提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，所述尾翼與汽車前進(jìn)方向垂直并沿水平方向活動(dòng)設(shè)置；所述尾翼設(shè)置為在車輛正常行駛過程中保持與與車輛行李箱蓋相對靜止，而在收到制動(dòng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)車速和接收的制動(dòng)信號(hào)，尾翼的至少一側(cè)水平翼弦朝向遠(yuǎn)離車輛行李箱蓋的方向繞水平方向翻轉(zhuǎn)開啟而形成攻角，在制動(dòng)過程結(jié)束時(shí)該尾翼從所述攻角位置反向翻轉(zhuǎn)回歸到與車輛行李箱蓋保持相對靜止的關(guān)閉位置。在高速行駛時(shí)可以隨著車速的變化而改變尾翼角度，從而利用尾翼產(chǎn)生的附加空氣阻力和負(fù)升力來縮短制動(dòng)時(shí)間和減少制動(dòng)距離，從而提高汽車的主動(dòng)安全性。
【專利說明】提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，屬于汽車空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車的制動(dòng)性是汽車的主要性能之一。汽車的制動(dòng)性能直接關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與制動(dòng)距離過長、緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)，故汽車的制動(dòng)性是汽車安全行駛的重要保障。改善汽車的制動(dòng)性，始終是汽車設(shè)計(jì)制造和使用部門的重要任務(wù)。而汽車的空氣動(dòng)力學(xué)性能對汽車的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性有重要的影響，通過分析汽車空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置對汽車空氣動(dòng)力性能的影響，從汽車空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的角度優(yōu)化汽車造型，進(jìn)而提高汽車的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。但是，目前尚沒有利用空氣動(dòng)力學(xué)性來改善制動(dòng)性的研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，在高速行駛時(shí)可以隨著車速的變化而改變尾翼角度，從而利用尾翼產(chǎn)生的附加空氣阻力和負(fù)升力來縮短制動(dòng)時(shí)間和減少制動(dòng)距離，從而提高汽車的主動(dòng)安全性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，其特征在于:沿汽車前進(jìn)方向在車輛行李箱蓋外后部位活動(dòng)支撐的尾翼，所述尾翼與汽車前進(jìn)方向垂直并沿水平方向設(shè)置；所述尾翼設(shè)置為在車輛正常行駛過程中保持與與車輛行李箱蓋相對靜止，而在收到制動(dòng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)車速和接收的制動(dòng)信號(hào)，尾翼的至少一側(cè)水平翼弦朝向遠(yuǎn)離車輛行李箱蓋的方向繞水平方向翻轉(zhuǎn)開啟而形成攻角，在制動(dòng)過程結(jié)束時(shí)該尾翼從所述攻角位置反向翻轉(zhuǎn)回歸到與車輛行李箱蓋保持相對靜止的關(guān)閉位置。
[0005]上述技術(shù)方案中，所述尾翼通過左右兩側(cè)各兩對支撐油缸活動(dòng)支撐在車輛行李箱蓋上，在同一側(cè)的兩個(gè)支撐油缸上下間隔設(shè)置，支撐油缸的活塞自由端均連接在尾翼連接吊耳上，尾翼連接吊耳與尾翼相連接。
[0006]上述技術(shù)方案中，支撐油缸的缸體端均通過尾翼支座固定在尾翼機(jī)構(gòu)托架上；尾翼機(jī)構(gòu)托架與行李箱蓋相間隔的固定在塑料塊上，所述塑料塊安裝在行李箱蓋上，使得尾翼機(jī)構(gòu)托架與行李箱蓋間保持能夠容納尾翼翻轉(zhuǎn)的垂直距離。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述尾翼中部為扁平板式，兩端向下彎曲形成帶有中空腔的弧形彎曲端。
[0008]上述技術(shù)方案中，同一側(cè)的一對支撐油缸均各自設(shè)置一個(gè)三位四通電磁換向閥，各三位四通電磁換向閥和蓄能器、壓力繼電器并聯(lián)在主油路上的單向閥之后，單向閥設(shè)置在液壓源出口之后，在出口之后單向閥之前的支路上設(shè)置一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥和一個(gè)二位二通電磁換向電磁閥，該支路末端設(shè)置油箱。
