Обтекатель транспортного средства

 

Изобретение позволяет повысить эффективность снижения аэродинамического сопротивления транспортного средства, тент или кузов-фургон которого имеют различную форму крыши, в частности двускатную, различную степень превышения крыши кузова над кабиной, а также различный угол наклона боковых стенок. Обтекатель содержит плавно сопрягающиеся верхнюю, фронтальную и боковые поверхности. Верхняя поверхность образована двумя симметричными поверхностями в виде V-образного опрокинутого крыла, передние кромки которых расположены ниже средней плоскости крыши кабины, а задние кромки совпадают с передними ребрами скатов крыши тента, так что угол между ними, измеренный в плоскости передней стенки тента, равен углу между скатами крыши. Непрерывные фронтальная и боковые поверхности образованы перемещением отрезка переменной длины так, что нижний конец отрезка перемещается по кривой типа эллиптического сечения, симметричной относительно центральной продольной плоскости автомобиля и лежащей в плоскости нижнего основания обтекателя, при этом верхний конец отрезка перемещается по центральной вертикальной оси, образованной пересечением центральной продольной плоскости автомобиля и передней стенки тента. В случае вертикальных боковых стенок тента при формировании задних ребер боковых поверхностей формообразующий отрезок находится в положении, совпадающем с плоскостью передней стенки тента, а его верхний конец смещается в бесконечность вверх. В случае плоской крыши тента угол между кромками V-образного крыла равен 180^o, так что верхняя поверхность не имеет продольного перегиба, а его задняя кромка сопряжена с передним ребром тента, образованным пересечением плоскостей его крыши и передней стенки. В случае относительно малого превышения крыши тента над крышей кабины, единая фронтально-боковая поверхность, образованная движением отрезка, разделена на две боковые поверхности передней частью поверхности V-образного крыла, пересекающейся непосредственно с плоскостью основания обтекателя. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Техническое решение относится к транспортным средствам, преимущественно грузовым автомобилям с бортовой платформой и тентом или кузовом - фургоном, и касается обтекателей, устанавливаемых на крыше кабины.

Известны обтекатели для транспортных средств (см., например, [1]), содержащие фронтальную, а также выпуклые верхнюю и боковые поверхности.

Указанные обтекатели имеют недостаточную универсальность в отношении сочетаний различных конфигураций боковых стенок и крыши тента или кузова-фургона, что не обеспечивает эффективного снижения коэффициента аэродинамического сопротивления транспортного средства.

Из известных обтекателей наиболее близким к изобретению по технической сущности является обтекатель [2], содержащий плавно сопрягающиеся между собой верхнюю, боковые и фронтальную поверхности, причем верхняя поверхность имеет плавный наклон от горизонтальной задней части по направлению к передней, боковые поверхности практически вертикальные, а фронтальная поверхность имеет выпуклую дугообразную форму.

Этот обтекатель не обеспечивает полного эффекта аэродинамической обтекаемости ввиду появления дополнительных отрывов потока в случае двускатной крыши, а также наклонных стенок фургона или тента, в частности, не учтены характеристики обтекателя как крыла.

Решаемой задачей является создание обтекателя, обеспечивающего безотрывное обтекание и более эффективное снижение аэродинамического сопротивления транспортного средства, тент или кузов-фургон которого имеют различную форму крыши, в частности двускатную, различную степень превышения крыши кузова над кабиной, а также различный угол наклона боковых стенок.

Для решения указанной задачи у обтекателя транспортного средства, устанавливаемого на крыше кабины и содержащего плавно сопрягающиеся верхнюю, фронтальную и боковые поверхности, согласно техническому решению, верхняя поверхность образована двумя симметричными поверхностями в виде V-образного опрокинутого крыла, передние кромки которых расположены ниже средней плоскости крыши кабины, задние кромки совпадают с передними ребрами скатов крыши тента, так что угол между ними, измеренный в плоскости передней стенки тента, равен углу между скатами крыши, а непрерывные фронтальная и боковые поверхности образованы перемещением отрезка переменной длины так, что нижний конец отрезка перемещается по кривой типа эллиптического сечения, симметричной относительно центральной продольной плоскости автомобиля и лежащей в плоскости нижнего основания обтекателя, при этом верхний конец отрезка перемещается по центральной вертикальной оси, образованной пересечением центральной продольной плоскости автомобиля и передней стенки фургона или тента, причем первое крайнее значение длины отрезка определяется при его совмещении с центральной продольной плоскостью автомобиля расположением на продолжении поверхности ветрового стекла кабины, а второе крайнее значение длины отрезка определяется при формировании заднего ребра боковой поверхности его совмещением с передним ребром тента или фургона, образованным пересечением плоскостей его передней и боковой стенок.

