專利名稱：一種汽車車身背部附加裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及車輛車身設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車車身背部的附加裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會與汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車已不僅僅是代步工具，其社會人文功能也越發(fā)凸顯。色彩豐富，形態(tài)各異的各類汽車形成了城市和大地上的一道道風(fēng)景線，為世界帶來了動感和美感?，F(xiàn)在轎車車身背部常常裝有尾翼等附加裝置，部分汽車尾翼的安裝設(shè)計主要是關(guān)注其美觀造型，已然成為車主彰顯時尚個性的一種方式。但絕大部分的汽車尾翼的安裝設(shè)計更關(guān)注的是提高車輛的行駛穩(wěn)定性，如賽車或跑車背部的汽車尾翼(即汽車擾流器)，主要是抑制汽車高速行駛時的氣動升力引起的“發(fā)飄現(xiàn)象”，亦即目前汽車車身上的汽車尾翼的造型設(shè)計完全是出于美學(xué)造型風(fēng)格和/或抑制升力的。根據(jù)空氣動力學(xué)可知，附加裝置的形狀不同，其氣動特性不同，自然所起到的效果就不同。然而由于近年來中國城市化進(jìn)程不斷加快，建筑施工增多，道路空氣中塵土在快速行駛的車輛車身表面附著沉積，尤其是下雨后或空氣濕度較大的路面上，潮濕塵泥微團(tuán)被滾動車輪攪拌著空氣攜帶至車身周圍，污濁空氣與汽車車身相互作用，最終沉積在車身上，尤其是車身背部位置，造成車身污染，影響乘車的舒適性、美觀性，同時也增加了汽車洗車費(fèi)用和時間消耗。因此，本申請人開發(fā)一種抑制塵土污染汽車車身背部的附加裝置，來克服以上不足。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本申請人首先應(yīng)用汽車空氣動力學(xué)相關(guān)知識，對原汽車(即未安裝汽車附加裝置的汽車)車身背部流場進(jìn)行分析，如圖I所示，在車身縱對稱面上，汽車車身背部氣流分為車身頂部氣流和車身底部氣流這兩股氣流。所述車身頂部氣流，因沒有障礙物，基本沿原方向向后流動。所述車身底部的氣流，因車輪旋轉(zhuǎn)，輪胎花紋及溝槽粘上潮濕的塵泥被上卷，攜帶到車身底部的空氣中，根據(jù)空氣連續(xù)性原理和卡門渦現(xiàn)象，車身背部的渦為一個上洗渦，即污濁的底部空氣受背部附面層的吸附效應(yīng)，上卷到車身后風(fēng)窗玻璃附加，并與車身后部摩擦碰撞，塵泥微團(tuán)因靜電力和水分與車身的粘黏作用，被吸附在車身背部，從而造成了車身背部污染，如附圖I所示的A位置。對此，目前一些汽車車身上采用后刮塵器，通過電動機(jī)驅(qū)動，機(jī)械式刮除后風(fēng)窗玻璃上的塵泥，以達(dá)到清潔作用。然而該方法采用的后刮塵器為旋轉(zhuǎn)的方式，掛刷面為圓弧扇面，刮刷面積有限，除塵效果不佳；另外，因采用電動機(jī)驅(qū)動，還需要消耗動力。本申請人是付出創(chuàng)造性勞動，進(jìn)行了大量的分析和試驗才發(fā)現(xiàn)塵土污染車身與汽車尾翼的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在密切的關(guān)聯(lián)性，繼而開發(fā)一種在具備原有汽車尾翼功能的基礎(chǔ)上，還能從結(jié)構(gòu)上改變車身氣流流動狀態(tài)，減少流經(jīng)車身表面氣流中塵土的沉積，起到抑制車身背部塵土污染的汽車車身附加裝置及其安裝方法。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種抑制塵土污染汽車車身背部的附加裝置，包括導(dǎo)流體和和支撐體，所述支撐體用于連接所述導(dǎo)流體和車身，其中，所述導(dǎo)流體長條狀，中間部分的橫截面為類三角形，所述導(dǎo)流體包括有三個導(dǎo)流面，分別為上導(dǎo)流面、前導(dǎo)流面和后導(dǎo)流面，所述橫截面上的所述上導(dǎo)流面弧長均小于所述前導(dǎo)流面和后導(dǎo)流面的弧長，所述前導(dǎo)流面和上導(dǎo)流面為凹型面，所述后導(dǎo)流面為凸型面，所述支撐體設(shè)置在前導(dǎo)流面上。較佳的，所述導(dǎo)流體的三個導(dǎo)流面為圓弧過渡連接。較佳的，所述支撐體為長度可調(diào)支撐桿。 較佳的，所述支撐體包括一用于調(diào)節(jié)所述支撐體長度的齒輪齒條結(jié)構(gòu)。