Аэродинамическая конструкция для транспортного средства
Изобретение относится к аэродинамической конструкции для транспортного средства, которая может эффективно регулировать воздушный поток внутри колесной ниши. Аэродинамическая конструкция (10) снабжена стенкой (24) столкновения с воздушным потоком, проходящей по направлению ширины транспортного средства и обращена в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства, стенкой (22) направления воздушного потока, проходящей вниз в вертикальном направлении кузова транспортного средства от заднего в продольном направлении кузова транспортного средства концевого участка стенки (24) столкновения с воздушным потоком, и другой стенкой (22) направления воздушного потока, проходящей вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства от переднего в продольном направлении кузова транспортного средства концевого участка стенки (24) столкновения с воздушным потоком, дальше к задней стороне в продольном направлении кузова транспортного средства, чем центр оси вращения переднего колеса (15) внутри колесной ниши (14). Высота выступания в продольном направлении кузова транспортного средства и относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны, сформированного задним концом стенки (24) столкновения с воздушным потоком и стенкой (22) направления воздушного потока, линии Rf ребра с выпуклой стороны, которое сформировано передним концом стенки (24) столкновения с воздушным потоком и стенкой (22) направления воздушного потока, постепенно изменяется вдоль направления ширины транспортного средства. Достигается выравнивание воздушного потока внутри колесной ниши. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к аэродинамической конструкции для транспортного средства, для выравнивания обтекания воздушным потоком в колесной нише.
Уровень техники
Известен аэродинамический стабилизатор, который интегрирован в конструкцию закреплением дефлектора к передней стороне или внутренней стороне по ширине транспортного средства от колеса в колесной нише автомобиля (см., например, публикацию JP 2003-528772). Кроме того, известна технология, раскрытая в публикации GB 2265785.
Задачи, на решение которых направлено изобретение
Однако так как в обычном вышеописанном методе дефлектор выступает из колесной ниши, то существуют различные ограничения, например во избежание столкновения с колесом и т.п., и сложно достичь достаточного эффекта выравнивания обтекания воздушным потоком.
Ввиду вышеописанных обстоятельств задачей настоящего изобретения является создание аэродинамической конструкции для транспортного средства, которая может эффективно выравнивать воздушный поток внутри колесной ниши.
Средства для решения задач
Аэродинамическая конструкция для транспортного средства согласно первому аспекту изобретения содержит стенку столкновения с воздушным потоком, проходящую по направлению ширины транспортного средства и обращенную в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства; нижнюю стенку, проходящую вниз в вертикальном направлении кузова транспортного средства от заднего в продольном направлении кузова транспортного средства концевого участка стенки столкновения с воздушным потоком; и верхнюю стенку, проходящую вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства от переднего в продольном направлении кузова транспортного средства концевого участка стенки столкновения с воздушным потоком; при этом стенка столкновения с воздушным потоком, нижняя стенка и верхняя стенка расположены дальше к задней стороне в продольном направлении кузова транспортного средства, чем центр оси вращения колеса в колесной нише; причем высота выступания в продольном направлении кузова транспортного средства и относительно углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и нижней стенкой, на, по меньшей мере, одном участке по направлению ширины транспортного средства углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой, постепенно изменяется вдоль направления ширины транспортного средства.
В соответствии с данным аспектом попутно вращению колеса образуется воздушный поток позади колеса в колесную нишу. Часть данного воздушного потока наталкивается на стенку столкновения с воздушным потоком. Вследствие этого давление около вогнутого (заглубленного) участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и нижней стенкой, возрастает, и ослабляется затекание воздуха в колесную нишу. Кроме того, так как стенка столкновения с воздушным потоком расположена дальше сзади, чем центр вращения колеса, то ослабляется затекание воздуха в колесную нишу, сопровождающее вращение колеса, со стороны выше по потоку (входа), и ослабляется вытекание воздуха, который затек в колесную нишу, с боковой стороны.
Кроме того, в аэродинамической конструкции для транспортного средства, содержащей вышеописанную стенку столкновения с воздушным потоком, угловой участок стенки столкновения с воздушным потоком и верхней стенки является выпуклым участком, который является выпуклым в сторону колеса, и щебень и т.п., который забрасывается колесом, которое вращается, легко наталкивается на упомянутый участок. Однако так как в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства высота выступания выпуклого участка постепенно изменяется вдоль направления ширины транспортного средства, можно уменьшить повреждение (разрушение), вызываемое упомянутым щебнем и т.п. А именно на участке, высота выступания которого является небольшой, например, может быть выполнена конструкция, в которой повышена прочность по отношению к ударам упомянутого щебня или чего-то подобного или для которой снижена вероятность столкновения с щебнем или чем-то подобным.
При этом в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства возможно эффективное выравнивание воздушного потока внутри колесной ниши.
