Колесная арка автотранспортного средства, оснащенная аэродинамическим элементом
Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Колесная арка автотранспортного средства содержит изогнутую удлиненную ленту, частично окружающую колесо. Лента имеет вогнутую сторону, расположенную напротив периферического протектора колеса. Часть вогнутой стороны ленты содержит аэродинамический элемент, неподвижно соединенный с лентой и содержащий сторону, снабженную рельефными элементами. Рельефные элементы образованы множеством выемок и выступов. Часть выемок образуют каналы для удаления текучей среды. Аэродинамический элемент для колесной арки автотранспортного средства содержит сторону, имеющую рельефные элементы, образованные множеством выемок, образующих каналы, параллельные заранее определенному направлению. Автотранспортное средство содержит упомянутую колесную арку. Достигается улучшение аэродинамических характеристик автотранспортного средства. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к колесной арке автотранспортного средства, оснащенной аэродинамическим элементом.
Учитывая все более строгие требования в области экологии, автомобильные конструкторы ставят перед собой задачу оптимизации аэродинамики конструкции транспортного средства. В некоторых зонах передних колесных арок могут происходить сильные возмущения потоков, которые одновременно поступают от моторного отсека и от днища передней части кузова. Так, можно наблюдать потоки, поперечные относительно направления перемещения транспортного средства. Эти поперечные потоки стремятся создать зоны отрыва/рециркуляции воздушных потоков, что приводит к расширению аэродинамического следа транспортного средства и к ухудшению аэродинамических характеристик этого транспортного средства.
Изобретение призвано устранить эти недостатки и предложить колесную арку автотранспортного средства, содержащую изогнутую удлиненную ленту, выполненную с возможностью частично окружать колесо автотранспортного средства, при этом указанная лента имеет вогнутую сторону, выполненную с возможностью располагаться по существу напротив периферического протектора колеса. Согласно изобретению, часть вогнутой стороны содержит аэродинамический элемент, неподвижно соединенный с лентой и содержащий сторону, имеющую рельефные элементы, образованные множеством выемок и выступов, при этом по меньшей мере часть указанного множества выемок образует каналы для удаления текучей среды, по существу параллельные относительно продольного направления указанной ленты.
Во время движения транспортного средства поперечные потоки попадают на выступы, что приводит к уменьшению их расхода, и затем эти потоки проходят вдоль каналов, образованных выемками. Такая конструкция позволяет снизить поперечную скорость потока и удалять часть потока через каналы в сторону днища транспортного средства. Это способствует общему уменьшению следа и улучшению общих характеристик транспортного средства.
Заявленная колесная арка может также иметь один или несколько из следующих отличительных признаков:
- Аэродинамический элемент имеет множество выступов, по существу расположенных в линию в направлениях, параллельных относительно указанного продольного направления ленты. Это позволяет перенаправлять по меньшей мере часть текучей среды в сторону каналов.
- Аэродинамический элемент является смежным с концевым краем ленты, что способствует удалению текучей среды, направляемой каналами в сторону днища транспортного средства, когда этот концевой край находится вблизи днища транспортного средства.
- Лента имеет проем между аэродинамическим элементом и концевым краем ленты. Это тоже способствует удалению текучей среды, направляемой каналами в сторону днища транспортного средства, когда концевой край находится вблизи днища.
- Выступы аэродинамического элемента могут быть точечными и прерывистыми, например, равномерно распределенными на всей поверхности аэродинамического элемента, или могут быть сплошными в направлениях, по существу параллельных продольному направлению ленты колесной арки. Преимуществом выступов этого типа является простота изготовления. Речь может идти о пирамидах, например, имеющих квадратное основание, или о стенках, проходящих перпендикулярно или по существу перпендикулярно к вогнутой стороне ленты колесной арки.
- Аэродинамический элемент закреплен на указанной ленте при помощи защелок, клея, сварки, заклепок или винтов. Это позволяет изготавливать аэродинамический элемент отдельно от колесной арки и оснащать транспортные средств после их изготовления или заменять поврежденные аэродинамические элементы.
