前挡泥板及机动车的制作方法

1.本实用新型涉及发动机冷却技术领域，特别是涉及一种前挡泥板及机动车。


背景技术：

2.机动车在行驶的过程中，发动机的散热片通过捕捉迎风气流进行对流换热来冷却发动机。保证发动机在合理的温度下工作。若发动机的热负荷高，这样会导致发动机零部件的力学性能下降和热变形过大，进而导致发动机工作不稳定。并且，还会导致发动机的润滑性能下降。这些都会增加发动机的摩擦损失，最终增大机动车的油耗和排放。
3.为了降低机动车的油耗和排放，发动机趋于小型轻量化设计，然而小型化设计则要求散热片不能太大，并且要求发动机强劲，这样会增加发动机热负荷高的风险。另外，也可采用稀薄燃烧方式降低油耗和排放，但是制约稀薄燃烧的约束条件之一就是发动机热负荷高。因此，采用上述方法引起的高热负荷，会提高油耗和增加排放，无法从根本上解决发动机油耗和排放问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种前挡泥板及机动车，增强发动机的对流换热，降低发动机的热负荷，从而有效降低发动机的油耗和排放。
5.一种前挡泥板，包括：
6.弧形槽状的顶板主体，所述顶板主体包括导向部，所述导向部用于设在前叉中心线与经前车轮中心垂直于地面的垂线之间的夹角范围内，纵向剖面中所述导向部为曲率半径连续的弧形，且经过纵向剖面中所述导向部外表面的至少一条切线能够贯穿至发动机缸头的冷却风道的进风口。
7.上述的挡泥板，可应用于机动车中，具体将前挡泥板安装于机动车前车轮的上方。在行进的过程中，迎风气流在导向部的引导下能够进入发动机的冷却风道内，提高冷却风道的近壁面的流速，增强发动机燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机的热负荷，使得发动机在合适的温度范围内平稳工作。并且，前挡泥板除了将迎风气流导入发动机的冷却风道内，还能够使其余气体直接冲刷发动机侧部的散热片，使气流与散热片进行热交换。如此，该前挡泥板不仅能够增大发动机内部冷却风道的流速，而且还能够对发动机侧部进行冷却，有效降低发动机的热负荷，使得发动机在最佳温度下工作，零部件热变形小，且润滑油工作温度适宜，这些都有利于降低发动机的摩擦损失，从而有利于降低整车油耗和排放。此外，由于纵向剖面中导向部为曲率半径连续的弧形，这样导向部能够控制迎风气流绕流前挡泥板外表面的分离点位置，使迎风气流在前挡泥板的引导下刚好冲刷发动机热负荷最高的缸头和缸体。
8.在其中一个实施例中，所述顶板主体设有第一截面及第二截面，所述第一截面为用于经过前车轮中心垂直于地面的垂线与前车轮轴线的平面，所述第二截面为用于经过前叉中心线与前车轮轴线的平面；所述第一截面与所述顶板主体外表面的交线为第一轮廓
线，所述第二截面与所述顶板主体外表面的交线为第二轮廓线，所述第一轮廓线与第二轮廓线的曲率半径连续。
9.在其中一个实施例中，所述顶板主体的最高点为所述第一轮廓线在所述前车轮中心垂直于地面的垂线方向的最高点。
10.在其中一个实施例中，所述导向部横向剖面外轮廓线的曲率半径连续。
11.在其中一个实施例中，所述顶板主体的两侧对称设置。
12.在其中一个实施例中，所述前挡泥板还包括侧板主体，所述侧板主体安装于所述顶板主体的两侧；所述顶板主体呈流线型，所述侧板主体呈流线型。
13.一种机动车，包括车架、前叉、车轮、发动机及所述的前挡泥板，所述车轮包括前车轮，所述前车轮通过所述前叉旋转支承于所述车架的前部；所述发动机固定于所述车架，所述发动机设有冷却风道，所述前挡泥板安装于所述前车轮的上方，所述前挡泥板的导向部能够将迎风气流引导至所述冷却风道的进风口。
14.在其中一个实施例中，在经过纵向剖面中所述导向部外表面的切线至少包括第一切线及第二切线，所述第一切线垂直于经前车轮中心垂直于地面的垂线，所述第二切线垂直于车架前叉的中心线；所述冷却风道的进风口位于所述第一切线与第二切线之间的夹角范围内。
15.在其中一个实施例中，所述第一切线与所述导向部相切的位置为第一切点，经所述前车轮中心垂直于地面的垂线的方向，所述进风口的上边缘位于所述第一切点的下方。
16.在其中一个实施例中，所述第二切线与所述导向部相切的位置为第二切点，在所述前叉中心线的方向，所述进风口的下边缘位于所述第二切点的上方。
17.上述的机动车，在行进的过程中，迎风气流在导向部的引导下能够进入发动机的冷却风道内，提高冷却风道的近壁面的流速，增强发动机燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机的热负荷，使得发动机在合适的温度范围内平稳工作。并且，前挡泥板除了将迎风气流导入发动机的冷却风道内，还能够使其余气体直接冲刷发动机侧部的散热片，使气流与散热片进行热交换。如此，该前挡泥板不仅能够增大发动机内部冷却风道的流速，而且还能够对发动机侧部进行冷却，有效降低发动机的热负荷，使得发动机在最佳温度下工作，零部件热变形小，且润滑油工作温度适宜，这些都有利于降低发动机的摩擦损失，从而有利于降低整车油耗和排放。此外，由于纵向剖面中导向部为曲率半径连续的弧形，这样导向部能够控制迎风气流绕流前挡泥板外表面的分离点位置，使迎风气流在前挡泥板的引导下刚好冲刷发动机热负荷最高的缸头和缸体。
