車用空氣動(dòng)力裝置制造方法
【專利摘要】一種車用空氣動(dòng)力裝置，屬于增設(shè)在汽車上的附件。包括支座、空氣動(dòng)力部件、第一、第二傳動(dòng)單元及控制單元，支座有一對(duì)，安裝在汽車后備箱蓋的上方，空氣動(dòng)力部件通過連接軸安裝在支座上，第一傳動(dòng)單元設(shè)在支座的型腔內(nèi)，其輸出軸與連接軸連接，第二傳動(dòng)單元設(shè)在汽車后備箱內(nèi)，其輸出軸與第一傳動(dòng)單元的輸入軸連接，控制單元包括電機(jī)、微控制器、制動(dòng)踏板傳感器及車速傳感器，電機(jī)軸與第二傳動(dòng)單元的輸入軸連接、電機(jī)的輸入端接微控制器的輸出端，微控制器的兩輸入端接制動(dòng)、車速傳感器的信號(hào)輸出端。能實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)出汽車行駛狀態(tài)，準(zhǔn)確及時(shí)地自動(dòng)控制空氣動(dòng)力部件轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到最佳的行駛輔助效果，提高車輛行駛的穩(wěn)定性和制動(dòng)性；具有自鎖功能。
【專利說明】車用空氣動(dòng)力裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于增設(shè)在汽車上的附件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種車用空氣動(dòng)力裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪衅毡榍抑匾慕煌üぞ?。由于世界能源危機(jī)，石油價(jià)格上漲，改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性成為了汽車技術(shù)的重要課題。眾所周知，隨著汽車行駛速度的提高，空氣對(duì)汽車產(chǎn)生的空氣升力和空氣阻力會(huì)越來越大。當(dāng)氣體流經(jīng)車身到達(dá)車尾的時(shí)候，由于受到車體結(jié)構(gòu)形狀的影響，會(huì)在車尾部形成較大的渦流區(qū)域，使車的空氣升力和空氣阻力增加，空氣升力的增加會(huì)導(dǎo)致車輪抓地力下降、高速穩(wěn)定性變差等問題；而空氣阻力的增加會(huì)降低汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性?？諝鈩?dòng)力部件是安裝在車身外部的零部件之一，對(duì)改善整車的風(fēng)阻和升力起著至關(guān)重要的作用。常見的空氣動(dòng)力部件為擾流板，是指在車尾上方安裝的附加板，也稱為汽車尾翼，其主要作用是減少氣流的阻力，并可產(chǎn)生負(fù)升力(下壓力)，用以提高汽車的高速穩(wěn)定性。隨著汽車技術(shù)的日益提高，關(guān)于汽車的速度和穩(wěn)定性研究有了進(jìn)一步的發(fā)展，實(shí)際上，負(fù)升力不是越大越好，過大的負(fù)升力會(huì)引起汽車懸架變形過大，最小離地間隙變小，轉(zhuǎn)向操縱困難等缺點(diǎn)，而所述負(fù)升力的大小與擾流板攻角有密切關(guān)系。
[0003]在公開的中國專利文獻(xiàn)中可見諸具有汽車空氣動(dòng)力部件或擾流板的技術(shù)信息，典型的如CN202449086U公開的“汽車擾流裝置”，該專利申請(qǐng)?zhí)峒暗臄_流板移動(dòng)地設(shè)于汽車尾翼下方，受控制開關(guān)單元控制在汽車尾翼后方作伸縮動(dòng)作，如此能有效減小車輛的風(fēng)阻系數(shù)，同時(shí)提升車輛的行駛穩(wěn)定性，降低燃油消耗；另外，通過控制開關(guān)單元的控制，還能使所述擾流板旋轉(zhuǎn)，達(dá)到降低風(fēng)阻的最佳效果。但該專利申請(qǐng)所述的擾流板在實(shí)際的使用過程中仍存在以下欠缺:1.無法實(shí)時(shí)地根據(jù)車速車況來自動(dòng)地啟動(dòng)擾流板的伸縮和旋轉(zhuǎn)，擾流板伸縮動(dòng)作和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的啟動(dòng)時(shí)機(jī)依賴于駕駛?cè)藛T的主觀判斷，另外，所述的擾流板由于結(jié)構(gòu)限制，無法進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得該擾流裝置的調(diào)節(jié)作用具有一定的局限性；2.該申請(qǐng)中未公開任何有關(guān)擾流板的自鎖技術(shù)，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，空氣對(duì)擾流板的作用力較大，當(dāng)遭遇大風(fēng)等惡劣情況時(shí)，調(diào)整至某一角度的擾流板極易受空氣作用力的風(fēng)力影響而發(fā)生角度變化，此時(shí)的風(fēng)阻調(diào)節(jié)作用往往會(huì)適得其反。