Объектом изобретения является также аэродинамический элемент для заявленной колесной арки автотранспортного средства, при этом аэродинамический элемент содержит сторону, имеющую рельефные элементы, образованные множеством выемок и выступов, при этом по меньшей мере часть указанного множества выемок образует каналы, параллельные заранее определенному направлению.
Кроме того, аэродинамический элемент может иметь один или несколько из вышеупомянутых отличительных признаков.
Наконец, объектом изобретения является автотранспортное средство, содержащее по меньшей мере одну заявленную колесную арку, в котором аэродинамический элемент расположен на задней части колесной арки.
Предпочтительно колесные арки передних колес транспортного средства могут быть оснащены аэродинамическим элементом, и факультативно колесные арки задних колес тоже оснащены аэродинамическим элементом.
Ниже представлено описание изобретения со ссылками на прилагаемые неограничивающие чертежи, на которых:
на фиг. 1 частично показана передняя часть автотранспортного средства, в частности, колесо и окружающая его колесная арка;
на фиг. 2 показана колесная арка, изображенная на фиг. 1, оснащенная аэродинамическим элементом согласно варианту осуществления, увеличенный вид;
на фиг. 3 показан аэродинамический элемент, изображенный на фиг. 2, увеличенный вид;
на фиг. 4 показана часть колесной арки, оснащенной аэродинамическим элементом согласно другому варианту выполнения;
на фиг. 5а и 5b показано транспортное средство, при этом транспортное средство, изображенное на фиг. 5а, содержит передние колесные арки, такие как колесная арка, показанная на фиг. 1 и 2, а транспортное средство, изображенное на фиг. 5а, не имеет аэродинамического элемента, виды сверху.
В настоящем описании термины «передний», «задний», «верхний», «нижний» относятся к переднему и заднему направлениям транспортного средства, когда колесная арка установлена на транспортном средстве. Оси Х, Y, Z соответствуют продольной оси (спереди назад), поперечной оси и вертикальной оси транспортного средства.
Под выражением «по существу горизонтальный, продольный или вертикальный» следует понимать направление/плоскость, образующие угол не более ±20° и даже не более 10° или не более 5° с горизонтальным, продольным или вертикальным направлением/плоскостью.
Под выражениями «по существу параллельный, перпендикулярный или под прямым углом» следует понимать направление/угол, смещенные не более чем на ±20° и даже не более чем на 10° или не более чем на 5° относительно параллельного, перпендикулярного направления или прямого угла.
На фиг. 1 частично показана левая передняя часть автотранспортного средства 1. Здесь показано колесо 2, протектор 3 которого, находящийся на периферии колеса, входит в контакт с дорогой во время движения транспортного средства. Это колесо 2 частично окружено колесной аркой 4.
Колесная арка 4 содержит удлиненную и изогнутую ленту 5, частично окружающую колесо. Эта лента 5 обычно закреплена на кузове транспортного средства. На фиг. 1, 2 видно, что эта лента 5 расположена по существу напротив части протектора 3 колеса, которая не входит в контакт с дорогой, по существу параллельно этой части. В частности, лента 5 колесной арки 4 имеет вогнутую сторону 6, расположенную напротив протектора 3.
Согласно изобретению, часть этой вогнутой стороны 6 содержит аэродинамический элемент 10, неподвижно соединенный с лентой 5 колесной арки 4. Следует отметить, что этот аэродинамический элемент 10 расположен на задней части колесной арки 4, то есть на части колесной арки 4, находящейся на выходе колеса относительно направления движения транспортного средства. Таким образом, аэродинамический элемент 10 расположен на части колесной арки 4, которая находится сзади колеса 2 и которую обдувает воздушный поток, поступающий от моторного отсека и от передней части днища транспортного средства, во время движения транспортного средства.
