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一种 仿生学重型 卡车 气动减阻装置

阅读：640发布：2020-05-17

专利汇可以提供一种仿生学重型卡车气动减阻装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及汽车节能减排技术领域，具体公开了一种仿生学重型卡车气动减阻装置，该气动减阻装置安装于牵引车与拖车之间，该气动减阻装置包括连接面、整流面和两个侧面，所述连接面固定在拖车靠近牵引车一侧，所述整流面包括外凸弧面、内凹弧面和尾部延伸面，所述外凸弧面位于内凹弧面的上方，所述外凸弧面与拖车顶面相切。采用本专利中的气动减阻装置拖车的货箱顶部的气流流动分离减弱，分离区减小，能够使得整车减阻率高达15％，起到了有效的整流作用。，下面是一种仿生学重型卡车气动减阻装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：该气动减阻装置安装于牵引车与拖车之间，该气动减阻装置包括连接面、整流面和两个侧面，所述连接面固定在拖车靠近牵引车一侧，所述整流面包括外凸弧面、内凹弧面和尾部延伸面，所述外凸弧面位于内凹弧面的上方，所述外凸弧面与拖车顶面相切。
2.根据权利要求1所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：拖车的宽度记为L，所述外凸弧面的半径为0.15～0.18倍L。
3.根据权利要求2所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述内凹弧面的半径为3.5～3.6倍L。
4.根据权利要求2所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述连接面为矩形平面，连接面的宽度与拖车宽度相同。
5.根据权利要求1所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述连接面的长度为1.25～1.3倍L。
6.根据权利要求5所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述外凸弧面、内凹弧面与尾部延伸面依次相切。
7.根据权利要求6所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述尾部延伸面与拖车的侧壁相切。
8.根据权利要求1所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述侧面为向气动减阻装置中心线倾斜的弧面。
9.根据权利要求7所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述侧面靠近整流面一边设有弧切面。
10.根据权利要求9所述的一种仿生学重型卡车气动减阻装置，其特征在于：所述弧切面包括一条小弧边和一条大弧边，小弧边与大弧边组合形成海豚类生物的流线造型。

说明书全文

一种仿生学重型 卡车 气动减阻装置

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车节能减排技术领域，特别涉及一种仿生学重型卡车气动减阻装置。

背景技术

[0002] 重型卡车在高速行驶时(速度大于80km/h)，由于其外观尺寸大，迎风面积大，高速行驶时整车的气动阻力较大，气动阻力占总行驶阻力的一半以上，行驶稳定性也较差，因此设计有效的气动减阻装置尤为重要。而目前欧美等国较普遍采用整流罩技术以改善重型卡车的气动特性，减少空气阻力，进而实现降低车辆运行油耗与排放，提高行驶稳定性的目的。

[0003] 由于采用整流罩技术主要集中于牵引车顶部整流罩的设计，大多忽略了拖车与牵引车间距区域流动减阻设计，因此本申请设计了一种仿生学重卡气动减阻装置，可对拖车与牵引车间距区域进行有效的整流，以减小气动阻力。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种仿生学重型卡车气动减阻装置，以解决现有技术中多采用顶部整流罩技术，拖车与牵引车之间区域没能得到有效整流的问题。

[0005] 为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

[0006] 一种仿生学重型卡车气动减阻装置，该气动减阻装置安装于牵引车与拖车之间，该气动减阻装置包括连接面、整流面和两个侧面，所述连接面固定在拖车靠近牵引车一侧，所述整流面包括外凸弧面、内凹弧面和尾部延伸面，所述外凸弧面位于内凹弧面的上方，所述外凸弧面与拖车顶面相切。

[0007] 本技术方案的技术原理和效果在于：

[0008] 本方案设计的气动减阻装置，安装在牵引车与拖车之间，且位于拖车的前端，对牵引车和拖车之间的流动起到整流的作用，实现减小气动阻力的目的。通过计算流体动力学(CFD)仿真计算表明，安装气动减阻装置后，拖车的货箱顶部的气流流动分离减弱，分离区减小，能够使得整车减阻率高达15％，起到了有效的整流作用。