[0004]鑒于上述已有技術(shù)，有必要加以改進(jìn)，為此，本 申請(qǐng)人:作了有益的設(shè)計(jì)，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種車用空氣動(dòng)力裝置，能實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確地根據(jù)汽車行駛狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)擾流板攻角，產(chǎn)生合適的下壓力和較小的空氣阻力，在保證高速穩(wěn)定性的同時(shí)，解決汽車懸架變形過大、最小離地間隙變小、轉(zhuǎn)向操縱困難的問題，同時(shí)降低油耗；在汽車制動(dòng)時(shí)，空氣對(duì)車身產(chǎn)生最大的負(fù)升力，能有效縮短車輛的制動(dòng)距離；另外，還具有自鎖功能，且鎖止可靠。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣來達(dá)到的，一種車用空氣動(dòng)力裝置，其特征在于:包括支座、空氣動(dòng)力部件、第一傳動(dòng)單元、第二傳動(dòng)單元以及控制單元，所述的支座有一對(duì)，一對(duì)支座安裝在汽車后備箱蓋的上方且位于汽車后備箱蓋寬度方向的兩側(cè)，所述的空氣動(dòng)力部件在長(zhǎng)度方向的一端和另一端分別設(shè)置一連接軸，一對(duì)連接軸分別通過支撐軸承轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一對(duì)支座上，所述的第一傳動(dòng)單元設(shè)置在一對(duì)支座的其中一支座的型腔內(nèi)，該第一傳動(dòng)單元的輸出軸與對(duì)應(yīng)支座中的連接軸傳動(dòng)連接，所述的第二傳動(dòng)單元設(shè)置在汽車后備箱內(nèi)，第二傳動(dòng)單元的輸出軸在穿過后備箱蓋后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的支座內(nèi)，并且與支座內(nèi)的第一傳動(dòng)單元的輸入軸傳動(dòng)連接，所述的控制單元包括電機(jī)、微控制器、制動(dòng)踏板傳感器以及車速傳感器，所述的電機(jī)的電機(jī)軸與第二傳動(dòng)單元的輸入軸傳動(dòng)連接，電機(jī)的輸入端連接所述的微控制器的輸出端，微控制器的兩輸入端分別連接制動(dòng)踏板傳感器的信號(hào)輸出端和車速傳感器的信號(hào)輸出端。
[0007]在本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的第一傳動(dòng)單元包括蝸輪和蝸桿，所述的蝸輪套設(shè)在蝸輪軸上，所述的蝸輪軸長(zhǎng)度方向的一端通過蝸輪軸承轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述的支座上，蝸輪軸長(zhǎng)度方向的另一端作為第一傳動(dòng)單元的輸出軸與對(duì)應(yīng)支座中的空氣動(dòng)力部件的一連接軸傳動(dòng)連接；所述的蝸桿與蝸輪相嚙合，蝸桿在高度方向的上端和下端分別通過蝸桿上軸承和蝸桿下軸承轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在對(duì)應(yīng)的支座上，蝸桿高度方向的下端作為第一傳動(dòng)單元的輸入軸與第二傳動(dòng)單元的輸出軸傳動(dòng)連接。
[0008]在本實(shí)用新型的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的第二傳動(dòng)單元包括主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪，所述的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪相互嚙合，主動(dòng)錐齒輪安裝在主動(dòng)錐齒輪軸上，主動(dòng)錐齒輪軸作為第二傳動(dòng)單元的輸入軸與電機(jī)的電機(jī)軸傳動(dòng)連接，從動(dòng)錐齒輪安裝在從動(dòng)錐齒輪軸上，從動(dòng)錐齒輪軸作為第二傳動(dòng)單元的輸出軸與第一傳動(dòng)單元的輸入軸連接，所述的主動(dòng)錐齒輪軸、從動(dòng)錐齒輪軸分別通過主動(dòng)錐齒輪軸承、從動(dòng)錐齒輪軸承轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在汽車后備箱內(nèi)。
