Универсальный аэродинамический спойлер
Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно - к техническим средствам, создающим аэродинамическое усилие для прижатия транспортного средства к полотну дороги при движении на большой скорости. Спойлер состоит из полого корпуса, образуемого верхним и нижним крыльями и боковыми пластинами, и кронштейнов крепления к кузову автомобиля. В хвостовой части нижнего крыла полого корпуса спойлера выполнено одно или несколько отверстий для обеспечения аэродинамической связи полого корпуса спойлера и расположенной под ним зоны повышенного давления. Диаметры отверстий равны толщине стенки нижнего крыла корпуса спойлера в местах выполнения отверстий. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности спойлера путем сохранения его целостности при больших перепадах давления на нем, обусловленных высокими скоростями движения транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно - к техническим средствам, обеспечивающим повышенную надежность при эксплуатации легковых транспортных средств.
Универсальный аэродинамический спойлер предназначен для увеличения аэродинамического усилия, прижимающего транспортное средство к полотну дороги во избежание его опрокидывания при поворотах на большой скорости.
Известны аэродинамические устройства, включающие активный элемент, закрепляемый на заднем торце кузова автомобиля, обеспечивающий увеличение аэродинамического усилия, прижимающего транспортное средство к полотну дороги во избежание опрокидывания. Например, авторское свидетельство СССР №673517, кл. B 62 D 35/00, 1979 г.; Патент США №4095835, кл. B 62 D 35/00, 1978 г. и др.
В качестве прототипа принят автомобильный спойлер, состоящий из полого корпуса, образуемого верхним и нижним крыльями и боковыми пластинами, и кронштейнов крепления спойлера к кузову автомобиля, обеспечивающих изменение угла атаки воздушного потока (WWW.art - piece.co.kr).
Недостатком как аналогов, так и прототипа является возможность возникновения при большой скорости движения автомобиля разрушающего перепада давления в спойлере за счет образования под спойлером зоны высокого давления (+), а над спойлером - зоны низкого давления (-) при неизменном давлении внутри спойлера (Ратм.). Как видно из эпюры давлений аналога, давление под нижней поверхностью спойлера не одинаково, а уменьшается по мере движения потока воздуха к хвостовой части спойлера.
Недостатки прототипа:
- низкая эксплуатационная надежность при высоких скоростях движения автомобиля;
- вероятность разрушения (раздавливания) спойлера под воздействием разности давлений, возникающих под ним и над ним.
Цель предлагаемого изобретения - повышение эксплуатационной надежности автомобильного спойлера.
Эксплуатационная надежность спойлера заключается в том, что он сохраняет свою целостность при больших перепадах давления на нем, обуславливаемых высокими скоростями движения транспортного средства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном автомобильном спойлере, содержащем полый корпус, выполненный из нижнего и верхнего крыльев и боковых пластин, и узел крепления, согласно изобретению в хвостовой части нижнего крыла корпуса, в зоне наименьшего воздействия давления, выполнено, по меньшей мере, одно или несколько отверстий.
При выполнении одного отверстия, упомянутое, располагается на центральной линии нижнего крыла, параллельной боковым пластинам корпуса спойлера.
При выполнении нескольких отверстий, упомянутые, равномерно располагаются на одной линии, перпендикулярной боковым пластинам корпуса спойлера.
Упомянутое отверстие (или отверстия) предназначено для обеспечения воздушного канала между полостью корпуса спойлера и областью повышенного давления под нижним крылом спойлера, возникающей в процессе движения транспортного средства.
При этом в результате аэродинамической связи величина давления внутри спойлера (Ратм.) повышается до величины давления под спойлером в зоне выполнения отверстия (или отверстий) (Ротверстия)» что исключает его раздавливание под воздействием повышенного давления под спойлером.
Расположение упомянутого отверстия на центральной линии нижнего крыла спойлера диктуется необходимостью равномерного изменения давления во внутренней полости спойлера по обе стороны его центральной оси. Равномерное изменение давления во внутренней полости корпуса спойлера по обе стороны его центральной оси необходимо для исключения возможности бокового опрокидывания транспортного средства.
Эту же цель преследует и равномерное расположение на одной линии, перпендикулярной боковым пластинам корпуса спойлера, нескольких отверстий.
Во избежание снижения жесткости нижнего крыла спойлера до критической величины выполняемое на нем отверстие должно быть минимального размера.
Однако, с другой стороны, минимизация диаметра отверстия создаст условие критического истечения воздуха на нем, что не обеспечит быстрого выравнивания давления под спойлером и внутри него и приведет к разрушению спойлера.
Поэтому диаметры упомянутых отверстий равны толщине стенки нижнего крыла корпуса спойлера в местах выполнения отверстий.
На фиг.1 представлен заявляемый универсальный спойлер в разрезе.
На фиг.2 представлена эпюра давлений в заявляемом универсальном спойлере.
Спойлер состоит из корпуса 1, образуемого верхним крылом 2, нижним крылом 3 и двумя боковыми пластинами 4. Крепление спойлера осуществляется посредством кронштейнов 5.
В нижнем крыле 3 корпуса 1 в хвостовой части (зоне наименьшего давления) выполнены, по меньшей мере, одно или несколько сквозных отверстий 6.
При выполнении одного отверстия, упомянутое, располагается на центральной линии нижнего крыла, параллельной боковым пластинам корпуса спойлера.
При выполнении нескольких отверстий, упомянутые, располагаются равномерно на одной линии, перпендикулярной боковым пластинам корпуса спойлера.
Диаметры отверстий 6 равны толщине стенки нижнего крыла 3.
Суммарная площадь отверстий должна быть такой, чтобы обеспечивалось мгновенное выравнивание давлений под спойлером в зоне расположения отверстий 6 и в корпусе спойлера 1. Критерием необходимой суммарной площади отверстий является максимально возможная скорость транспортного средства.
В процессе движения транспортного средства набегающий поток воздуха создает над верхним крылом 2 корпуса 1 спойлера область пониженного давления (-) фиг.2, а под нижним крылом 3 корпуса 1 спойлера - область повышенного давления (+) фиг.2. В области повышенного давления величина давления изменяется от максимальной до минимальной. Через отверстие 6, выполненное в зоне наименьшего давления под спойлером, осуществляется аэродинамическая связь этой зоны с полостью корпуса спойлера.
В результате давление в полости корпуса повышается, тем самым предотвращая его от разрушения.
1. Универсальный аэродинамический спойлер, содержащий полый корпус, выполненный из нижнего и верхнего крыльев и боковых пластин, и узлы крепления, отличающийся тем, что в хвостовой части нижнего крыла корпуса спойлера выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное на центральной линии нижнего крыла, параллельной боковым пластинам корпуса, диаметр которого равен толщине стенки нижнего крыла спойлера.
2. Универсальный аэродинамический спойлер по п.1, отличающийся тем, что в хвостовой части нижнего крыла корпуса спойлера выполнено несколько отверстий, равномерно расположенных на одной линии, перпендикулярной боковым пластинам корпуса спойлера, диаметры которых равны толщине стенки нижнего крыла корпуса спойлера.
