過罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的滲氣孔7噴射氣流至罩體4的外表面，并在罩體4的外表面形成氣膜6，滲氣孔7滲出的氣流(低速)與外界氣流(高速)混合以實(shí)現(xiàn)粘性摩擦減。
[0018]4)車輛行駛中產(chǎn)生大量熱量，而熱空氣在氣膜減阻方式上比常溫空氣具有更好的效果，同時(shí)可幫助車輛散熱。
[0019]5)車體尾部的噴氣槽分為外槽13和內(nèi)槽12，外槽13與壁面法線方向呈10°角，內(nèi)槽12呈30°角。使尾部的負(fù)壓區(qū)呈細(xì)長(zhǎng)的錐狀，不同角度的噴氣槽可使車尾氣壓分布更為均勻，有效減小負(fù)壓區(qū)造成的影響。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明所述的罩體與車體結(jié)合總圖。
[0021]圖2是本發(fā)明所述的罩體前視圖。
[0022]圖3是本發(fā)明所述的罩體橫截面剖視圖。
[0023]圖4是本發(fā)明發(fā)明所述的罩體后視局部剖視圖。
[0024]圖5是氣流在所述罩體內(nèi)流向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0026]實(shí)施例
[0027]如圖1至5所示。本發(fā)明公開了一種車體氣膜減阻與壓差減阻的附加裝置，該附加裝置是一安裝在車體外表面的具有一個(gè)頂壁、兩個(gè)側(cè)壁的罩體4 ;
[0028]該罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁均是由內(nèi)部具有多個(gè)氣室9的夾層板構(gòu)成，每個(gè)氣室9上均開設(shè)有多個(gè)朝向罩體外部的滲氣孔7 ；
[0029]所述附加裝置還包括一個(gè)高壓氣泵1，高壓氣泵I通過管路8將氣流由罩體前端的第一氣體入口 10輸送給各個(gè)氣室9，氣流由罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的滲氣孔7噴射出罩體4的外表面，并在罩體4的外表面形成氣膜6。
[0030]所述罩體4的后端，即頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的后端面上分布有多個(gè)噴氣槽，所述高壓氣泵I將氣流由罩體4前端的第二氣體入口 11輸送至各個(gè)噴氣槽，氣流從噴氣槽噴出并在車體尾部形成負(fù)壓。
[0031]所述噴氣槽分為外槽13和內(nèi)槽12，外槽13與壁面法線方向呈10°角，內(nèi)槽12呈30。角。
[0032]所述各氣室9沿著罩體4軸向延伸，氣流通過滲氣孔7垂直向罩體4外部噴射。
[0033]所述高壓氣泵I連接第一氣體入口 10及第二氣體入口 11的管路上分布有節(jié)流閥3和多向分流閥2。
[0034]所述高壓氣泵I放置于車體的車首部位。
[0035]當(dāng)車輛高速運(yùn)行時(shí)，車頭處與外界空氣接觸并擠壓，帶動(dòng)頭部空氣做高速運(yùn)動(dòng)，短時(shí)間內(nèi)，空氣由靜止轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚龠\(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生巨大壓力，同時(shí)，車輛在空氣中的高速運(yùn)動(dòng)使得車體尾部區(qū)域沒有足夠空氣填補(bǔ)，形成負(fù)壓，阻礙車輛的行進(jìn)，安置于車輛頭部的高壓氣泵I開啟后，將車體頭部的高壓空氣泵入管路中，通過管路將氣體通過第一氣體入口 10、第二氣體入口 11，以及管路上的節(jié)流閥3和多向分流閥2分別輸送給氣室9和噴氣槽。
[0036]通過第一氣體入口 10 (氣膜管路入口)處預(yù)設(shè)的節(jié)流閥控制氣流從滲氣孔7噴射的流量保持較低流速。從第二氣體入口 11 (壓差管路入口)進(jìn)入的氣流到達(dá)車體尾部噴氣槽，如圖5所示流向流動(dòng)，在車體尾部氣流的低壓作用下，外槽13以10°角向尾部噴射，填補(bǔ)車尾遠(yuǎn)車處的壓力差；內(nèi)槽12噴射出的氣流以30°角向車體尾部噴射，填補(bǔ)車尾近車處的壓力差。這兩個(gè)不同角度的噴氣槽由于外部壓力差的區(qū)別，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)所噴射氣流的流速，噴氣槽在尾部的分布如圖4所示，所噴射氣流較為均勻地以圓錐的形狀填充了車體尾部負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓區(qū)被噴射氣體填補(bǔ)，對(duì)車身造成的拉應(yīng)力減小。
[0037]在氣室9內(nèi)穩(wěn)定壓力的作用下，氣體從滲氣孔7緩緩滲出，分布在罩體的外表面，與外界高速來流接觸、混合，降低其與車身的速度差，從而使得車體外的邊界層速度梯度減小，粘性力摩擦作用減弱。當(dāng)車輛在運(yùn)行中釋放出大量熱量，持續(xù)加熱車輛頭部的空氣，滲出氣體由常溫變?yōu)闊峥諝猓扯仍黾拥芏冉档?，綜合作用下得到較常溫空氣更好的粘性減阻效果。
