Система регулируемых аэродинамических стабилизаторов для автомобиля

 

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть применено в скоростных автомобилях и автомобилях, используемых для участия в автомобильных соревнованиях. Система регулирования аэродинамических стабилизаторов во время движения автомобиля водителем осуществляет изменение угла наклона стабилизаторов к горизонтальной плоскости автомобиля путем подъема или опускания задней части стабилизаторов, закрепленных на кузове автомобиля шарнирно своими передними углами при помощи рычагов, действующих от электродвигателей или гидроусилителей с электромагнитными клапанами, питающихся от источников тока автомобиля и работающих по команде с кнопочных пультов управления, установленных на рулевом колесе. Технический результат заключается в повышении средней скорости движения автомобиля, улучшении его устойчивости, улучшении эффективности ускорения, торможения и повышении скорости при поворотах. 1 ил.

Регулируемые аэродинамические стабилизаторы для автомобиля относятся к области транспортных средств и могут быть применены в скоростных автомобилях любого типа, в частности, для автомобилей, применяемых для участия в автомобильных соревнованиях.

Известно устройство стабилизации автомобиля при его движении, описанное в патенте США N 5544931, 6 B 62 D 35/00, опубликованное в ОБ "Изобретения стран мира" N 7 от 1997 г. "Аэродинамический стабилизатор для легковых автомобилей", где стабилизатор, устанавливаемый на крыше автомобиля, имеющего задний капот, содержит раму, разделенную перегородками на правое и левое окна. Стабилизатор оснащен двумя отражателями воздушного потока, которые имеют форму прямоугольных створок. Передние продольные кромки отражателей закреплены на крыше автомобиля с помощью петель, в результате чего их можно поворачивать в опущенное положение, в котором они закрывают окна рамы, или в поднятое, рабочее положение, в котором они выступают над крышей автомобиля. На осях петель отражателей установлены пружины, которые постоянно поворачивают створки вниз. Стабилизатор оснащен упором, который ограничивает поворот задних кромок отражателей вверх. Когда автомобиль перемещается с большой скоростью, на крыше образуется зона пониженного давления. За счет разности давлений на крыше и в салоне автомобиля створки отражателей поворачиваются вверх, в результате чего воздушный поток, воздействующий на створки и крышу, прижимает автомобиль к поверхности дороги, повышая его устойчивость. Стабилизатор, кроме того, содержит отражательную панель, которая шарнирно связана с левой стороной левого окна рамы. При повороте створок отражателей вверх панель поворачивается в рабочее положение, создавая дополнительное усилие, прижимающее автомобиль к поверхности дороги.

Однако указанное устройство учитывает только силу встречного аэродинамического потока и разницу давления на крыше и в салоне автомобиля. При этом не учитываются такие дополнительные факторы, как вес автомобиля, состоянние дороги (скользкая или сухая), покрытие дороги (асфальт, бетон, гравий), тип, размер, рисунок покрышек и другие явления, влияющие на сцепление между покрышками колес автомобиля и дорогой. Неучитывание дополнительных факторов значительно снижает эффективность применения этого изобретения.

Известен аэродинамический элемент, описанный в патенте Германии N 4427196, 6 B 62 D 35/00, опубликованный в ОБ "Изобретения стран мира" N 12 от 1997 г. "Аэродинамический элемент в задней части автомобиля", где аэродинамический элемент предназначен, в частности, для легкового автомобиля и с помощью исполнительного устройства может перемещаться из вдвинутого нерабочего положения в выдвинутое рабочее положение и обратно. Следовало создать высокоэффективный аэродинамический элемент, который в нерабочем положении не требовал бы много места, в частности - в продольном и высотном направлении автомобиля. Для этого аэродинамический элемент может вдвигаться и выдвигаться в вертикальном направлении Д-Д автомобиля. Кроме того, в рабочем положении аэродинамический элемент по всей своей поперечной протяженности соединяется без воздушного просвета с находящейся под ним деталью кузова и возвышается над кузовом.