В аэродинамической конструкции для транспортного средства в соответствии с вышеописанным аспектом колесная ниша сформирована таким образом, что участок с внутренней стороны по направлению ширины транспортного средства располагается дальше в заднюю сторону в продольном направлении кузова транспортного средства, чем участок с внешней стороны по направлению ширины транспортного средства, и на, по меньшей мере, одном участке по направлению ширины транспортного средства, содержащем внутренний край, по направлению ширины транспортного средства, углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой, высота выступания постепенно изменяется так, чтобы становиться меньше дальше во внутреннюю сторону по направлению ширины транспортного средства.
В соответствии с данным аспектом, с учетом зависимости от, например, огибающей колеса, внутренний боковой участок колесной ниши расположен дальше в заднюю сторону в продольном направлении кузова транспортного средства, чем внешний боковой участок по направлению ширины транспортного средства. Поэтому, даже в случаях, когда, как правило, остроконечный участок образуется стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой (и внутренней боковой стенкой, которая закрывает их боковые участки от внутренней стороны по направлению ширины транспортного средства) на внутреннем крае по направлению ширины транспортного средства, колесной ниши, в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства упомянутый остроконечный участок больше не образуется или высота выступания остроконечного участка является небольшой и поэтому можно уменьшить повреждение (разрушение) остроконечного участка.
В аэродинамической конструкции для транспортного средства в соответствии с вышеописанным аспектом на, по меньшей мере, одном участке по направлению ширины транспортного средства, содержащем внутренний край, по направлению ширины транспортного средства, стенки столкновения с воздушным потоком углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой, высота выступания постепенно изменяется так, чтобы становиться меньше дальше во внутреннюю сторону по направлению ширины транспортного средства путем наклона переднего концевого участка или заднего концевого участка в продольном направлении кузова транспортного средства относительно направления ширины транспортного средства.
В соответствии с данным аспектом, так как высота выступания углового участка стенки столкновения с воздушным потоком и верхней стенки постепенно непрерывно изменяется, то угловой участок (ступенчатый участок) или что-то подобное не формируется вдоль постепенно изменяемой конструкции.
Эффекты изобретения
Как описано выше, аэродинамическая конструкция для транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением обладает полезным эффектом возможности эффективного выравнивания воздушного потока внутри колесной ниши.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе в увеличенном масштабе, иллюстрирующий аэродинамическую конструкцию для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - вид сбоку в сечении, схематически представляющий общую конструктивную схему аэродинамической конструкции для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 - вид сверху в сечении по линии 3-3 с фиг.1;
Фиг.4 - вид сбоку в сечении в увеличенном масштабе, иллюстрирующий участок аэродинамической конструкции для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5A - вид в перспективе автомобиля, на котором применена аэродинамическая конструкция для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5B - вид в перспективе автомобиля согласно примеру для сравнения с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 - вид сверху в сечении, соответствующий виду с фиг.3 и иллюстрирующий аэродинамическую конструкцию для транспортного средства согласно первому видоизмененному примеру варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 - вид сверху в сечении, соответствующий виду на фиг.3 и иллюстрирующий аэродинамическую конструкцию для транспортного средства согласно второму видоизмененному примеру варианта осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.8 - вид в перспективе, иллюстрирующий аэродинамическую конструкцию для транспортного средства согласно примеру для сравнения с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения описана в дальнейшем со ссылками на фиг.1-5. Следует отметить, что стрелка ВПЕРЕД, стрелка ВВЕРХ, стрелка ВНУТРЬ и стрелка НАРУЖУ, которые соответствующим образом обозначены на соответствующих чертежах, указывают, соответственно, направление вперед (направление переднего хода), направление вверх, направление во внутреннюю сторону по ширине транспортного средства и в наружную сторону от автомобиля S, на котором применяется аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства. Далее в настоящем описании, когда просто указаны верхняя, нижняя, передняя, задняя и внутренняя, и наружная стороны относительно направления по ширине транспортного средства, данные указания соответствуют направлениям упомянутых соответствующих стрелок. Кроме того, в настоящем варианте осуществления аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства применяется, соответственно, на левом и правом передних колесах 15, задних колесах 16, которые выполняют функцию колес, но, так как соответствующие аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства конструктивно выполнены, по существу, сходным образом (симметрично в случае левой стороны и правой стороны), то, в дальнейшем, описана, преимущественно, одна из левой и правой аэродинамических конструкций 10 для транспортного средства для передних колес.
Передний участок автомобиля S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, показан на фиг.2 на схематическом виде сбоку в сечении, если смотреть с внутренней стороны по направлению ширины транспортного средства. Кроме того, передний участок автомобиля S показан на фиг.3 на схематическом виде сверху в сечении. Как показано на чертежах, автомобиль S содержит панель 12 переднего крыла, которая формирует конструкцию кузова транспортного средства. Колесная арка 12A, которая выполнена в форме, по существу, полукруглой дуги, которая открыта вниз на виде сбоку для обеспечения возможности рулевого управления передним колесом 15, сформирована в панели 12 переднего крыла. Хотя на чертежах не показано, к внутренней стороне панели 12 переднего крыла присоединен фартук крыла, и внутренняя часть колесной ниши обеспечена на фартуке крыла. Вследствие этого колесная ниша 14, которая расположена так, чтобы переднее колесо 15 могло подчиняться рулевому управлению, сформирована на переднем участке автомобиля S.