Обтекатель может быть выполнен таким образом, что в случае вертикальных боковых стенок тента при формировании задних ребер боковых поверхностей отрезок находится в положении, совпадающем с плоскостью передней стенки фургона, а его верхний конец смещается в бесконечность вверх.

Обтекатель может быть выполнен таким образом, что в случае плоской крыши фургона или тента угол между кромками V-образного крыла равен 180^o, так что верхняя поверхность не имеет продольного перегиба, а его задняя кромка сопряжена с передним ребром фургона или тента, образованным пересечением плоскостей его крыши и передней стенки.

Обтекатель может быть выполнен таким образом, что в случае относительно малого превышения крыши фургона или тента над крышей кабины единая фронтально-боковая поверхность, образованная движением отрезка, разделена на две боковые поверхности передней частью поверхности V-образного крыла, пересекающейся непосредственно с плоскостью основания обтекателя.

На фиг. 1 показан обтекатель в аксонометрии, формообразование верхней поверхности; на фиг. 2 показан обтекатель в аксонометрии, формообразование боковых поверхностей; на фиг. 3 - то же, случай с вертикальными боковыми стенками фургона или тента; на фиг. 4 - то же, случай с плоской крышей фургона или тента; на фиг. 5 - то же, случай малого превышения крыши тента или фургона над крышей кабины; на фиг. 6 показан общий вид транспортного средства с обтекателем (в соответствии с фиг.5) на примере 1,5 т грузового автомобиля ГА3-3302, аксонометрия; на фиг. 7 показан обтекатель, установленный на автомобиле, вид сбоку (сечение).

На фигурах ось X - линия пересечения центральной продольной плоскости автомобиля и плоскости, лежащей в основании обтекателя; ось Y - линия пересечения плоскости передней стенки фургона и плоскости, лежащей в основании обтекателя; ось Z - линия пересечения центральной продольной плоскости автомобиля и плоскости передней стенки фургона; H - плоскость, лежащая в основании обтекателя; A_iB_i - формообразующий отрезок переменной длины; B₁B₂B₃ - кривая типа эллиптического сечения; C₁C₂C₃ - линия пересечения поверхности V-образного крыла с плоскостью H; ϕ - угол между задними кромками крыла, измеренный в плоскости передней стенки тента.

Обтекатель 1, установленный на крыше 2 кабины транспортного средства с кузовом-фургоном или тентом 3 (фиг. 6), содержит боковые 4, 5, фронтальную 6 и верхнюю 7 поверхности (фиг. 2). Верхняя поверхность 7 (фиг.1) обтекателя 1 образована двумя симметричными поверхностями 8 и 9 в виде V-образного опрокинутого крыла с перегибом 10, передними кромками 11, 12 и задними кромками 13, 14, совпадающими с передними ребрами 15, 16 скатов крыши 17 тента 3. Задние ребра 18,19 боковых поверхностей 4, 5 совмещены с передними ребрами тента 3. Ось симметрии фронтальной поверхности 6 расположена на продолжении ветрового стекла 20 кабины. В случае небольшого превышения крыши тента или фургона над крышей кабины (фиг. 5) единая поверхность, образованная фронтальной 6 и боковыми 4, 5 поверхностями, разделена на две поверхности 21, 22 передней частью 23 V-образного крыла.

Построение поверхностей обтекателя осуществляется следующим образом. Для построения верхней поверхности 7 использовано V-образное опрокинутое крыло (см. фиг. 1), имеющее линию пересечения C₁C₂C₃ со средней плоскостью крыши кабины. Крыло содержит две симметричные поверхности, передние кромки которых расположены ниже средней плоскости крыши кабины, а задние кромки совпадают с передними ребрами скатов крыши тента, так что угол ϕ между ними, измеренный в плоскости передней стенки тента, равен углу между скатами крыши. В случае плоской крыши фургона или тента угол ϕ между кромками V-образного крыла равен 180^o (см. фиг.4). При этом верхняя поверхность не имеет продольного перегиба, а задняя кромка крыла сопряжена с передним ребром фургона или тента, образованным пересечением плоскостей его крыши и передней стенки.