Однако указанный элемент не регулирует изменение угла аэродинамического стабилизатора по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля и не может регулировать прижимную силу автомобиля к поверхности дороги, что, в свою очередь, влияет на устойчивость автомобиля. При выдвижении элемента на различную высоту невозможно учесть такие дополнительные факторы, влияющие на устойчивость автомобиля, как состояние дороги, вес автомобиля, состояние покрышек, направление ветра и другие дополнительные факторы.

Оба приведенных выше изобретения исключают регулировку угла стабилизирующего устройства по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля самим водителем в процессе управления автомобилем. Только водитель, учитывая весь комплекс факторов, влияющий в данный момент на устойчивость автомобиля, при сохранении максимально возможной скорости движения автомобиля, может подобрать такой угол положения стабилизирующих устройств по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля, который создает наилучшую устойчивость и оптимальный прижим колес к дороге при минимальном сопротивлении встречному аэродинамическому потоку.

Задача, стоящая перед изобретателем - предложить конструкцию регулировки самим водителем во время движения автомобиля углов аэродинамических стабилизаторов по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля в зависимости от изменяющихся условий на различных участках дороги. Это, по мнению автора изобретения, позволит: 1. Ускорять автомобиль без потери устойчивости с минимальным аэродинамическим сопротивлением встречному потоку воздуха.

2. Эффективно тормозить, используя аэродинамические стабилизаторы путем увеличения их угла по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля для торможения о встречный аэродинамический поток.

3. Помогать автомобилю быстрее проходить повороты за счет разницы углов наклона передних аэродинамических стабилизаторов, так как подъем задней части одного из передних аэродинамических стабилизаторов при опущенной задней части противоположного переднего аэродинамического стабилизатора создает дополнительную прижимную силу на переднем колесе внутреннего к повороту, и поворот автомобиля в эту сторону можно преодолевать с более высокой скоростью.

Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости автомобиля при разгоне, торможении, прохождении поворотов, что позволяет при этом повышать среднюю скорость.

Технический результат достигается тем, что водитель автомобиля, имеющего три стабилизирующих аэродинамических стабилизатора - одного заднего и двух передних - может во время движения управлять углом наклона каждого стабилизирующего устройства по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля.

Стабилизаторы представляют из себя плоскостную или изогнутую поверхность. Передняя сторона каждого стабилизатора расположена ниже задней стороны. Аэродинамический поток встречного воздуха, наталкиваясь при движении автомобиля на стабилизаторы, за счет разной высоты сторон передней и задней части стабилизаторов "прижимает" автомобиль к дороге. При этом, если стабилизатор установлен в задней части автомобиля, к дороге больше прижимаются задние колеса, а если в передней - передние.

Задний стабилизатор выполнен целостно и установлен строго посредине относительно условной срединной продольной вертикальной плоскости автомобиля. При этом, левая и правая части заднего стабилизатора, относительно упомянутой условной плоскости, должны быть абсолютно одинаковы по форме, площади, изгибу, углам сторон и т.п., так как малейшая диспропорция в нарушении симметричности аэродинамики заднего стабилизатора при движении будет "уводить" автомобиль в сторону.

Левый и правый передние стабилизаторы тоже должны быть строго симметричны по форме, площади, углам изгиба и т.п. и установлены по принципу зеркального отображения, т. е. наружная часть одного стабилизатора должна соответствовать наружней части другого, а внутренняя - внутренней и установлены на одинаковом расстоянии от условной срединной продольной вертикальной плоскости автомобиля.

Все три стабилизатора крепятся к кузову автомобиля. Один задний крепится в задней верхней части кузова автомобиля, два передних - в передней части кузова автомобиля, впереди передних колес. Задний стабилизатор крепится к кузову автомобиля шарнирно своими передними концами. Передние стабилизаторы крепятся к кузову автомобиля шарнирно своими передними наружными и внутренними концами.

Задняя сторона стабилизаторов (и, соответственно, задние углы стабилизаторов) подвижна и двигается описанным ниже устройством. Все стабилизаторы могут изменять угол наклона по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля от 0^o до 90^o за счет управления углом наклона стабилизаторов водителем в процессе движения автомобиля вокруг оси, проходящей через передние шарнирные углы стабилизаторов.