Кроме того, подкрылок 18, который на виде сбоку выполнен в форме, по существу, дугового сегмента, который согласуется с колесной аркой 12A и имеет несколько больший диаметр, чем колесная арка 12A, и который на виде в плане выполнен в форме, по существу, прямоугольника, который накрывает и скрывает переднее колесо 15, расположен на внутренней стороне колесной ниши 14. Соответственно, подкрылок 18 вмещается внутри колесной ниши 14 так, чтобы не выступать из-за колесной арки 12A на виде сбоку. Подкрылок 18 закрывает, по существу, верхнюю половину участка переднего колеса 15 спереди, сверху и сзади и ограждает фартук крыла (внутреннюю часть колесной ниши) и т.п. от ударных воздействий грязи, мелкого щебня и т.п. Подкрылок 18 выполнен из пластика, формованного, например, по технологии пластического формования (литьевого прессования или вакуумного формования) или является конструкцией, в которой применяется нетканый материал в качестве подложки или материала поверхности.
Кроме того, подкрылок 18, формирующий аэродинамическую конструкцию 10 для транспортного средства имеет вогнутые участки (заглубленные участки) 20, которые раскрыты в сторону переднего колеса 15, как показано на виде сбоку. В данном варианте осуществления вогнутые участки 20 обеспечены на участке подкрылка 18, при этом упомянутый участок расположен с задней стороны переднего колеса 15 (участок, который частично перекрывает переднее колесо 15 в вертикальном направлении кузова транспортного средства). В частности, как показано на фиг.2, вогнутые участки 20 обеспечены на участке или по всей длине в пределах области A, которая находится дальше назад и вниз, чем участок С, который воображаемая прямая линия IL1, которая составляет угол θ (-α°<θ<90°) с горизонтальной линией HL, которая проходит через ось RC вращения переднего колеса 15, пересекает на участке подкрылка 18, который находится дальше назад, чем ось вращения RC переднего колеса 15.
На верхней граничной стороне зоны положений вогнутых участков 20, угол θ предпочтительно делать меньше чем или равным 50°, и, в более предпочтительном варианте, угол θ следует делать меньше чем или равным 40°, и, в данном варианте осуществления, угол θ приблизительно равен 30°. Кроме того, угол α, который задает нижнюю граничную сторону зоны положений вогнутых участков 20, является углом, сформированным воображаемой прямой линией IL2, которая привязана к заднему нижнему концевому участку колесной ниши 14 от оси RC вращения переднего колеса 15, и горизонтальной линией HL. Задний нижний концевой участок колесной ниши 14 может быть выполнен, например, как задний нижний конец подкрылка 18.
Как показано на фиг.1 и 2, вогнутый участок 20 расширяется в сторону переднего колеса 15, как описано выше, и образует, по существу, треугольную форму на виде сбоку, ширина которой в окружном направлении подкрылка 18 (колесной ниши 14) становится максимальной на участке 20A раскрытия. В частности, вогнутый участок 20 конструктивно выполнен так, чтобы содержать стенку 22 направления воздушного потока, которая проходит, по существу, вверх от нижнего края 20B участка 20A раскрытия, и стенку 24 столкновения с воздушным потоком, которая проходит от заднего верхнего конца 22A стенки 22 направления воздушного потока к верхнему краю 20C участка 20A раскрытия.
Длина боковой поверхности (длина стороны треугольника) стенки 24 столкновения с воздушным потоком выполнена небольшой по сравнению со стенкой 22 направления воздушного потока. Вследствие этого, как показано на фиг.1, стенка 22 направления воздушного потока проходит в направлении, по существу, вдоль воздушного потока F так, чтобы направлять воздушный поток F (воздушный поток, по существу, по направлению касательной к переднему колесу 15), который создается попутно вращению переднего колеса 15 (вращению в направлении стрелки R, которое является направлением приведения автомобиля S в движение вперед), внутрь вогнутого участка 20. С другой стороны, стенка 24 столкновения с воздушным потоком проходит так, чтобы встречать воздушный поток F, и воздушный поток F, который набегает в вогнутый участок 20, наталкивается на эту стенку.
Вследствие вышеизложенного, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства существует конструкция, в которой участок воздушного потока F блокируется вогнутым участком 20, и давление в вогнутом участке 20 повышается, и, вместе с этим, повышается давление между участком 20A раскрытия вогнутого участка 20 и передним колесом 15. Благодаря повышению давления, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, тормозится втекание воздушного потока F в колесную нишу 14.
Кроме того, как показано на фиг.1-3, на подкрылке 18 обеспечено множество (в данном варианте осуществления - два) вогнутых участков 20 с параллельным расположением в окружном направлении подкрылка 18. В данном варианте осуществления нижние края 20B, верхние края 20C участков 20A раскрытия вогнутых участков 20, которые являются смежными в окружном направлении подкрылка 18, по существу, совпадают. А именно, множество вогнутых участков 20 сформировано так, чтобы формировать впадины и выступы (волновые формы), которые являются треугольными на виде в сечении, непрерывно в окружном направлении подкрылка 18. Из множества вогнутых участков 20 вогнутый участок 20, который находится дальше всех сзади и внизу, расположен на заднем нижнем концевом участке 18A подкрылка 18.