[0009]上述技術(shù)方案中，油缸工作時(shí)，三位四通電磁換向閥朝向缸底端左移電磁鐵通電，缸底所在左位接入液壓系統(tǒng)，液壓油供蓄能器和液壓缸左腔，推動(dòng)活塞右移；活塞移動(dòng)到位后，進(jìn)油路壓力升高，當(dāng)升至壓力繼電器調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器，發(fā)出信號(hào)使二位二通電磁換向電磁閥電磁鐵通電，通過先導(dǎo)式溢流閥使泵卸荷，單向閥自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器保壓；當(dāng)蓄能器的壓力不足時(shí)，壓力繼電器復(fù)位使液壓泵重新工作。保壓時(shí)間的長短取決于蓄能器的容量，調(diào)節(jié)壓力繼電器的通斷區(qū)間即可調(diào)節(jié)缸中壓力的最大值和最小值；
當(dāng)三位四通電磁換向閥處于左位，推動(dòng)活塞5右移。油液流向:(1)進(jìn)油:油液從液壓源流出，一部分通過單向閥，經(jīng)過調(diào)速閥，到三位四通電磁換向閥的P 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥的A 口，到達(dá)液壓缸左端；另一部分分別流到蓄能器和壓力繼電器。(2)回油:油液從液壓缸右腔到三位四通電磁換向閥的B 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥的T 口，到達(dá)油箱。
[0010]當(dāng)三位四通電磁換向電磁鐵右位電磁鐵通電，其P、B接通，A、T 口接通，推動(dòng)活塞左移。油液流向:(1)進(jìn)油:液從液壓源流出，通過單向閥，經(jīng)過調(diào)速閥，到三位四通電磁換向閥的P 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥的B 口，到達(dá)液壓缸右腔。(2)回油:油液從液壓缸左腔到三位四通電磁換向閥的A 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥的T 口，到達(dá)油箱。
[0011]汽車制動(dòng)時(shí)，監(jiān)測制動(dòng)狀態(tài)和車速的傳感器分別將信號(hào)發(fā)送給ECU，ECU接收到制動(dòng)和車速信號(hào)時(shí)，通過控制單元內(nèi)部進(jìn)行分析處理，發(fā)出調(diào)控信號(hào)，油缸中油壓上升，推動(dòng)活塞上移，使尾翼開啟，通過分別控制調(diào)速閥，調(diào)整兩活塞上升高度，使尾翼呈一定的攻角(ECU模塊中預(yù)設(shè)了車速與油壓的函數(shù)關(guān)系)，如此便可用尾翼產(chǎn)生的附加空氣阻力和負(fù)升力來縮短制動(dòng)時(shí)間和減少制動(dòng)距離。
[0012]汽車制動(dòng)停止時(shí)，ECU接收到汽車制動(dòng)結(jié)束以及車速為零的信號(hào)，通過控制單元內(nèi)部進(jìn)行分析處理，發(fā)出調(diào)控信號(hào)，油缸中油壓下降，推動(dòng)活塞下移，尾翼關(guān)閉，回到后備廂原位，正常行駛時(shí)，不產(chǎn)生空氣阻力，影響汽車的性能。
[0013]由此，本發(fā)明通過一個(gè)機(jī)械、液壓、電控相結(jié)合的裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理、簡單，操作簡便，在高速行駛時(shí)油缸中的活塞能夠上下移動(dòng)，使尾翼能夠自動(dòng)地開啟和關(guān)閉。通過調(diào)節(jié)油缸中油壓的大小，能夠使尾翼呈不同的攻角。該攻角可以隨著車速的變化而改變角度，從而利用其產(chǎn)生的附加空氣阻力和負(fù)升力來縮短制動(dòng)時(shí)間和減少制動(dòng)距離，從而提高汽車的主動(dòng)安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
圖1為本發(fā)明裝置的俯視圖。
[0015]圖2為本發(fā)明裝置的左側(cè)透視圖。
[0016]圖3為本發(fā)明裝置尾翼控制前后兩油缸原理圖。
[0017]圖4為本發(fā)明裝置尾翼的主視圖。
[0018]圖5為本發(fā)明裝置尾翼的側(cè)向透視圖。
[0019]圖6為本發(fā)明裝置尾翼的截面圖。
[0020]圖7為本發(fā)明裝置尾翼連接吊耳的主視圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:1-塑料塊；2_六角頭頭部帶槽螺栓M5 ;3_密封圈；4_支撐油缸；5-活塞；6-軟管；7_六角頭頭部帶槽螺栓M6 ;8_六角螺栓M8 ;9_尾翼連接吊耳；10_尾翼；11-行李箱蓋；12_六角螺栓M8 ; 13-尾翼支座；14-尾翼機(jī)構(gòu)托架；15_六角螺栓M6 ;17_三位四通電磁換向閥；18-調(diào)速閥；19-溢流閥；20-二位二通電磁換向閥；21_油箱；22_蓄能器；23-單向閥；24_電動(dòng)機(jī)及泵；25-壓力繼電器。

