[发明专利]高速车辆低风阻节能外壳结构

说明书

技术领域

高速车辆低风阻节能外壳结构，属于交通工具用减少空气阻力的表面结构领域，具体涉及一种高速车辆低风阻节能外壳结构。

背景技术

沿水平道路匀速行驶的汽车阻力主要由空气阻力和滚动阻力组成。滚动阻力与车速无关，而空气阻力的功率与车速的三次方成正比。因此，车辆高速行驶时的阻力主要来源于空气阻力。有关测试表明，车速超过60km/h时用于克服空气阻力的功率和燃料消耗占行驶总功率和燃料消耗的30％～40％，因此，减阻即意味着节能。

如果不考虑流体粘性、设流体为理想流体，流动不产生边界层和分离旋涡流动，车辆所受到的空气阻力为零，但实际上，车辆行驶中所受的空气阻力即是空气的粘性所致，空气的粘性与车辆表面摩擦产生的摩擦阻力约占空气阻力的15％；空气粘性形成的边界层流动引起汽车尾部流动分离形成涡流，尾部涡流流动使得车身前、后部产生压差，形成的压差阻力占车辆空气阻力的85％！因此，控制车辆尾部的空气的分离流动、减小分离旋涡区域，是减少车辆前、后部压差，降低空气阻力的关键。

目前减少空气阻力的主要手段就是对车辆进行修形，如采用流线型外形，虽可一定程度的降低空气阻力，却往往在保证人员乘坐空间的同时受到人机工程学的限制而导致车辆不能保证具有最佳的流线型外观，因而造成行驶下形成的空气阻力还是相当可观的。

此外，也有少数改变表面结构的做法，如专利号为200810150487.6的中国专利，专利号为02129311.2的中国专利，均可用于减小微尺度下的表面流体摩擦、使流体粘附失效，一定程度上减小流动阻力、减小能耗、节省能源。但此类专利存在有明显的缺点：一是制造的技术要求、成本较高，且制造难度较大、过程繁杂；二是表面的精细微观结构在使用环境中的热胀冷缩、酸碱变化等严酷影响下易损坏且损坏后不易被发现，天长日久微小凹槽内积存的污垢不易清洗，对表面微观结构的稳定构成严重威胁，遇到降雨及冰雪天气，雨水冰雪侵袭后形成的水膜及冰霜层后的表面很容易将微观的减阻功能结构掩盖而导致功能失效；使用寿命及减阻效果也会随使用次数的增多而减少，使用成本较高。而且如前所述的表面功能失效在车辆表面分布很有可能是不均匀的，这就给应用此种发明的车辆在高速行驶中带来不稳定因素！

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种进一步降低空气阻力、结构简单、成本低、经久耐用、可降低大乘坐空间车辆空阻系数的高速车辆低风阻节能外壳结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高速车辆低风阻节能外壳结构，包括壳体，其特征在于：壳体的表层上均布多个六角形凹槽，所述的六角形凹槽呈蜂窝状集群分布，所述的每个六角形凹槽由六角形开口、六角形凹槽底平面以及六个等面积的等腰梯形侧壁连接组成。

表层下方还牢固贴合一减震层，减震层顶面为与表层相对应的六角形凹槽，减震层底面为平面。

所述的的表层上均布的六角形凹槽的开口等边六边形边长L为4.5-5.5cm，六角形凹槽底平面等边六边形边长I为3.03-4.03cm，凹槽深度H为1.0-2.0cm，6个等面积的等腰梯形侧壁腰长T为1.41-2.83cm，每个六角形凹槽开口平面间距N为0.5-1.5cm，等腰梯形侧壁与六角形凹槽底平面之间的夹角α为135°。

所述的表层为可塑性轻质高强度材料，减震层为轻质高强度弹性泡沫材料。

所述的表层厚度为0.7～2mm，减震层厚度为5～20mm。

所述的减震层下部增设有改装贴合用底层。适用于现有车辆的改装。

所述的改装贴合用底层为高强度粘合材料，粘合于现有车辆的光滑表层。

所述的改装贴合用底层厚度为0.5～1.5mm。具体数据可根据不同车辆整体设计的要求而做相应的改变，而单个六角形凹槽单元模块表面结构特征不做改变。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：1、外观设计前卫独特、减阻效果佳：独特的六角形凹槽设计，充分的利用了安装平面的有效面积，最大程度的推后分离点的位置，减少尾流区域的面积，使减阻效果达到最佳状态；

2、减少油耗和排放：以大型高风阻系数车辆为例，气动阻力系数降低30％，以80km/g的车速行驶时可降低油耗12％-13％；气动阻力系数降低20％，可降低油耗7％-9％；气动阻力降低10％，可降低油耗3％-5％；

3、动力性增加：通过力学分析表明车辆气动阻力减少后，车辆发动机用于抵抗风阻所做的多余功在减小风阻后可以立刻体现到动力输出增加上，其动力性增强；