Соответственно, в данном варианте осуществления, по отношению к стенке 24 столкновения с воздушным потоком, которая формирует конструкцию вогнутого участка 20, который расположен дальше всего сзади и внизу, стенка 22 направления воздушного потока данного вогнутого участка 20, который расположен дальше всех сзади и внизу, соответствует нижней стенке согласно настоящему изобретению, и стенка 22 направления воздушного потока вогнутого участка 20 с верхней стороны соответствует верхней стенке согласно настоящему изобретению. С другой стороны, по отношению к стенке 24 столкновения с воздушным потоком, которая формирует конструкцию вогнутого участка 20 с верхней стороны, стенка 22 направления воздушного потока вогнутого участка 20, который находится с верхней стороны, соответствует нижней стенке согласно настоящему изобретению, и общий участок 28 стенки, который формирует общую поверхность подкрылка 18, который проходит от переднего конца (верхнего края 20C участка 20A раскрытия) данной стенки 24 столкновения с воздушным потоком, соответствует верхней стенке согласно настоящему изобретению.
Кроме того, как показано на фиг.1 и 3, соответствующие вогнутые участки 20 проходят вдоль направления по ширине транспортного средства, и внешние края упомянутых вогнутых участков в направлении по ширине транспортного средства уплотняются боковой стенкой 26. В данном варианте осуществления вогнутые участки 20 сформированы так, чтобы перекрывать всю ширину в направлении по ширине транспортного средства относительно переднего колеса 15, которое расположено в нейтральном положении (состоянии).
С другой стороны, внутренние края соответствующих вогнутых участков 20 в направлении по ширине транспортного средства выполнены в виде открытых краев, которые открыты внутрь в направлении по ширине транспортного средства. Как показано на фиг.3, с учетом взаимосвязи с огибающей Et шины, внутренний край 18B по направлению ширины транспортного средства, подкрылка 18 (колесной ниши 14) расположен с задней стороны в продольном направлении кузова транспортного средства относительно внешнего края 18C. Огибающая Et шины представляет собой кривую, огибающую с крайней внешней стороны (стороны вблизи кузова транспортного средства) кривые всех смещений относительно кузова транспортного средства, включая рулевое управление и колебательное движение переднего колеса 15. Вблизи внутреннего, по направлению ширины транспортного средства, края подкрылка 18, упомянутая огибающая Et шины характеризуется максимумом Ep отклонения назад в продольном направлении кузова транспортного средства. Поэтому, как показано на фиг.3, внутренняя поверхность заднего участка подкрылка 18 наклонена относительно направления ширины транспортного средства (относительно опорной линии W), так что внутренний край 18B по направлению ширины транспортного средства расположен позади в продольном направлении кузова транспортного средства относительно внешнего края 18C.
Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, расстояние (высота H выступания, показанная на фиг.4) между линией Rr ребра с вогнутой стороны, которая является угловым участком между стенкой 24 столкновения с воздушным потоком и стенкой 22 направления воздушного потока (нижней стенкой), которые формируют конструкцию одного и того же вогнутого участка 20, и линией Rf ребра с выпуклой стороны, которая является угловым участком между стенкой 24 столкновения с воздушным потоком и стенкой 22 направления воздушного потока (верхней стенкой) вышерасположенного вогнутого участка 20 или общего участка 28 стенки, постепенно изменяется вдоль направления ширины транспортного средства, как показано на фиг.1 и 3. Детальное описание приведено далее в тексте.
Как показано на фиг.3, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, линия Rr ребра с вогнутой стороны сформирована, по существу, вдоль направления ширины транспортного средства (опорной линии W), и линия Rf ребра с выпуклой стороны (верхний край 20C) наклонена по отношению к направлению ширины транспортного средства (опорной линии W) таким образом, что внутренний край Rfi по направлению ширины транспортного средства располагается с задней стороны в продольном направлении кузова транспортного средства относительно внешнего края Rfo по направлению ширины транспортного средства. В данном варианте осуществления, стенка 24 столкновения с воздушным потоком выполнена, по существу, треугольной формы, как наблюдается на виде в плане, так что внутренний край Rfi по направлению ширины транспортного средства, по существу, сходится с линией Rr ребра с вогнутой стороны.
В данном варианте осуществления подкрылок 18 содержит фланец 30, который обращен в сторону переднего колеса 15 и формирует окружной крайний участок. Небольшая ступенька (ступенька меньше чем или равная 3 мм) В сформирована между фланцем 30 и внутренним краем по направлению ширины транспортного средства вогнутого участка 20. Ступенька В сформирована в направлении, в котором внутренний край по направлению ширины транспортного средства вогнутого участка 20 выступает в сторону переднего колеса 15 больше, чем участок фланца 30, при этом этот участок расположен дальше во внутреннюю сторону по направлению ширины транспортного средства, чем вогнутый участок 20.