附图说明
18.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
20.图1为本实用新型一实施例的前挡泥板的结构示意图；
21.图2为本实用新型一实施例的前挡泥板与发动机的布置图；
22.图3为本实用新型一实施例的前挡泥板对发动机缸头近壁面流速影响的柱状图；
23.图4为机动车在改进前的挡泥板作用下的截面流场分布图；
24.图5为本实用新型一实施例的机动车在改进后的挡泥板作用下的截面流场分布图。
25.附图标号说明：10、前挡泥板；11、顶板主体；111、导向部；12、侧板主体；20、前叉；30、前车轮；40、发动机；41、进风口。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
27.请参阅图1和图2，图1示出了本实用新型一实施例的前挡泥板的结构示意图，图2示出了本实用新型一实施例的前挡泥板与发动机的布置图。本实用新型一实施例的前挡泥板，包括弧形槽状的顶板主体11。顶板主体11包括导向部111，导向部111用于设在前叉20中心线与经前车轮30中心垂直于地面的垂线之间的夹角范围内。纵向剖面中导向部111为曲率半径连续的弧形，且经过纵向剖面中导向部111外表面的至少一条切线能够贯穿至发动机40缸头的冷却风道的进风口41。
28.其中，参阅图1和图2，为了方便理解，采用oa表示经前车轮30中心垂直于地面的垂线，ob表示前叉20的中心线。并且，采用θ表示前叉20的中心线与经前车轮30中心垂直于地面的垂线之间的夹角，即oa与ob之间的夹角。并且，采用a
‑
a表示导向部111的纵向剖面线。
29.需要说明的是，纵向剖面中导向部111的曲率半径连续是指纵向剖面中导向部111的曲率半径变化连续，无突变。
30.参阅图2至图5，上述的前挡泥板可应用于机动车中，具体将前挡泥板10安装于机动车前车轮30的上方。在行进的过程中，迎风气流在导向部111的引导下能够进入发动机40的冷却风道内，提高冷却风道的近壁面的流速，增强发动机40燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机40的热负荷，使得发动机40在合适的温度范围内平稳工作。并且，前挡泥板10除了将迎风气流导入发动机40的冷却风道内，还能够使其余气体直接冲刷发动机40侧部的散热片，使气流与散热片进行热交换。如此，该前挡泥板10不仅能够增大发动机40内部冷却风道的流速，而且还能够对发动机40侧部进行冷却，有效降低发动机40的热负荷，使得发动机40在最佳温度下工作，零部件热变形小，且润滑油工作温度适宜，这些都有利于降低发动机40的摩擦损失，从而有利于降低整车油耗和排放。此外，由于纵向剖面中导向部111为曲率半径连续的弧形，这样导向部111能够控制迎风气流绕流前挡泥板10外表面的分离点位置，使迎风气流在前挡泥板10的引导下刚好冲刷发动机40热负荷最高的缸头和缸体。
31.经研究，在不同的车速条件下，迎风气流扰流前挡泥板10的外表面时，气体脱离顶板主体11外表面的分离点不同。考虑到机动车直行，无侧风的工况下，并以不同的车速行进，本实施例限定在前叉20中心线与经前车轮30中心垂直于地面的垂线之间的范围内，纵
向剖面中顶板主体11为曲率半径连续的弧形，这样能够引导气流斜向下冲刷发动机40的缸头，有利于适应不同行进车速工况的良好导流效果。具体地，当机动车行进车速较高时，导向部111的上游某点进行分离；当行进车速降低时，气体的分离点逐渐推迟，向导向部111的下游推进。如此，能够保证前挡泥板10在不同行进车速工况下具有良好的导流效果。
32.需要说明的是，导向部111的上游和下游是在机动车行进的过程中，就迎风气流流动方向来定义导向部111的上游和下游。
33.参阅图1和图2，机动车骑行的过程中，除了直行且无侧风的工况，还需要考虑转弯和有侧风的工况。因此，为了在各种工况下，发动机40都能够捕捉到迎风气流，避免经过前挡泥板10的气体过早分离，下面对前挡泥板10的横向剖面进行限定。其中，为了方便理解，采用b
‑
b表示前挡泥板的横向剖面线。
34.在一个实施例中，参阅图1和图2，顶板主体11设有第一截面及第二截面。所述第一截面为用于经过前车轮30中心垂直于地面的垂线与前车轮30轴线的平面，所述第二截面为用于经过前叉20中心线与前车轮30轴线的平面。所述第一截面与所述顶板主体11外表面的交线为第一轮廓线，所述第二截面与所述顶板主体11外表面的交线为第二轮廓线，所述第一轮廓线与第二轮廓线的曲率半径连续。如此，机动车在转弯和有侧风的工况下，发动机40也能够捕捉到迎风气流，避免经过前挡泥板10的气流过早分离，同时有利于引导气流斜向下冲刷发动机40的缸头，有利于适应不同行进车速工况的良好导流效果。