Как показано на фиг. 2 и 3, аэродинамический элемент 10 в этом варианте осуществления имеет сторону 11, обращенную к колесу 2 и содержащую рельефные элементы 12, образованные множеством выемок 13 и выступов 14.
В этом примере выступы 14 являются прерывистыми. Следует отметить, что они равномерно распределены на поверхности аэродинамического элемента 10. В данном случае они имеют форму пирамид с квадратным основанием. Эти пирамиды расположены в линию в направлении, по существу параллельном относительно продольного направления ленты 5. Иначе говоря, они расположены в линию в направлении, по существу параллельном направлению Z, когда аэродинамический элемент 10 установлен на транспортном средстве. В данном случае выступы соединены только своим основанием, но можно также предусмотреть выступы, полностью отстоящие друг от друга. Кроме того, часть выемок 13, находящихся между выступами 14, расположены в линию по существу параллельно продольному направлению ленты 5 в продолжении друг друга, образуя таким образом, каналы 15 удаления текучей среды, поступающей от двигателя или от передней части днища во время движения транспортного средства. Для большей ясности каналы 15 показаны на фиг. 2 и 3 стрелками, при этом на фиг. 2 показан только один канал 15.
Как более наглядно показано на фиг. 2, аэродинамический элемент 10 находится вблизи концевого края 7 ленты 5. В частности, аэродинамический элемент 10 является смежным с проемом 8, выполненным в ленте 5, причем этот проем 8 является смежным с концевым краем 7, расположенным напротив земли.
Во время движения транспортного средства поперечные потоки, поступающие от моторного отсека транспортного средства и от днища, попадают на рельефные элементы 12 аэродинамического элемента 10, что позволяет уменьшить их расход и направить их вдоль каналов 15 в сторону нижней части транспортного средства через проем 8.
Предпочтительно аэродинамический элемент 10 может быть выполнен по всей ширине ленты 5. Например, для конкретного транспортного средства аэродинамический элемент размером 80 мм на 80 мм, установленный над проемом 8 высотой (в направлении Z) порядка 20 мм и имеющий выступы 14 высотой порядка 20 мм, может быть достаточным, чтобы уменьшить расход поперечных потоков. Однако изобретение не ограничивается конкретными размерами и формами аэродинамического элемента 10 и рельефных элементов, главное, чтобы они позволяли уменьшить расход поперечных потоков и направить их в сторону днища транспортного средства.
В частности, независимо от формы рельефных элементов, они могут быть выполнены таким образом, чтобы выступы имели достаточную высоту для создания разрежения между вершиной каждого выступа и дном каждой выемки, причем это разрежение должно быть достаточным для уменьшения расхода потока текучей среды, обдувающего эти рельефные элементы, в частности, потока, перемещающегося по существу параллельно стороне 11 аэродинамического элемента 10. Так, расстояние порядка 20 мм между дном выемки и вершиной выступа может быть достаточным. Специалист в данной области может предусмотреть аэродинамический элемент, чтобы создать на уровне каждого рельефного элемента достаточное разрежение для уменьшения расхода поперечных потоков.
На фиг. 5а и 5b показано влияние заявленного аэродинамического элемента на след транспортного средства. На этих фигурах потоки текучей среды показаны линиями Е. Отмечается, что заявленный аэродинамический элемент позволяет устранить завихрения сзади транспортного средства.
Изобретение не ограничивается конкретной формой рельефных элементов. Так, в варианте или в комбинации выступы могут иметь форму стенок. На фиг. 4 показан аэродинамический элемент 20, сторона 21 которого, обращенная к колесу 2, имеет рельефные элементы 22, образованные выемками 23 и выступами 24, причем последние выполнены в виде стенок, расположенных по существу вертикально и параллельно продольному направлению ленты 5 колесной арки 4. В данном случае аэродинамический элемент 20 образован плоской пластиной, сторона 21 которой оснащена сплошными стенками 24, по существу перпендикулярными к пластине. Выемки 23 образованы свободным пространством, разделяющим две смежные стенки 24, и образуют каналы 25, имеющие по существу U-образное сечение и проходящие параллельно друг другу между стенками 24.