較佳的，所述支撐體包括一連接導(dǎo)流體的上支撐體、一連接車身的下支撐體以及用于將所述上支撐體和下支撐體連接固定的可拆卸插銷，所述上支撐體和下支撐體上對應(yīng)設(shè)置有若干插孔，所述可拆卸插銷設(shè)置在所述插孔上。較佳的，所述支撐桿迎風(fēng)面為光滑圓弧面。本實用新型的附加裝置改變了汽車車身背部的來自車頂部和來自汽車底部的兩股氣流的流動狀態(tài)。具體為，來自車頂部氣流被分為兩部分，緊貼車身氣流和上層氣流。所述緊貼車身氣流，因汽車附加裝置前導(dǎo)流面的凹型面導(dǎo)流作用，被迫沿車身背部表面向下流動；所述上層氣流因汽車附加裝置上導(dǎo)流面的凸型面導(dǎo)流作用，向上流動一小段距離后，被汽車附加裝置后導(dǎo)流面的所吸引，使得氣流斜向下運(yùn)動；如上可見，此時來自汽車底部的帶有塵土的污濁空氣運(yùn)動到車身后背下半身，遇到來自車身頂部緊貼車身流動向下的氣流后，兩股氣流對沖，使得污濁空氣不能繼續(xù)向上運(yùn)動而改為向后運(yùn)動，繼而成功的抑制了車身背部塵土污染。綜上所述，本實用新型在抑制汽車車身背部塵土污染的方面有著突出效果，且本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝便捷。

圖I為無附加裝置的的汽車背部氣流流動狀態(tài)示意圖。圖2為裝有本具體實施例附加裝置的汽車背部氣流流動狀態(tài)示意圖。圖3為本具體實施例的附加裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本具體實施例的附加裝置中間段截面示意圖。圖5為本具體實施例的附加裝置的俯視圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。如附圖3所示，本具體實施例提供了一種抑制塵土污染汽車車身背部的附加裝置，包括導(dǎo)流體I和支撐體2，支撐體I用于連接導(dǎo)流體I和車身，其中，如圖5所示，導(dǎo)流體2長條狀；如圖4所示，中間部分的橫截面為類三角形，導(dǎo)流體I包括有三個導(dǎo)流面分別為上導(dǎo)流面12、前導(dǎo)流面11和后導(dǎo)流面13，橫截面上的上導(dǎo)流面12弧長15均小于前導(dǎo)流面11上的弧長14和后導(dǎo)流面13上的弧長16，前導(dǎo)流面11和上導(dǎo)流面12為凹型面，后導(dǎo)流面13為凸型面，支撐體2設(shè)置在前導(dǎo)流面11上。作為本實用新型的進(jìn)一步具體實施方式
，導(dǎo)流體I的三個導(dǎo)流面為圓弧過渡連接。作為本實用新型的進(jìn)一步具體實施方式
，支撐體2為長度可調(diào)支撐桿，如支撐體2可包括一用于調(diào)節(jié)所述支撐體長度的齒輪齒條結(jié)構(gòu)或包括一連接導(dǎo)流體的上支撐體、一連接車身的下支撐體以及用于將所述上支撐體和下支撐體連接固定的可拆卸插銷，所述上支撐體和下支撐體上對應(yīng)設(shè)置有若干插孔，所述可拆卸插銷設(shè)置在所述插孔上來實現(xiàn)長度可 調(diào)，當(dāng)然了，還可以采用其他方式來實現(xiàn)，此外本實施例中的支撐桿也可以是長度固定支撐桿。作為本實用新型的進(jìn)一步具體實施方式
，所述支撐桿迎風(fēng)面為光滑圓弧面。本實施例還提供一種上述抑制塵土污染汽車車身背部的附加裝置的安裝方法將導(dǎo)流體I通過支撐體2安裝到汽車車身背部后風(fēng)窗玻璃與車頂交界線處，如附圖2所示；上導(dǎo)流面12與前導(dǎo)流面11的交線在垂直方向上的距離所述車頂交界線最短距離為24mm，當(dāng)然，所述距離還可以是15或40mm，還可以為15_40mm中的任一長度；所述前導(dǎo)流面和車身最短距離為24mm，當(dāng)然，所述距離還可以是15或30mm，還可以為15_30mm中的任一長度。本實施例還提供一種抑制塵土污染車身背部的汽車上應(yīng)用上述汽車附加裝置和/或安裝方法，包括所述的汽車車背上設(shè)置有所述汽車附加裝置；所述汽車的車背上按照所述安裝方法設(shè)置有所述汽車附加裝置。示例性的，本實施例的應(yīng)用效果如下本實用新型人利用計算流體力學(xué)CFD計算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行流場分析首先應(yīng)用計算流體力學(xué)CFD計算機(jī)仿真技術(shù)，對如圖I所示的車型進(jìn)行了流場分析。