[发明专利]钝尾车辆的空气动力减阻方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钝尾车辆的空气动力减阻方法，属于汽车及钝体或不良流线体的空气动力减阻应用技术领域。

背景技术：

世界范围的能源日益匮乏，唤起人们强烈的节能意识。汽车越来越多地进入家庭，其保有量急剧增长，且行驶速度越来越快，作为耗能大户，汽车的减阻与节能越来越引起人们的关注。气动阻力与车速的平方成正比，当车速大于20km/h(5.6m/s)后，气动阻力急剧上升；当车速达到75km/h(20.8m/s)左右时，气动阻力将占总阻力的一半；随着车速的进一步增加，气动阻力在总行驶阻力中所占的比例将更大。钝尾物体，或者不良流线体的减阻问题一直是空气动力学领域的一个难题，这类物体的阻力大部分来自压差阻力，因此克服压差阻力就成为这类物体减阻的重要课题。

就钝体的减阻问题，各国学者已经做了大量的研究，开发了许多种减阻新技术，如后车体上边角倒圆、后车体上部倾斜，以及在车体后部加装各种附件都可以在一定程度上减少钝体的(压差)阻力，这些技术措施都属于被动减阻方法，因为它们不需要加入额外的能量。另一种方法是主动减阻方法，如从车内向车的底部区域内喷气，它增加了底部的压力，因而减少了车的压差阻力。行驶时，车的前部接近滞止，压力很高；而在底部区域，由于气流的分离，压力相对较低，前后压力的差就形成了压差阻力，如果将前方的“高压”气体引到相对“低压”的底部区域，则一方面提高了底部压力而降低了压差阻力，另一方面，前方的压力降低，又进一步降低了压差阻力，从而使总阻力显著降低；这就是本发明的基本思想。

发明内容：

本发明的目的是在钝尾车辆的体内适当部位(例如距车体底边6％的车高位置)开一个(通道)通孔，为均衡车体前后的压力提供一个通道，使得车体前部的“高压”气体通过这个孔流到相对“低压”的车体底部区域，这既提高了底部压力而降低了压差阻力，又使车体前部的压力降低，进一步降低了压差阻力，从而使总阻力显著降低；另外，通过使进气孔边的倒圆降低进气损失，通过设计通道出口段与车体底部的角度而控制通道出口的方向，从而控制尾涡的尺寸以减少底部阻力；也可以根据需要改变通道出口段的形状，如等截面形状、扩张型或收缩型等，以最大限度地将气流的动能转化为压力能，或最有利地改变尾涡的尺寸，以最大程度地减少底阻。

本发明的优点是：无须消耗任何额外的动力，只需采取简单的结构措施即可显著的减少钝尾车辆的阻力，降低燃油消耗，取得明显的节能效果，创造明显的经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中的A向视图，通道主体为矩形。

图3是本发明的另一种实施例的结构示意图。

图4是图3中的A向视图，通道主体为扩张形。

图5是本发明的又一种实施例的结构示意图。

附表说明了计算机三维数值模拟结果，说明本发明的减阻效果。

具体实施方式；

实施例

参照图1、图3和图5，本发明是在钝尾车辆的体内开一个通孔，为均衡车体前后的压力提供一个通道。其具体结构是：它主要由车体前部1、车体2、车体底部3、车体底边14、车体顶盖16、通道进气口4、通道主体5及通道出口段6组成。当车辆运行时，气流11相对于车体2流过，通道前部的气流11经进气口4进入通道主体5中，并从通道出口段6以一定的角度流出，流出气流12的方向(或通道出口段6的轴线方向)与车体底部3所成的夹角(以下称方向角)13可以在10°-80°之间选取。所述通道主体5的横剖面形状可以是矩形、圆形或梯形的，但是最好是矩形的，因为这样在结构布局上更容易安排；矩形通道的高度在车体高度的0.5％-7.0％之间，其横向宽度在车体宽度的50％-98％；通道主体5的位置选择应使通道进气口4位于车体前部1的高压区内(一般靠近车的下部，大约车体高度的40％以下)，而通道出口段6则可以在车体底部3的下部(见图1)或上部(见图5)，出口段6到车体底边14(见图1)或车体顶盖16(见图5)的距离为车体高度的1.0％-15.0％之间；通道主体5与出口段6之间的连接应当是圆滑的。通道主体5及通道出口段6的侧壁必须是光滑、密封并不漏气的。

参照图2和4，通道主体5的俯视形状可以是矩形的，也可以是从前到后逐渐扩张的，其扩张角15应当小于18°。同样，通道出口段6的俯视形状也可以是矩形的或是扩张形的，其扩张角同样应当小于18°。通道出口段(6)的横剖面形状可以是矩形、圆形或梯形的。