Изменение угла наклона плоскости стабилизаторов по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля осуществляется системой управления стабилизаторами, состоящей из кнопочных пультов управления, установленных на рулевом колесе, электропроводки, электродвигателей, работающих от источников тока автомобиля, и рычагами, которые передают усилие от электродвигателей к задней стороне стабилизаторов.

Примечание: Вместо электродвигателей можно применять гидроусилители с рычагами и электромагнитными клапанами.

Регулировка углов наклона аэродинамических стабилизаторов водителем во время движения автомобиля отображен на чертеже, где: 1. Задний аэродинамический регулируемый стабилизатор.

2. Элементы кузова автомобиля.

3. Шарнирные соединения стабилизаторов с кузовом.

4. Левый передний аэродинамический регулируемый стабилизатор.

5. Правый передний аэродинамический регулируемый стабилизатор.

6. Рулевое колесо.

7. Кнопочный пульт управления задним стабилизатором.

8. Кнопочный пульт управления левым передним стабилизатором.

9. Кнопочный пульт управления правым передним стабилизатором.

10. Электродвигатель (или гидроусилитель с электромагнитным клапаном) с рычагом заднего стабилизатора.

11. Электродвигатель (или гидроусилитель с электромагнитным клапаном) с рычагом переднего левого стабилизатора.

12. Электродвигатель (или гидроусилитель с электромагнитным клапаном) с рычагом переднего правого стабилизатора.

13. Направление движения задней стороны стабилизатора.

14. Продольная ось автомобиля.

Задний регулируемый аэродинамический стабилизатор 1 крепится шарнирно к кузову 2 своими передними углами 3. Левый передний аэродинамический стабилизатор 4 и правый передний 5 крепятся к кузову 2 также шарнирно своими передними внутренними и наружными углами 3. Расположенные на рулевом колесе 6 кнопочные пульты управления стабилизаторов заднего 7, переднего левого 8 и переднего правого 9 при необходимости включают в работу электродвигатели (или установленные вместо них гидроусилители через электромагнитные клапаны) 10, 11 или 12 соответствующего стабилизатора. Каждый кнопочный пульт управления имеет три положения: 1. Переднее включенное (поднимание задней стороны стабилизатора).

2. Заднее включенное (опускание задней стороны стабилизатора).

3. Среднее (фиксация стабилизатора в необходимом водителю положении).

Электродвигатели своими рычагами (или гидроусилители посредством перепуска гидрожидкости через соответствующие электромагнитные клапаны) по сигналу с кнопочного пульта управления поднимают, опускают или фиксируют в определенном положении заднюю сторону стабилизаторов, чем создают нужный водителю угол наклона стабилизаторов для достижения наилучшего аэродинамического эффекта при преодолении автомобилем данного участка дороги с наибольшей скоростью.

Изменение водителем углов регулируемых аэродинамических стабилизаторов по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля на различных участках дороги в зависимости от характера движения автомобиля (набор скорости, торможение, движение на максимальной скорости, преодоление поворота) с учетом дополнительных факторов (состояние покрытия дороги, вес автомобиля, распределения веса по осям, тип и рисунок протектора, покрышек т.п.) повышает среднюю скорость движения автомобиля по сравнению с автомобилем, оборудованным аэродинамическими стабилизаторами, не имеющими возможности регулировать свой угол наклона во время движения.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при изготовлении скоростных или спортивных автомобилей в отечественном и зарубежном автомобилестроении.

Формула изобретения

Система регулируемых аэродинамических стабилизаторов для автомобиля, состоящая из одного заднего стабилизатора, установленного в задней верхней части кузова автомобиля, и двух передних - левого и правого, установленных в передней части кузова автомобиля впереди передних колес, изменяющих угол наклона по отношению к горизонтальной плоскости автомобиля по команде с кнопочных пультов управления, расположенных на рулевом колесе, при помощи рычагов, действующих от электродвигателей, питающихся от источников тока автомобиля, или действующих от гидроусилителей с электромагнитными клапанами, отличающаяся тем, что все три стабилизатора крепятся к кузову шарнирно своей передней стороной, а задняя сторона поднимается и опускается по команде с пульта управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1