Кроме того, как показано на фиг.1 и фиг.2, аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства снабжена направляющими желобами 34, которые служат желобами в окружном направлении, обеспеченными в подкрылке 18 таким образом, чтобы быть открытыми в сторону переднего колеса 15. Участки направляющих желобов 34, которые находятся дальше в переднюю сторону в продольном направлении кузова транспортного средства, чем (вогнутый участок 20, который расположен выше и дальше вперед, чем остальные) вогнутые участки 20, являются проксимальными концами 34A, и продольные направления направляющих желобов 34 расположены вдоль окружного направления подкрылка 18, и участки направляющих желобов 34, которые находятся вблизи переднего нижнего концевого участка 18D подкрылка 18, являются оконечностями 34B. Направляющие желоба 34 не сообщаются с вогнутыми участками 20.
Ложа желобов направляющих желобов 34 на проксимальных концах 34A и оконечностях 34B, соответственно, скашиваются и проходят вровень с общим участком 28 стенки (открытыми поверхностями вогнутых участков 20 и направляющих желобов 34), который формирует общую поверхность подкрылка 18, и воздушный поток вдоль окружного направления вогнутых участков 20 (колесной ниши 14) плавно входит в желоба и выходит из них. Как показано на фиг.1, в данном варианте осуществления, в направлении по ширине транспортного средства обеспечено множество (два) направляющих желобов 34, которые параллельны. Данные направляющие желоба 34 конструктивно выполнены так, чтобы направлять воздушный поток, который направлен сзади вперед вдоль внутренней окружности подкрылка 18, чтобы обеспечить затекание воздушного потока от проксимальных концов 34A и выпуск из оконечностей 34B. Другими словами, пара стенок 34C, которые обращены в направлении по ширине транспортного средства к соответствующим направляющим желобам 34, конструктивно выполнены так, чтобы не допускать образования воздушного потока, направленного по ширине транспортного средства. Следует отметить, что выше приведен пример, в котором обеспечены два направляющих желоба 34, но может быть обеспечен всего один направляющий желоб 34 или могут быть обеспечены, по меньшей мере, три.
Чтобы дополнить описание аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства для заднего колеса 16, как показано на фиг.5A, в автомобиле S, колесная ниша 14 сформирована с внутренней стороны колесной арки 36A панели 36 заднего крыла, и заднее колесо 16 расположено внутри колесной ниши 14. Аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства для заднего колеса 16 конструктивно выполнена, в принципе, аналогично аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства для переднего колеса 15, за исключением того, что огибающая Et шины заднего колеса 16, которое не является управляемым колесом (или колесом, угол поворота которого невелик), отличается от огибающей Et шины переднего колеса 15, которое является управляющим колесом. А именно, аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства для заднего колеса 16 конструктивно выполнена формированием вогнутых участков 20, направляющих желобов 34 в подкрылке задней колесной ниши, который охватывает заднее колесо 16 (в последующем описании, упомянутый подкрылок будет называться подкрылком 18 крыла, без различия с подкрылком для переднего колеса 15).
Кроме того, как показано на фиг.2 и 5A, аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства снабжены защитными накладками 32, которые проходят по направлению ширины транспортного средства и расположены, соответственно, с передних сторон передних колес 15 и задних колес 16. Защитные накладки 32 конструктивно выполнены так, чтобы препятствовать затеканию потока воздуха при движении, который сопровождает движение автомобиля S, в колесные ниши 14. Аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства может представлять собой конструкцию, которая не снабжена защитными накладками 32.
Далее приведено описание работы настоящего варианта осуществления.
В автомобиле S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства вышеописанной конструкции, когда переднее колесо 15 вращается в направлении по стрелке R, сопутствующем движению автомобиля S, создается воздушный поток F, который увлекается вращением переднего колеса 15 и втекает, по существу, вверх в колесную нишу 14 сзади переднего колеса 15. Часть воздушного потока F направляется стенками 22 направления воздушного потока и втекает в вогнутые участки 20, и наталкивается на стенки 24 столкновения с воздушным потоком. Поэтому часть воздушного потока F задерживается, давление внутри вогнутых участков 20 повышается, и зона данного повышения давления проходит в пространство между вогнутыми участками 20 и передним колесом 15. Вследствие этого, около аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, сопротивление затеканию воздуха в колесную нишу 14 сзади переднего колеса 15 возрастает, и ослабляется затекание воздуха в данную колесную нишу 14.
Аналогично, в автомобиле S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, вследствие повышения давления около вогнутых участков 20, которое повышается из-за задержки части воздушного потока стенками 24 столкновения с воздушным потоком вследствие вращения заднего колеса 16, сопротивление затеканию воздуха в колесную нишу 14 повышается, и затекание воздуха в данную колесную нишу 14 ослабляется.
Кроме того, другая часть воздушного потока F проходит зону положений вогнутых участков 20 и втекает в колесную нишу 14. По меньшей мере, часть воздушного потока F стремится протекать по внешней окружной стороне под действием центробежной силы, втекает в направляющие желоба 34 и выходит со стороны оконечностей 34B.