Непрерывные фронтальная 6 и боковые поверхности 4, 5 образованы перемещением формообразующего отрезка A_iB_i переменной длины (см. фиг.2). Его верхний конец A перемещается по центральной вертикальной оси Z, а нижний конец B перемещается по кривой B₁B₂B₃ типа эллиптического сечения, симметричной относительно оси X и лежащей в плоскости основания обтекателя H. При этом длина отрезка A_iB_i определяется следующим образом. При его совмещении с центральной продольной плоскостью автомобиля она определяется его расположением на продолжении поверхности ветрового стекла 20 кабины, имея при этом первое крайнее значение. Затем, плавно изменяясь при перемещении отрезка к задней части обтекателя, она достигает второго крайнего значения при формировании задних ребер 18, 19 боковых поверхностей 4, 5 путем совмещения отрезка с передними ребрами фургона или тента 3, образованными пересечением плоскостей его передней и боковой стенок. В случае вертикальных боковых стенок фургона или тента (см. фиг.3) формообразующий отрезок A_iB_i при формировании задних ребер 18, 19 боковых поверхностей 4, 5 находится в положении, совпадающем с плоскостью передней стенки фургона, а его верхний конец смещен в бесконечность вверх. В случае относительно малого превышения крыши 17 фургона или тента 3 над крышей 2 кабины (см. фиг.5) единая фронтально-боковая поверхность разделена на две поверхности 21, 22 передней частью 23 поверхности V-образного крыла, пересекающейся непосредственно с плоскостью основания обтекателя H. Вариант установки обтекателя такой конфигурации на автомобиле ГА3-3302 показан на фиг. 6, а также на фиг. 7, которая поясняет относительное расположение V-образного крыла и крыши кабины.

При движении транспортного средства обтекатель 1 отклоняет воздушный поток, перемещающийся над кабиной, который, попадая на боковые 4, 5, фронтальную 6 и верхнюю 7 поверхности, затем без срывов направляется на боковые стенки и крышу кузова, уменьшая тем самым аэродинамическое сопротивление движению транспортного средства с одновременным уменьшением расхода топлива.

Формула изобретения

1. Обтекатель транспортного средства, преимущественно грузового автомобиля с бортовой платформой и тентом или кузовом-фургоном, устанавливаемый на крыше кабины и содержащий плавно сопрягающиеся фронтальную, верхнюю и боковые поверхности, отличающийся тем, что верхняя поверхность образована двумя симметричными поверхностями в виде V-образного опрокинутого крыла, передние кромки которого расположены ниже средней плоскости крыши кабины, задние кромки совпадают с передними ребрами скатов крыши тента так, что угол между ними равен углу между скатами крыши, а непрерывные фронтальная и боковые поверхности обтекателя образованы перемещением отрезка переменной длины с нижним концом, обкатывающим фронтальную и боковые поверхности по кривой типа эллиптического сечения, симметричной относительно центральной продольной плоскости автомобиля и лежащей в плоскости основания обтекателя, и верхним концом, расположенным на вертикальной оси, образованной пересечением центральной продольной плоскости автомобиля и передней стенки фургона или тента, причем первое крайнее значение длины отрезка определено при его совмещении с центральной продольной плоскостью автомобиля расположением на продолжении поверхности ветрового стекла кабины, а второе крайнее значение длины определено при формировании заднего ребра боковой поверхности его совмещением с передним ребром тента или фургона, образованным пересечением плоскостей его передней и боковой стенок.

2. Обтекатель по п.1, отличающийся тем, что в случае тента или фургона с вертикальными боковыми стенками при формировании задних ребер боковых поверхностей отрезок находится в положении, совпадающем с плоскостью передней стенки фургона, а его верхний конец смещен в бесконечность вверх.

3. Обтекатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в случае плоской крыши тента или фургона угол между кромками V-образного крыла равен 180^o, а его задняя кромка сопряжена с передним ребром тента или фургона, образованными пересечением плоскостей его крыши и передней стенки.

4. Обтекатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в случае относительно малого превышения крыши тента или фургона над крышей кабины единая фронтально-боковая поверхность разделена на две боковые передней частью поверхности V-образного крыла, пересекающейся непосредственно с плоскостью основания обтекателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7