В этом варианте осуществления аэродинамический элемент 20 находится в непосредственной близости от концевого края 7 ленты 5. В этом случае лента 5 тоже имеет проем 8, в котором по меньшей мере частично расположен аэродинамический элемент 20, таким образом, что дно 24 каналов 25 выполнено с отступом относительно вогнутой стороны 6 ленты 5, что позволяет перенаправлять потоки вдоль каналов 25 и удалять их через проем 8 в сторону днища транспортного средства.
В представленных примерах аэродинамический элемент 10, 20 выполнен в виде отдельной детали и закреплен на ленте 5 колесной арки 4 при помощи любого соответствующего средства. Это крепление можно осуществить при помощи защелок, клея, заклепок, винтов или же посредством сварки в случае металлического аэродинамического элемента 10, 20 и металлической ленты 5. Однако изобретение не ограничивается конкретным вариантом крепления аэродинамического элемента или конкретным материалом этого элемента, главное - это обеспечить возможность выполнения описанных выше рельефных элементов. В частности, аэродинамический элемент можно выполнить за одно целое с лентой колесной арки.
Таким образом, настоящее изобретение можно реализовать с очень низкими затратами. Кроме того, добавление аэродинамического элемента лишь в незначительной степени влияет на габаритные размеры колесной арки, поэтому решение не создает дополнительного требования с точки зрения объема для огибающей при смещении колеса.
1. Колесная арка (4) автотранспортного средства, содержащая изогнутую удлиненную ленту (5), выполненную с возможностью частично окружать колесо (2) автотранспортного средства, при этом указанная лента (5) имеет вогнутую сторону (6), расположенную по существу напротив периферического протектора (3) колеса, отличающаяся тем, что часть указанной вогнутой стороны содержит аэродинамический элемент (10, 20), неподвижно соединенный с лентой (5) и содержащий сторону (11, 21), снабженную рельефными элементами (12, 22), образованными множеством выемок (13, 23) и выступов (14, 24), при этом по меньшей мере часть указанного множества выемок образует каналы (15, 25) для удаления текучей среды, по существу параллельные относительно продольного направления указанной ленты, при этом лента (5) имеет проем (8) между аэродинамическим элементом (10, 20) и концевым краем (7) ленты (5).
2. Колесная арка (4) по п. 1, отличающаяся тем, что аэродинамический элемент (10, 20) имеет множество выступов (14, 24), по существу расположенных в линию в направлениях, параллельных относительно указанного продольного направления ленты.
3. Колесная арка (4) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что аэродинамический элемент (10, 20) является смежным с концевым краем (7) ленты (5).
4. Колесная арка (4) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что выступы (14) аэродинамического элемента являются точечными и прерывистыми.
5. Колесная арка (4) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что выступы (24) аэродинамического элемента являются сплошными в направлениях, по существу параллельных указанному продольному направлению ленты.
6. Колесная арка (4) по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что аэродинамический элемент (10, 20) закреплен на указанной ленте при помощи защелок, клея, сварки, заклепок или винтов.
7. Аэродинамический элемент (10, 20) для колесной арки автотранспортного средства по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что содержит сторону (11, 21), имеющую рельефные элементы (12, 22), образованные множеством выемок (13, 23) и выступов (14, 24), при этом по меньшей мере часть указанного множества выемок (13, 23) образует каналы (15, 25), параллельные заранее определенному направлению.
8. Автотранспортное средство (1), содержащее по меньшей мере одну колесную арку (4) по одному из пп. 1-6, в котором аэродинамический элемент (10, 20) расположен на задней части колесной арки.
9. Автотранспортное средство по п. 8, в котором колесные арки передних колес оснащены аэродинамическим элементом, и факультативно колесные арки задних колес тоже оснащены аэродинамическим элементом.