設(shè)置邊界條件為車速25千米每小時,入口條件設(shè)為velocity-inlet,速度為40m/s,出口條件為pressure-outlet,大小為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,側(cè)面及頂部設(shè)為靜止壁面，地板為滑移壁面，速度與入口一樣，車身為無滑移壁面。根據(jù)空氣動力學(xué)連續(xù)性方程、動量守恒和能量守恒三大方程，選用Realizable k-ε湍流模型。同時，以采用DPM方法來描述和追蹤塵土顆粒在汽車外流場中的遷移運(yùn)動，用Euler方法描述空氣流場，對離散的塵土顆粒物用Lagrangian方法追蹤其運(yùn)動軌跡。由于塵土顆粒粒徑屬于不規(guī)則分布，為了接近實際情況，假設(shè)顆粒粒徑尺寸符合time分布，平均尺寸為60 μ m，尺寸范圍分5個尺寸組，可得到不同尺寸的顆粒。在對幾何模型進(jìn)行有限體積法離散后，進(jìn)行流場計算。計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)未使用本實用新型的附加裝置前，車身背部很容易被塵土污染。采用同樣的計算方法，在使用本實施例的附加裝置后的汽車，如圖2所示，在相同時間內(nèi)，車身背部污染面積降幅達(dá)63. 17%。同時，采用同樣的計算方法，對使用本實用新型的附加裝置安裝方法進(jìn)行計算，較佳的上導(dǎo)流面與前導(dǎo)流面的交線在垂直方向上的距離所述車頂交界線最短距離值為24mm ；較佳的所述前導(dǎo)流面和車身最短距離值24mm。以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。如本實用新型所述導(dǎo)流體為實現(xiàn)本實用新型功能的主體部分，實現(xiàn)本實用新型所涉及的功能，所述導(dǎo)流體特征在于沿車寬方向中間主體部分為如上所述長條狀，對于兩端還可以進(jìn)行與車體風(fēng)格相配或其他任意的曲面造型設(shè)計。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。·
權(quán)利要求1.一種汽車車身背部的附加裝置，包括導(dǎo)流體和支撐體，所述支撐體用于連接所述導(dǎo)流體和車身，其特征在于所述導(dǎo)流體長條狀，中間部分的橫截面為類三角形，所述導(dǎo)流體包括有三個導(dǎo)流面分別為上導(dǎo)流面、前導(dǎo)流面和后導(dǎo)流面，所述橫截面上的所述上導(dǎo)流面弧長均小于所述前導(dǎo)流面和后導(dǎo)流面的弧長，所述前導(dǎo)流面和上導(dǎo)流面為凹型面，所述后導(dǎo)流面為凸型面，所述支撐體設(shè)置在前導(dǎo)流面上。
2.如權(quán)利要求I所述的附加裝置，其特征在于所述導(dǎo)流體的三個導(dǎo)流面為圓弧過渡連接。
3.如權(quán)利要求I所述的附加裝置，其特征在于所述支撐體為長度可調(diào)支撐桿。
4.如權(quán)利要求3所述的附加裝置，其特征在于所述支撐體包括一用于調(diào)節(jié)所述支撐體長度的齒輪齒條結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3所述的附加裝置，其特征在于所述支撐體包括一連接導(dǎo)流體的上支撐體、一連接車身的下支撐體以及用于將所述上支撐體和下支撐體連接固定的可拆卸插銷，所述上支撐體和下支撐體上對應(yīng)設(shè)置有若干插孔，所述可拆卸插銷設(shè)置在所述插孔上。
6.如權(quán)利要求3所述的附加裝置，其特征在于所述支撐桿迎風(fēng)面為光滑圓弧面。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車車身背部的附加裝置，包括導(dǎo)流體和支撐體，所述支撐體用于連接所述導(dǎo)流體和車身，其中所述導(dǎo)流體為長條狀，中間部分的橫截面為類三角形，所述導(dǎo)流體包括有三個導(dǎo)流面分別為上導(dǎo)流面、前導(dǎo)流面和后導(dǎo)流面，所述橫截面上的所述上導(dǎo)流面弧長均小于所述前導(dǎo)流面和后導(dǎo)流面的弧長，所述前導(dǎo)流面和上導(dǎo)流面為凹型面，所述后導(dǎo)流面為凸型面，所述支撐體設(shè)置在前導(dǎo)流面上；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝便捷，有效的抑制了汽車車身背部的塵土污染。
文檔編號B62D37/02GK202765115SQ20122046553
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者谷正氣, 張勇, 劉水長 申請人:湖南工業(yè)大學(xué)