[0009]在本實(shí)用新型的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的空氣動(dòng)力部件為擾流板。
[0010]在本實(shí)用新型的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的空氣動(dòng)力部件為長(zhǎng)條形板狀，且橫截面形狀為兩頭小中間大的紡錘形。
[0011]本實(shí)用新型由于采用了上述結(jié)構(gòu)，在車輛行駛過程中，當(dāng)車速傳感器監(jiān)測(cè)到車速發(fā)生一定數(shù)值的改變時(shí)，控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)通過第二傳動(dòng)單元和第一傳動(dòng)單元帶動(dòng)空氣動(dòng)力部件轉(zhuǎn)動(dòng)，使其攻角大小發(fā)生改變，產(chǎn)生合適的負(fù)升力和較小的空氣阻力；當(dāng)制動(dòng)踏板傳感器監(jiān)測(cè)到駕駛員踩下制動(dòng)踏板對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，控制單元驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)通過第二傳動(dòng)單元和第一傳動(dòng)單元帶動(dòng)空氣動(dòng)力部件轉(zhuǎn)動(dòng)，使其與車輛行駛方向的空氣流垂直，產(chǎn)生最大的空氣阻力和負(fù)升力，由此可縮短制動(dòng)距離，其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果:通過制動(dòng)踏板傳感器和車速傳感器能實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)出汽車行駛狀態(tài)，從而能準(zhǔn)確及時(shí)地自動(dòng)控制空氣動(dòng)力部件轉(zhuǎn)動(dòng)，又由于空氣動(dòng)力部件可進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)，因此可達(dá)到最佳的行駛輔助效果，能進(jìn)一步提高車輛行駛的穩(wěn)定性和制動(dòng)性；另外，利用所述的蝸輪和蝸桿之間的自鎖性，能防止空氣動(dòng)力部件在外力作用下發(fā)生反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型的控制單元5的原理框圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的安裝應(yīng)用圖。
[0015]圖中:1.支座；2.空氣動(dòng)力部件、2L連接軸、21L支撐軸承；3.第一傳動(dòng)單元、31.蝸輪、311.蝸輪軸、312.蝸輪軸承、32.蝸桿、321.蝸桿上軸承、322.蝸桿下軸承、33.第一聯(lián)軸器、34.第三聯(lián)軸器；4.第二傳動(dòng)單元、41.主動(dòng)錐齒輪、411.主動(dòng)錐齒輪軸、412.主動(dòng)錐齒輪軸承、42.從動(dòng)錐齒輪、421.從動(dòng)錐齒輪軸、422.從動(dòng)錐齒輪軸承、43.第二聯(lián)軸器；5.控制單兀、51.電機(jī)、511.電機(jī)軸、52.微控制器、53.制動(dòng)踏板傳感器、54.車速傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使公眾能充分了解本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果， 申請(qǐng)人:將在下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，但 申請(qǐng)人:對(duì)實(shí)施例的描述不是對(duì)技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思作形式而非實(shí)質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017]請(qǐng)參閱圖1并結(jié)合圖2，本實(shí)用新型涉及一種車用空氣動(dòng)力裝置，包括一對(duì)支座1、空氣動(dòng)力部件2、第一傳動(dòng)單元3、第二傳動(dòng)單元4以及控制單元5。所述的空氣動(dòng)力部件2為擾流板，其形狀不受任何限制，在本實(shí)施例中優(yōu)選為長(zhǎng)條形板狀，且橫截面形狀為兩頭小中間大的紡錘形，有利于分割空氣流，從而減小空氣動(dòng)力部件2上的空氣阻力。所述的一對(duì)支座I固定安裝在汽車后備箱蓋的上方且位于汽車后備箱蓋寬度方向的兩側(cè)。所述的空氣動(dòng)力部件2在長(zhǎng)度方向的一端和另一端分別設(shè)置一連接軸21，一對(duì)連接軸21分別通過支撐軸承211轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一對(duì)支座I上。