35.进一步地，参阅图1和图2，所述顶板主体11的最高点为所述第一轮廓线在所述前车轮30中心垂直于地面的垂线方向的最高点。进一步地，所述顶板主体11的两侧对称设置。
36.在一个实施例中，参阅图1和图2，所述导向部111横向剖面外轮廓线的曲率半径连续。如此，机动车在转弯和有侧风的工况下，发动机40也能够捕捉到迎风气流，避免经过前挡泥板10的气流过早分离，同时有利于引导气流斜向下冲刷发动机40的缸头，有利于适应不同行进车速工况的良好导流效果。
37.在一个实施例中，参阅图1和图2，前挡泥板10还包括侧板主体12，侧板主体12安装于顶板主体11的两侧。如此，通过设置侧板主体12，一方面考虑造型需要，另一方面有利于前挡泥板10实现更好的挡泥效果。
38.可选地，侧板主体12上游和下游的曲率半径均小于位于前叉20中心线与经前车轮30中心垂直于地面的垂线之间的夹角范围内的侧板主体12的曲率半径。其中，侧板主体12的上游和下游是机动车行进的过程中，就迎风气流流动方向来定义侧板主体12的上游和下游。
39.在一个实施例中，参阅图1，前挡泥板10呈流线型。具体地，顶板主体11呈流线型，侧板主体12呈流线型。如此，由于前挡泥板10呈流线型，这样不但不影响这车的外观造型，而且还能够降低整车的行驶阻力。
40.参阅图1和图2，本实用新型一实施例的机动车，包括车架、前叉20、车轮、发动机40及上述任一实施例的前挡泥板10。车轮包括前车轮30，前车轮30通过前叉20旋转支承于车架的前部。发动机40固定于车架，发动机40设有冷却风道。前挡泥板10安装于前车轮30的上方，前挡泥板10的导向部111能够将迎风气流引导至冷却风道的进风口。
41.在本实施例中，机动车具体为摩托车。
42.上述的机动车，在行进的过程中，迎风气流在导向部111的引导下能够进入发动机
40的冷却风道内，提高冷却风道的近壁面的流速，增强发动机40燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机40的热负荷，使得发动机40在合适的温度范围内平稳工作。并且，前挡泥板10除了将迎风气流导入发动机40的冷却风道内，还能够使其余气体直接冲刷发动机40侧部的散热片，使气流与散热片进行热交换。如此，该前挡泥板10不仅能够增大发动机40内部冷却风道的流速，而且还能够对发动机40侧部进行冷却，有效降低发动机40的热负荷，使得发动机40在最佳温度下工作，零部件热变形小，且润滑油工作温度适宜，这些都有利于降低发动机40的摩擦损失，从而有利于降低整车油耗和排放。此外，由于纵向剖面中导向部111为曲率半径连续的弧形，这样导向部111能够控制迎风气流绕流前挡泥板10外表面的分离点位置，使迎风气流在前挡泥板10的引导下刚好冲刷发动机40热负荷最高的缸头和缸体。
43.在一个实施例中，参阅图1和图2，经过导向部111外表面的切线至少包括第一切线及第二切线。第一切线垂直于经前车轮30中心垂直于地面的垂线，第二切线垂直于车架前叉20的中心线。冷却风道的进风口41位于第一切线与第二切线之间的夹角范围内。具体地，为了方便理解，采用oc表示第一切线，od表示第二切线。如此，前挡泥板的安装高度与发动机冷却风道进风口的位置对应，这样在机动车行进的过程中，迎风气流在前挡泥板10的引导下能够进入发动机40的冷却风道内，提高冷却风道的近壁面的流速，增强发动机40燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机40的热负荷，使得发动机40在合适的温度范围内平稳工作。
44.进一步地，参阅图1和图2，第一切线与所述导向部111相切的位置为第一切点，在经前车轮30中心垂直于地面的垂线的方向，进风口41的上边缘位于第一切点的下方。具体地，为了方便理解，采用p表示第一切点。如此，在机动车行进的过程中，经前挡泥板10的导向，有利于将迎风气流引导至发动机40的冷却风道内，增强发动机40燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机40的热负荷。
45.进一步地，参阅图1和图2，第二切线与所述导向部111相切的位置为第二切点，在前叉20中心线的方向，进风口41的下边缘位于第二切点的上方。具体地，为了方便理解，采用q表示第二切点。如此，在机动车行进的过程中，经前挡泥板10的导向，有利于将迎风气流引导至发动机40的冷却风道内，增强发动机40燃烧室顶部外表面的对流换热，降低发动机40的热负荷。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
51.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
52.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。