При этом, так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства в соответствии с данным вариантом осуществления, вогнутые участки 20 сдерживают затекание воздуха в колесную нишу 14, то воздушный поток F, который делает попытку затечь в колесную нишу 14 из-под днища автомобиля S, является слабым, и возмущение воздушного потока по окружности колесной ниши 14 предотвращается (поток выравнивается). Точнее, как показано на фиг.5A, возмущение воздушного потока Ff под днищем не допускается, и под днищем обеспечивается плавный воздушный поток Ff.
Кроме того, количество воздуха, который втекает в колесную нишу 14, уменьшается, и количество воздуха, который выпускается сбоку из колесной ниши 14, также уменьшается. В частности, поскольку вогнутый участок 20 расположен на заднем нижнем крайнем участке 14A, который является самым крайним участком спереди по потоку, где воздушный поток F втекает в колесную нишу 14, другими словами, так как воздушный поток F блокируется на самом крайнем участке спереди по потоку, то количество воздуха, который выпускается сбоку из колесной ниши 14, можно дополнительно уменьшить. По указанным причинам, в автомобиле S возмущение воздушного потока Fs вдоль боковой поверхности не допускается, и на боковой поверхности обеспечивается плавный воздушный поток Fs.
Вследствие вышеизложенного, в автомобиле S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, можно добиться снижения аэродинамического сопротивления (значения коэффициента CD), повышения устойчивости вождения автомобиля, снижения шума встречного потока воздуха, ослабления забрызгивания (заброса воды с дорожной поверхности передним колесом 15, задним колесом 16) и т.п., благодаря действию вогнутых участков 20.
Кроме того, так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, спереди от вогнутых участков 20 обеспечены направляющие желоба 34, то воздушные потоки с внутренней стороны и сбоку от колесной ниши 14 выравниваются. Точнее, так как воздушный поток F внутри колесной ниши 14 протекает вдоль (параллельно) направления вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16, благодаря направляющим желобам 34, то возмущение воздушного потока внутри колесной ниши 14 (воздействие аэродинамической силы на переднее колесо 15, заднее колесо 16) предотвращается. Кроме того, так как вытекание воздуха, который проходит через боковую сторону колесной ниши 14, т.е. колесную арку 12A, 36A, ослабляется, то около автомобиля S обеспечивается ровный воздушный поток Fs.
Поэтому в автомобиле S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, можно добиться снижения аэродинамического сопротивления, повышения устойчивости вождения автомобиля, снижения шума встречного потока воздуха, ослабления забрызгивания и т.п., также благодаря действию направляющих желобов 34. Соответственно, в автомобиле S, на котором аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства обеспечены так, чтобы соответствовать передним колесам 15, задним колесам 16, соответственно, как показано на фиг.5A, как на переднем участке, так и на заднем участке кузова транспортного средства обеспечиваются плавные воздушные потоки Ff, Fs, которые не содержат выброса, который вызывает возмущение на боковых поверхностях и под днищем, и данные потоки плавно сливаются позади кузова транспортного средства (по стрелке Fj).
Для дополнения пояснения приведено сравнение со сравнительным примером, показанным на фиг.5B, при этом в сравнительном примере 200, который не снабжен аэродинамическими конструкциями 10 для транспортного средства, внутри колесных ниш 14 формируются воздушные потоки F, сопровождающие вращение передних колес 15, задних колес 16, и их затекание вызывает возмущение воздушного потока Ff под днищем непосредственно позади передних колес 15, задних колес 16 (на участках, где формируются воздушные потоки в колесные ниши 14). Кроме того, воздушные потоки F, которые затекли в колесные ниши 14, проходят через колесные арки 12A и выходят в боковые стороны от кузова транспортного средства (см. стрелки Fi), и вызывают возмущение воздушных потоков Fs. По указанным причинам возмущение создается также в воздушном потоке Fj, который сливается позади кузова транспортного средства.
Напротив, в автомобиле S, на котором применены вышеописанные аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства, затекание воздуха в колесные ниши 14 сзади передних колес 15, задних колес 16 ослабляется вогнутыми участками 20, и воздушные потоки, которые затекли в колесные ниши 14 выравниваются около направляющих желобов 34. Поэтому, как изложено выше, можно реализовать снижение аэродинамического сопротивления, повышение устойчивости вождения автомобиля, снижение шума встречного потока воздуха, ослабление забрызгивания и т.п.
В частности, так как в аэродинамических конструкциях 10 для транспортного средства обеспечено множество непрерывно следующих вогнутых участков 20, то можно еще более эффективно ослаблять затекание воздуха в колесные ниши 14 сзади передних колес 15, задних колес 16. А именно, удовлетворительный эффект выравнивания воздушного потока можно получать посредством компактной конструкции, которая сокращает величину выступа вогнутых участков 20 в сторону внутреннего участка кузова транспортного средства. Кроме того, так как направляющие желоба 34 не сообщаются с вогнутыми участками 20, то воздух не вытекает из вогнутых участков 20 в направляющие желоба 34, и давление на вогнутых участках 20 не снижается, и можно эффективно создавать как эффект ослабления затекания воздушных потоков F в колесные ниши 14, так и эффект выравнивания воздушных потоков F, которые затекли в колесные ниши 14.