[0009] 进一步，拖车的宽度记为L，所述外凸弧面的半径为0.15～0.18倍L。

[0010] 有益效果：通过模型模拟发现该半径下的外凸弧面对拖车顶部气流起到良好的整流作用。

[0011] 进一步，所述内凹弧面的半径为3.5～3.6倍L。

[0012] 有益效果：通过CFD数值模拟发现该半径下的内凹弧面增加拖车前端下洗流的速度，从而降低拖车前端迎风面的压力。

[0013] 进一步，所述连接面为矩形平面，连接面的宽度与拖车宽度相同。

[0014] 有益效果：设置为矩形平面使气动减阻装置能够更好的固定在拖车的侧面上，而连接面的宽度与拖车宽度相同，则是为了减少牵引车与拖车之间区域侧向分离。

[0015] 进一步，所述连接面的长度为1.25～1.3倍L。

[0016] 有益效果：通过CFD数值仿真，发现该长度下的连接面所对应的气动减阻装置具有更好的减阻效果。

[0017] 进一步，所述外凸弧面、内凹弧面与尾部延伸面依次相切。

[0018] 有益效果：这样就形成了各个曲面圆滑过渡的整流面，气流在其上流动不受阻碍，有利于气动减阻。

[0019] 进一步，所述尾部延伸面与拖车的侧壁相切。

[0020] 有益效果：尾部延伸面与拖车侧壁相切，使气动减阻装置的底部与拖车之间形成良好的过渡，有利于气动减阻装置对流体进行整流，并减少流动分离。

[0021] 进一步，所述侧面为向气动减阻装置中心线倾斜的弧面。

[0022] 有益效果：通过模型模拟发现将两个侧面设计为向气动减阻装置中心线倾斜的弧面，能够减少流体侧向分离。

[0023] 进一步，所述侧面靠近整流面一边设有弧切面。

[0024] 有益效果：通过模型模拟发现弧切面的设置对拖车顶部气流起到良好的整流作用。

[0025] 进一步，所述弧切面包括一条小弧边和一条大弧边，小弧边与大弧边组合形成海豚类生物的流线造型。

[0026] 有益效果：通过模型模拟发现将弧切面设计为由大弧边与小弧边组合形成的海豚类生物的流线造型，有利于减少流动分离以及拖车前端迎风面的压力。附图说明

[0027] 图1为设置有实施例中气动减阻装置的卡车轴测图；

[0028] 图2为实施例中气动减阻装置的轴测图；

[0029] 图3为实施例中气动减阻装置的正视图；

[0030] 图4为实施例中气动减阻装置的侧视图；

[0031] 图5为实施例中气动减阻装置的俯视图；

[0032] 图6为未安装气动减阻装置的流场模拟图；

[0033] 图7为安装有气动减阻装置的流场模拟图。

具体实施方式

[0034] 下面通过具体实施方式进一步详细说明：

[0035] 说明书附图中的附图标记包括：气动减阻装置1、牵引车2、拖车3、连接面10、整流面20、侧面30、外凸弧面201、内凹弧面202、尾部延伸面203、弧切面40、小弧边401、大弧边402。

[0036] 实施例基本如附图1、图2、图3、图4和图5所示：

[0037] 一种仿生学重型卡车气动减阻装置，该气动减阻装置1安装于牵引车2与拖车3之间，其中气动减阻装置1包括连接面10、整流面20和位于整流面20两侧的侧面30，连接面10为矩形平面，用于与拖车3靠近牵引车2一侧固定，整流面20包括外凸弧面201、内凹弧面202和尾部延伸面203，其中外凸弧面201位于内凹弧面202的上方，外凸弧面201与拖车3的顶面相切，外凸弧面201、内凹弧面202与尾部延伸面203依次相切，而尾部延伸面203与拖车3的侧壁相切，另外位于整流面20两侧的侧面30为向气动减阻装置1中心线处倾斜的弧面，且弧面的向外凸起，在两个侧面30靠近整流面20一边均设有弧切面40，结合图2所示，弧切面40包括一条小弧边401和一条大弧边402，小弧边401与大弧边402组合形成海豚类生物的流线造型。

[0038] 设拖车3的宽度为L，其中连接面10为矩形，连接面10的宽度与拖车3宽度相等为L，连接面10的长度为1.25～1.3倍L，外凸弧面201的半径为0.15～0.18倍L，而内凹弧面202的半径为3.5～3.6倍L。

[0039] 进行流场仿真实验，其中L取值为2.4m，连接面10的长度为3.09336m(1.2889L)，外凸弧面201的半径为0.4104m(0.171L)，内凹弧面202的半径为8.52m(3.55L)，根据上述参数即可确定气动减阻装置1的外形。

[0040] 采用CFD数值仿真计算，结果如图6和图7所示，其中图6为未安装本实施例中的气动减阻装置1的流场计算结果，而图7为安装本实施例中的气动减阻装置1的流场计算结果，并根据计算得到未安装本实施例中的气动减阻装置1的阻力系数CD：0.705，而安装了本实施例中气动减阻装置1的阻力系数CD：0.599，结合图6所示，未安装气动减阻装置1的拖车3货箱顶部，气流流动分离较明显，在拖车3货箱顶部形成一个较大的分离区，从而使得卡车的气动阻力增大；而图7中可以发现增加气动减阻装置1后，拖车3货箱顶部的流动分离减弱，分离区减小(趋于消失)，说明气动减阻装置1起到了有效的整流作用，有助于整车气动阻力的减小，气动减阻装置1对整车的减阻率可达15％。

[0041] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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