【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置如圖1-7所示，其特征在于:沿汽車前進(jìn)方向在車輛行李箱蓋11外后部位活動(dòng)支撐的尾翼10，所述尾翼10與汽車前進(jìn)方向垂直并沿水平方向設(shè)置；所述尾翼10設(shè)置為在車輛正常行駛過程中保持與與車輛行李箱蓋11相對靜止，而在收到制動(dòng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)車速和接收的制動(dòng)信號(hào)，尾翼10的至少一側(cè)水平翼弦朝向遠(yuǎn)離車輛行李箱蓋11的方向翻轉(zhuǎn)開啟而形成攻角，在制動(dòng)過程結(jié)束時(shí)該尾翼10從所述攻角位置反向翻轉(zhuǎn)回歸到與車輛行李箱蓋11保持相對靜止的關(guān)閉位置。
[0023]上述技術(shù)方案中，所述尾翼10通過左右兩側(cè)各兩對支撐油缸4活動(dòng)支撐在車輛行李箱蓋11上，在同一側(cè)的兩個(gè)支撐油缸4上下間隔設(shè)置，支撐油缸4的活塞5自由端均連接在尾翼連接吊耳9上，尾翼連接吊耳9與尾翼10相連接。
[0024]上述技術(shù)方案中，支撐油缸4的缸體端均通過尾翼支座13固定在尾翼機(jī)構(gòu)托架14上；尾翼機(jī)構(gòu)托架14與行李箱蓋11相間隔的固定在塑料塊I上，所述塑料塊I安裝在行李箱蓋11上，使得尾翼機(jī)構(gòu)托架14與行李箱蓋11間保持能夠容納尾翼10翻轉(zhuǎn)的垂直距離，如圖7，圖1-2。
[0025]如圖4-6所示，所述尾翼10中部為扁平板式，兩端向下彎曲形成帶有中空腔的弧形彎曲端。
[0026]上述技術(shù)方案中，同一側(cè)的一對支撐油缸4均各自設(shè)置一個(gè)三位四通電磁換向閥17，各三位四通電磁換向閥17和蓄能器22、壓力繼電器25并聯(lián)在主油路上的單向閥23之后，單向閥23設(shè)置在液壓源24出口之后，在出口之后單向閥之前的支路上設(shè)置一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥19和一個(gè)二位二通電磁換向電磁閥20，該支路末端設(shè)置油箱21。
[0027]如圖1-2，通過六角螺栓15將尾翼支座13固定在尾翼機(jī)構(gòu)托架14，將兩個(gè)支撐油缸4的用六角螺栓12固定在尾翼支座13，活塞5用六角螺栓8固定在尾翼連接吊耳9上，再將尾翼連接吊耳9用六角頭頭部帶槽螺栓7固定在尾翼10，將油缸4用軟管6包裹起來，將尾翼機(jī)構(gòu)托架14用六角頭頭部帶槽螺栓2固定在固定螺栓塑料塊1，將固定螺栓塑料塊I安裝在行李箱蓋11。
[0028]油缸4中的活塞5能夠上下移動(dòng)，使尾翼10能夠自動(dòng)地開啟和關(guān)閉。通過調(diào)節(jié)油缸4中油壓的大小，能夠使尾翼10呈不同的攻角。對于翼形來說，所述攻角定義為翼弦與來流速度之間的夾角，抬頭為正，低頭為負(fù)。
[0029]上述技術(shù)方案中，油缸4工作時(shí),三位四通電磁換向閥17朝向缸底端左移電磁鐵通電，缸底所在左位接入液壓系統(tǒng)，液壓油供蓄能器和液壓缸左腔，推動(dòng)活塞右移；活塞5移動(dòng)到位后，進(jìn)油路壓力升高，當(dāng)升至壓力繼電器25調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器25，發(fā)出信號(hào)使二位二通電磁換向電磁閥20電磁鐵通電，通過先導(dǎo)式溢流閥19使泵卸荷，單向閥23自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸則由蓄能器27保壓；當(dāng)蓄能器的壓力不足時(shí)，壓力繼電器25復(fù)位使泵重新工作。保壓時(shí)間的長短取決于蓄能器27的容量，調(diào)節(jié)壓力繼電器25的通斷區(qū)間即可調(diào)節(jié)缸中壓力的最大值和最小值；
當(dāng)三位四通電磁換向閥17處于左位，推動(dòng)活塞5右移。油液流向:(1)進(jìn)油:油液從液壓源24流出，一部分通過單向閥23，經(jīng)過調(diào)速閥18，到三位四通電磁換向閥17的P 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥17的A 口，到達(dá)液壓缸左端；另一部分分別流到蓄能器22和壓力繼電器25。(2)回油:油液從液壓缸右腔到三位四通電磁換向閥17的B 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥17的T 口，到達(dá)油箱21。
[0030]當(dāng)三位四通電磁換向電磁鐵17右位電磁鐵通電，其P、B接通，A、T 口接通，推動(dòng)活塞5左移。油液流向:(I)進(jìn)油:液從液壓源24流出，通過單向閥23，經(jīng)過調(diào)速閥18，到三位四通電磁換向閥17的P 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥17的B 口，到達(dá)液壓缸右腔。(2)回油:油液從液壓缸左腔到三位四通電磁換向閥17的A 口，再經(jīng)過三位四通電磁換向閥17的T 口，到達(dá)油箱21。