Кроме того, поскольку в аэродинамических конструкциях 10 для транспортного средства вогнутые участки 20 и направляющие желоба 34 расположены так, чтобы быть вогнутыми относительно общей поверхности 28 подкрылка 18, то столкновение с передним колесом 15, задним колесом 16 не составляет проблемы. Соответственно, вогнутые участки 20 и направляющие желоба 34 можно проектировать на основании рабочих характеристик, необходимых с точки зрения аэродинамики, без ограничения их размеров и форм, или схемы расположения и т.п. для предотвращения столкновения с передним колесом 15, задним колесом 16.
Кроме того, так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства высота H выступания линии Rf ребра с выпуклой стороны относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны постепенно уменьшается к внутреннему краю по направлению ширины транспортного средства, то данная конструкция менее подвержена повреждению налетающим щебнем или чем-то подобным, что забрасывается передним колесом 15, задним колесом 16. Данный вопрос поясняется ниже путем сравнения со сравнительным примером, показанным на фиг.8.
В аэродинамической конструкции 100 для транспортного средства, относящейся к сравнительному примеру, показанному на фиг.8, подкрылок 101 содержит вогнутые участки 106, которые сформированы стенками 102 направления воздушного потока и стенками 104 столкновения с воздушным потоком. Линия Rfc ребра с выпуклой стороны, которая является угловым участком между стенкой 104 столкновения с воздушным потоком и стенкой 102 направления воздушного потока вышерасположенного вогнутого участка 106 или общего участка 28 стенки, проходит, по существу, вдоль направления ширины транспортного средства (см. также воображаемую линию на фиг.3). Кроме того, с учетом взаимосвязи с огибающей Et шины, подкрылок 101 является конструкцией, внутренний край которого по направлению ширины транспортного средства расположен с задней стороны в продольном направлении кузова транспортного средства относительно внешнего края. Поэтому, например, на внутреннем краю по направлению ширины транспортного средства невозможно обеспечить боковую стенку, которая обращена к боковой стенке 26 и выступает дальше вперед, чем линия Rfc ребра с выпуклой стороны. Поэтому в аэродинамической конструкции 100 для транспортного средства образуется остроконечный участок P, который формируется тремя поверхностями, которые представляют собой стенку 104 столкновения с воздушным потоком, стенку 102 направления воздушного потока вышерасположенного вогнутого участка 106 или общего участка 28 стенки и боковую стенку, которая соединяется с фланцем 30 (и соответствует ступеньке В аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства). Данный остроконечный участок P легко повреждается налетающим щебнем, песком, льдом или чем-то подобным.
Например, в случае, когда подкрылок 18 сформирован вакуумным формованием из полимерного материала, остроконечный участок P легко формуется в виде тонкостенного участка подкрылка 18, и существует опасность того, что, при столкновении с налетающим щебнем или чем-то подобным, образуются отверстия или т.п. Кроме того, например, в случае, когда подкрылок 18 сформирован литьевым прессованием из полимерного материала, остроконечный участок P может быть отформован с толстыми стенками, но существует опасность, что поверхность будет отбеливаться царапинами, создаваемыми налетающим щебнем, и испортится внешний вид. Более того, например, в случае, когда подкрылок 18 формируется с использованием нетканого материала в качестве основного материала или поверхностного материала для получения звукоизоляционных характеристик, то проблемой является ухудшение внешнего вида вследствие разрыхления поверхности, вызываемого налетающим щебнем или чем-то подобным, ударяющим в остроконечный участок P, и ухудшение звукоизоляционных характеристик вследствие образования отверстий. Кроме того, например, в случаях, когда подкрылок 18 конструктивно выполнен из металлического материала или вогнутые участки 20 сформированы в участке металлического листа кузова транспортного средства вместо подкрылка 18, существует опасность, что покрытия (включая покрытие, защищающее от ударов мелких камней и антикоррозионное покрытие) будут отслаиваться под действием налетающего щебня или чего-то подобного, попадающих в остроконечный участок P, и на обнаженных участках металла будет появляться ржавчина (под действием атмосферных факторов).
Напротив, в вышеописанной аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства высота H выступания линии Rf ребра с выпуклой стороны относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны постепенно снижается к внутреннему краю по направлению ширины транспортного средства. Поэтому остроконечный участок P, который легче подвержен различным вышеописанным видам повреждений (разрушений), не формируется, или высота выступания остроконечного участка P невелика, и, следовательно, повреждение под действием налетающего щебня и т.п. сдерживается. Другими словами, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, благодаря конструкции, в которой остроконечный участок P не формируется или высота выступания остроконечного участка P невелика, повышается прочность (стойкость) при столкновении с налетающим щебнем и чем-то подобным или снижается вероятность столкновения с налетающим щебнем и чем-то подобным. Следует отметить, что желательно, чтобы в конструкции, в которой остроконечный участок P или ступенчатый участок В формируются в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, высота выступания остроконечного участка P, ступенчатого участка В относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны была меньше чем или равна 3 мм, с учетом известных данных, что повреждение, которое подкрылок 18 получает от налетающего щебня, оказывается максимальным в случаях, когда диаметр налетающего щебня составляет около 3 мм.