所述的第一傳動(dòng)單元3設(shè)置在一對(duì)支座I的其中一支座的型腔內(nèi)，該第一傳動(dòng)單元3包括蝸輪31和蝸桿32，該蝸輪31套設(shè)在蝸輪軸311上，所述的蝸輪軸311長(zhǎng)度方向的一端通過蝸輪軸承312轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述的支座I上，蝸輪軸312長(zhǎng)度方向的另一端作為第一傳動(dòng)單元3的輸出軸通過第一聯(lián)軸器33與對(duì)應(yīng)支座I中的空氣動(dòng)力部件2的一連接軸21傳動(dòng)連接。所述的蝸桿32與蝸輪31相嚙合，蝸桿32在高度方向的上端和下端分別通過蝸桿上軸承321和蝸桿下軸承322轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在對(duì)應(yīng)的支座I上；蝸桿32高度方向的下端作為第一傳動(dòng)單元3的輸入軸與第二傳動(dòng)單元4的輸出軸連接。此處，當(dāng)蝸桿32的展開螺旋角小于蝸輪31和蝸桿32接觸的摩擦角時(shí)，蝸輪31和蝸桿32之間的傳動(dòng)會(huì)發(fā)生自鎖，即蝸桿32可以帶動(dòng)蝸輪31轉(zhuǎn)動(dòng)，而蝸輪31不能帶動(dòng)蝸桿32轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就能防止空氣動(dòng)力部件2在外力作用下發(fā)生反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的第二傳動(dòng)單元4設(shè)置在汽車后備箱內(nèi)，第二傳動(dòng)單元4包括主動(dòng)錐齒輪41和從動(dòng)錐齒輪42，所述的主動(dòng)錐齒輪41和從動(dòng)錐齒輪42相互嚙合，主動(dòng)錐齒輪41安裝在主動(dòng)錐齒輪軸411上，主動(dòng)錐齒輪軸411通過主動(dòng)錐齒輪軸承412由軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在汽車后備箱內(nèi)，主動(dòng)錐齒輪軸411作為第二傳動(dòng)單元4的輸入軸通過第二聯(lián)軸器43與電機(jī)51的電機(jī)軸511傳動(dòng)連接；從動(dòng)錐齒輪42安裝在從動(dòng)錐齒輪軸421上，從動(dòng)錐齒輪軸421通過從動(dòng)錐齒輪軸承422同樣由軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在汽車后備箱內(nèi)，從動(dòng)錐齒輪軸421作為第二傳動(dòng)單元4的輸出軸在穿過后備箱蓋后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的支座I內(nèi)，并且與支座I內(nèi)的蝸桿32高度方向的下端通過第三聯(lián)軸器34傳動(dòng)連接。所述的控制單元5包括電機(jī)51、微控制器52、制動(dòng)踏板傳感器53以及車速傳感器54，所述的微控制器52為Bosch EDC17C41/11/P746，為目前市場(chǎng)上的現(xiàn)有產(chǎn)品，其根據(jù)所接收的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)控制操作為常規(guī)技術(shù)，此處不再贅述，微控制器52可安裝于后備箱內(nèi)，也可安裝于駕駛室中；所述的制動(dòng)踏板傳感器53和車速傳感器54為車輛自帶的傳感器；所述的電機(jī)51固定安裝在后備箱內(nèi)。電機(jī)51的輸入端連接所述的微控制器52的輸出端，微控制器52的兩輸入端分別連接制動(dòng)踏板傳感器53的信號(hào)輸出端和車速傳感器54的信號(hào)輸出端。
[0018]請(qǐng)參閱圖3，并結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本實(shí)用新型的工作原理進(jìn)行說明。在圖3中，S表示空氣流，α為空氣動(dòng)力部件2與空氣流S的夾角，即擾流板攻角，β為空氣流S與水平面的夾角。當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，空氣流S流經(jīng)車頂后，撞擊空氣動(dòng)力部件2，空氣流S對(duì)空氣動(dòng)力部件2產(chǎn)生力的作用。具體地，空氣流S對(duì)空氣動(dòng)力部件2施加的是一個(gè)面力。以集中力F代替空氣流S對(duì)空氣動(dòng)力部件2的作用力,集中力F可被分解為水平方向的空氣阻力Fx和垂直方向的負(fù)升力FY。又設(shè)空氣流S的流速為U，空氣密度為P，空氣動(dòng)力部件2的迎風(fēng)面面積為A。，則根據(jù)公式(1)、(2)、(3)可分別計(jì)算集中力F、空氣阻力Fx和負(fù)升力Fy:
【權(quán)利要求】
1.一種車用空氣動(dòng)力裝置，其特征在于包括支座(I)、空氣動(dòng)力部件(2)、第一傳動(dòng)單元(3)、第二傳動(dòng)單元(4)以及控制單元(5)，所述的支座⑴有一對(duì)，一對(duì)支座⑴安裝在汽車后備箱蓋的上方且位于汽車后備箱蓋寬度方向的兩側(cè)，所述的空氣動(dòng)力部件(2)在長(zhǎng)度方向的一端和另一端分別設(shè)置一連接軸(21)，一對(duì)連接軸(21)分別通過支撐軸承(211)轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一對(duì)支座(I)上，所述的第一傳動(dòng)單兀(3)設(shè)置在一對(duì)支座(I)的其中一支座的型腔內(nèi)，該第一傳動(dòng)單元(3)的輸出軸與對(duì)應(yīng)支座(I)中的連接軸21傳動(dòng)連接，所述的第二傳動(dòng)單元(4)設(shè)置在汽車后備箱內(nèi)，第二傳動(dòng)單元(4)的輸出軸在穿過后備箱蓋后進(jìn)入對(duì)應(yīng)的支座(I)內(nèi)，并且與支座(I)內(nèi)的第一傳動(dòng)單元(3)的輸入軸傳動(dòng)連接，所述的控制單元(5)包括電機(jī)(51)、微控制器(52)、制動(dòng)踏板傳感器(53)以及車速傳感器(54)，所述的電機(jī)(51)的電機(jī)軸(511)與第二傳動(dòng)單元(4)的輸入軸傳動(dòng)連接，電機(jī)(51)的輸入端連接所述的微控制器(52)的輸出端，微控制器(52)的兩輸入端分別連接制動(dòng)踏板傳感器(53)的信號(hào)輸出端和車速傳感器(54)的信號(hào)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用空氣動(dòng)力裝置，其特征在于所述的第一傳動(dòng)單元(3)包括蝸輪(31)和蝸桿(32)，所述的蝸輪(31)套設(shè)在蝸輪軸(311)上，所述的蝸輪軸(311)長(zhǎng)度方向的一端通過蝸輪軸承(312)轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述的支座(I)上，蝸輪軸(311)長(zhǎng)度方向的另一端作為第一傳動(dòng)單元(3)的輸出軸與對(duì)應(yīng)支座(I)中的空氣動(dòng)力部件(2)的一連接軸(21)傳動(dòng)連接；所述的蝸桿(32)與蝸輪(31)相嚙合，蝸桿(32)在高度方向的上端和下端分別通過蝸桿上軸承(321)和蝸桿下軸承(322)轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在對(duì)應(yīng)的支座(I)上，蝸桿(32)高度方向的下端作為第一傳動(dòng)單元(3)的輸入軸與第二傳動(dòng)單元(4)的輸出軸傳動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用空氣動(dòng)力裝置，其特征在于所述的第二傳動(dòng)單元(4)包括主動(dòng)錐齒輪(41)和從動(dòng)錐齒輪(42)，所述的主動(dòng)錐齒輪(41)和從動(dòng)錐齒輪(42)相互嚙合，主動(dòng)錐齒輪(41)安裝在主動(dòng)錐齒輪軸(411)上，主動(dòng)錐齒輪軸(411)作為第二傳動(dòng)單元(4)的輸入軸與電機(jī)(51)的電機(jī)軸(511)傳動(dòng)連接，從動(dòng)錐齒輪(42)安裝在從動(dòng)錐齒輪軸(421)上，從動(dòng)錐齒輪軸(421)作為第二傳動(dòng)單元(4)的輸出軸與第一傳動(dòng)單元(3)的輸入軸連接，所述的主動(dòng)錐齒輪軸(411)、從動(dòng)錐齒輪軸(412)分別通過主動(dòng)錐齒輪軸承(412)、從動(dòng)錐齒輪軸承(422)轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在汽車后備箱內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用空氣動(dòng)力裝置，其特征在于所述的空氣動(dòng)力部件(2)為擾流板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的車用空氣動(dòng)力裝置，其特征在于所述的空氣動(dòng)力部件(2)為長(zhǎng)條形板狀，且橫截面形狀為兩頭小中間大的紡錘形。
【文檔編號(hào)】B62D37/02GK203581155SQ201320765966
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】李英, 焦洪宇, 孟杰 申請(qǐng)人:常熟理工學(xué)院