[0038]本附加裝置減少車體風(fēng)阻的方法可通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0039]車輛行駛，高壓氣泵I開啟，高壓氣泵I將一部分氣流輸送至罩體4后端的噴氣槽內(nèi)，氣流由噴氣槽噴射出，填補(bǔ)車尾壓力差，減小對(duì)車身造成的拉應(yīng)力；與此同時(shí)，高壓氣泵I將另一部分氣流輸送給各個(gè)氣室9，氣流由罩體4的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁分布的滲氣孔7垂直向罩體4外部噴射，并在罩體4外表面形成氣膜6，該氣膜6與外界氣流5接觸、混合，降低其與罩體4的速度差，使車體外的邊界層速度梯度減小，粘性力摩擦作用減弱，從而降低了車輛行駛過程中的風(fēng)阻。
[0040]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0041 ] 本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車體氣膜減阻與壓差減阻的附加裝置，其特征在于:所述附加裝置是一安裝在車體外表面的具有一個(gè)頂壁、兩個(gè)側(cè)壁的罩體(4)； 該罩體(4)的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁均是由內(nèi)部具有多個(gè)氣室(9)的夾層板構(gòu)成，每個(gè)氣室(9)上均開設(shè)有多個(gè)朝向罩體外部的滲氣孔(7); 所述附加裝置還包括一個(gè)高壓氣泵(I)，高壓氣泵(I)通過管路8將氣流由罩體前端的第一氣體入口 10輸送給各個(gè)氣室(9)，氣流由罩體(4)的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的滲氣孔(7)噴射出罩體(4)的外表面，并在罩體(4)的外表面形成氣膜(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附加裝置，其特征在于:所述罩體⑷的后端，即頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的后端面上分布有多個(gè)噴氣槽，所述高壓氣泵(I)將氣流由罩體(4)前端的第二氣體入口(11)輸送至各個(gè)噴氣槽，氣流從噴氣槽噴出并在車體尾部形成負(fù)壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的附加裝置，其特征在于:所述各氣室(9)沿著罩體(4)軸向延伸，氣流通過滲氣孔(7)垂直向罩體⑷外部噴射。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的附加裝置，其特征在于:所述噴氣槽分為外槽(13)和內(nèi)槽(12)，外槽(13)與壁面法線方向呈10°角，內(nèi)槽(12)呈30°角。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的附加裝置，其特征在于:所述高壓氣泵(I)連接第一氣體入口 10及第二氣體入口(11)的管路上分布有節(jié)流閥(3)和多向分流閥(2)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的附加裝置，其特征在于:所述高壓氣泵(I)放置于車體的車首部位。7.采用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述附加裝置減少車體風(fēng)阻的方法，其特征在于包括如下步驟: 車輛行駛，高壓氣泵(I)開啟，高壓氣泵(I)將一部分氣流輸送至罩體(4)后端的噴氣槽內(nèi)，氣流由噴氣槽噴射出，填補(bǔ)車尾壓力差，減小對(duì)車身造成的拉應(yīng)力；與此同時(shí)，高壓氣泵(I)將另一部分氣流輸送給各個(gè)氣室(9)，氣流由罩體(4)的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁分布的滲氣孔(X)垂直向罩體(4)外部噴射，并在罩體(4)外表面形成氣膜(6)，該氣膜(6)與外界氣流(5)接觸、混合，降低其與罩體(4)的速度差，使車體外的邊界層速度梯度減小，粘性力摩擦作用減弱，從而降低了車輛行駛過程中的風(fēng)阻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車體氣膜減阻與壓差減阻附加裝置及減少風(fēng)阻的方法，附加裝置是一安裝在車體外表面的具有一個(gè)頂壁、兩個(gè)側(cè)壁的罩體；該罩體的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁均是由內(nèi)部具有多個(gè)氣室的夾層板構(gòu)成，每個(gè)氣室上均開設(shè)有多個(gè)朝向罩體外部的滲氣孔；車體前端設(shè)有高壓氣泵，高壓氣泵通過管路將氣流由罩體前端輸送給各個(gè)氣室，氣流由罩體的頂壁和兩個(gè)側(cè)壁的滲氣孔噴射出罩體的外表面，并在罩體的外表面形成氣膜。該氣膜與外界氣流接觸、混合，降低其與罩體的速度差，使車體外的邊界層速度梯度減小，粘性力摩擦作用減弱，從而降低了車輛行駛過程中的風(fēng)阻。
【IPC分類】B62D35/00, B62D37/02
【公開號(hào)】CN104908828
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510317359
【發(fā)明人】謝小鵬, 曾建豪, 曹立峰
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日