Следует отметить, что упомянутый вариант осуществления представляет собой пример, в котором линия Rf ребра с выпуклой стороны, в общем, наклонена по прямой относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны, и высота H выступания линия Rf ребра с выпуклой стороны относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны постепенно изменяется. Однако настоящее изобретение не ограничено этим вариантом осуществления и может иметь конструкции, связанные с видоизмененными примерами, показанными, например, на фиг.6 и 7.
В аэродинамической конструкции 40 для транспортного средства, относящейся к видоизмененному примеру, показанному на фиг.6, участок линии Rf ребра с выпуклой стороны, находящийся с внешней стороны по направлению ширины транспортного средства, проходит, по существу, вдоль направления ширины транспортного средства, и участок линии Rf ребра с выпуклой стороны, находящийся с внутренней стороны по направлению ширины транспортного средства, расположен наклонно (высота H выступания постепенно изменяется) относительно линии Rr ребра с вогнутой стороны. Таким образом, реализована конструкция, в которой остроконечный участок P не формируется или высота выступания остроконечного участка P является незначительной.
В аэродинамической конструкции 50 для транспортного средства, относящейся к видоизмененному примеру, показанному на фиг.7, участок линии Rf ребра с выпуклой стороны, находящийся с внешней стороны по направлению ширины транспортного средства, проходит, по существу, вдоль направления ширины транспортного средства (имеет такой же наклон, как линия Rfc ребра с выпуклой стороны в аэродинамической конструкции 100 для транспортного средства), и линия Rr ребра с вогнутой стороны наклонена относительно направления ширины транспортного средства (линии Rf ребра с выпуклой стороны). Таким образом, реализована конструкция, в которой высота H выступания постепенно уменьшается. Благодаря описанной конструкции также реализуется конструкция, в которой остроконечный участок P не формируется или высота выступания остроконечного участка P является незначительной.
Кроме того, вышеописанный вариант осуществления представляет пример, в котором обеспечено два вогнутых участка 20, хотя настоящее изобретение не ограничено приведенным вариантом осуществления и может быть конструктивно выполнено, например, так, чтобы содержать один или, по меньшей мере, три вогнутых участка 20 в соответствии с требуемыми аэродинамическими характеристиками и т.п.
Кроме того, вышеописанный вариант осуществления представляет пример, в котором аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства содержит направляющие желоба 34. Однако настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления и может, например, представлять собой конструкцию, которая не содержит направляющие желоба 34.
Более того, вышеописанный вариант осуществления представляет пример, в котором вогнутый участок 20 расположен на заднем нижнем крайнем участке 14A колесной ниши 14, хотя настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления. Например, вогнутый участок 20 может располагаться на любом участке с задней стороны в продольном направлении кузова транспортного средства, относительно оси RC вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16.
1. Аэродинамическая конструкция для транспортного средства, содержащая стенку столкновения с воздушным потоком, проходящую по направлению ширины транспортного средства и обращенную в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства; нижнюю стенку, проходящую вниз в вертикальном направлении кузова транспортного средства от заднего в продольном направлении кузова транспортного средства концевого участка стенки столкновения с воздушным потоком; и верхнюю стенку, проходящую вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства от переднего в продольном направлении кузова транспортного средства концевого участка стенки столкновения с воздушным потоком; при этом стенка столкновения с воздушным потоком, нижняя стенка и верхняя стенка расположены дальше к задней стороне в продольном направлении кузова транспортного средства, чем центр оси вращения колеса в колесной нише; причем высота выступания в продольном направлении кузова транспортного средства и относительно углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и нижней стенкой, на, по меньшей мере, одном участке по направлению ширины транспортного средства углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой, постепенно изменяется вдоль направления ширины транспортного средства.
2. Аэродинамическая конструкция для транспортного средства по п.1, в которой колесная ниша сформирована таким образом, что участок с внутренней стороны по направлению ширины транспортного средства располагается дальше в заднюю сторону в продольном направлении кузова транспортного средства, чем участок с внешней стороны по направлению ширины транспортного средства, и на, по меньшей мере, одном участке по направлению ширины транспортного средства, содержащем внутренний край, по направлению ширины транспортного средства, углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой, высота выступания постепенно изменяется так, чтобы становиться меньше дальше во внутреннюю сторону по направлению ширины транспортного средства.
3. Аэродинамическая конструкция для транспортного средства по п.2, в которой на, по меньшей мере, одном участке по направлению ширины транспортного средства, содержащем внутренний край, по направлению ширины транспортного средства, стенки столкновения с воздушным потоком углового участка, сформированного стенкой столкновения с воздушным потоком и верхней стенкой, высота выступания постепенно изменяется так, чтобы становиться меньше дальше во внутреннюю сторону по направлению ширины транспортного средства путем наклона переднего концевого участка или заднего концевого участка в продольном направлении кузова транспортного средства относительно направления ширины транспортного средства.