[0031]汽車制動(dòng)時(shí)，監(jiān)測制動(dòng)狀態(tài)和車速的傳感器分別將信號(hào)發(fā)送給ECU，ECU接收到制動(dòng)和車速信號(hào)時(shí)，通過控制單元內(nèi)部進(jìn)行分析處理，發(fā)出調(diào)控信號(hào)，油缸中油壓上升，推動(dòng)活塞上移，使尾翼開啟，通過分別控制調(diào)速閥18，調(diào)整兩活塞5上升高度，使尾翼10呈一定的攻角(ECU模塊中預(yù)設(shè)了車速與油壓的函數(shù)關(guān)系)，如此便可用尾翼產(chǎn)生的附加空氣阻力和負(fù)升力來縮短制動(dòng)時(shí)間和減少制動(dòng)距離。
[0032]汽車制動(dòng)停止時(shí)，ECU接收到汽車制動(dòng)結(jié)束以及車速為零的信號(hào)，通過控制單元內(nèi)部進(jìn)行分析處理，發(fā)出調(diào)控信號(hào)，油缸中油壓下降，推動(dòng)活塞5下移，尾翼關(guān)閉，回到后備廂原位，正常行駛時(shí)，不產(chǎn)生空氣阻力，影響汽車的性能。
[0033]由此，在高速行駛時(shí)可以隨著車速的變化而改變角度，從而利用其產(chǎn)生的附加空氣阻力和負(fù)升力來縮短制動(dòng)時(shí)間和減少制動(dòng)距離，從而提高汽車的主動(dòng)安全性。本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)是是一種機(jī)械、液壓、電控相結(jié)合的裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理、簡單，操作簡便。
[0034]通過CFD的計(jì)算，汽車在30m/s的時(shí)候突然地制動(dòng)，即在ABS的作用下能在制動(dòng)開始馬上獲得最大制動(dòng)力的情況下，制動(dòng)模型(帶有尾翼)比原車模型的制動(dòng)距離縮短了1.4797m。因此,利用制動(dòng)尾翼的輔助制動(dòng)具有可行性,確實(shí)對于制動(dòng)距離有所減小,一定意義上提聞了制動(dòng)效能。
[0035]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，其特征在于:沿汽車前進(jìn)方向在車輛行李箱蓋外后部位活動(dòng)支撐的尾翼，所述尾翼與汽車前進(jìn)方向垂直并沿水平方向設(shè)置；所述尾翼設(shè)置為在車輛正常行駛過程中保持與與車輛行李箱蓋相對靜止，而在收到制動(dòng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)車速和接收的制動(dòng)信號(hào)，尾翼的至少一側(cè)水平翼弦朝向遠(yuǎn)離車輛行李箱蓋的方向繞水平方向翻轉(zhuǎn)開啟而形成攻角，在制動(dòng)過程結(jié)束時(shí)該尾翼從所述攻角位置反向翻轉(zhuǎn)回歸到與車輛行李箱蓋保持相對靜止的關(guān)閉位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，其特征在于:所述尾翼通過左右兩側(cè)各兩對支撐油缸活動(dòng)支撐在車輛行李箱蓋上，在同一側(cè)的兩個(gè)支撐油缸上下間隔設(shè)置，支撐油缸的活塞自由端均連接在尾翼連接吊耳上，尾翼連接吊耳與尾翼相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，其特征在于:支撐油缸的缸體端均通過尾翼支座固定在尾翼機(jī)構(gòu)托架上；尾翼機(jī)構(gòu)托架與行李箱蓋相間隔的固定在塑料塊上，所述塑料塊安裝在行李箱蓋上，使得尾翼機(jī)構(gòu)托架與行李箱蓋間保持能夠容納尾翼翻轉(zhuǎn)的垂直距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，其特征在于:所述尾翼中部為扁平板式，兩端向下彎曲形成帶有中空腔的弧形彎曲端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的提高汽車制動(dòng)性能的空氣動(dòng)力學(xué)附加裝置，其特征在于:同一側(cè)的一對支撐油缸均各自設(shè)置一個(gè)三位四通電磁換向閥，各三位四通電磁換向閥和蓄能器、壓力繼電器并聯(lián)在主油路上的單向閥之后，單向閥設(shè)置在液壓源出口之后，在出口之后單向閥之前的支路上設(shè)置一個(gè)先導(dǎo)式溢流閥和一個(gè)二位二通電磁換向電磁閥，該支路末端設(shè)置油箱。
【文檔編號(hào)】B62D37/02GK104176021SQ201410402040
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】汪怡平, 吳澄, 曹寓 申請人:武漢理工大學(xué)