一种主动开闭式汽车尾翼的制作方法

1.本发明涉及汽车尾翼技术领域，尤其是涉及一种主动开闭式汽车尾翼。


背景技术：

2.汽车在正常行驶过程中会受到纵向、侧向以及垂直上升三个方向的空气作用力。一般情况下，车速越快，空气阻力对汽车的影响越明显，汽车尾翼能够使汽车产生第四种作用力，即汽车对地面的附着力，该力能抵消一部分由汽车表面和车底气体流速不同导致的车辆升力，有效抑制汽车上浮。为达到尾翼实际的作用效果，汽车往往需要达到较高的速度。但在汽车日常使用中或无需过大的车辆下压力时，尾翼会增大汽车的行驶阻力。
3.现有的主动可调尾翼结构主要通过在汽车尾部加装伺服机构实现尾翼高度以及迎风角度的自动调节，这种方式可以在汽车速度较低时关闭尾翼，降低风阻，在汽车达到一定速度需要下压力时升起尾翼，发挥作用。该方法基本解决了汽车低速行驶状态下由于尾翼导致的风阻增大问题，但依旧存在以下问题：
4.(1)相应伺服设备的增加导致车辆增重，影响车辆的燃油经济性；
5.(2)现有的尾翼调节范围仅限于车辆整体下压力调节，其无法针对车辆左右两侧的下压力需求进行特定调节。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提出一种主动开闭式汽车尾翼，该发明能够避免相应伺服设备的增加导致的车辆增重的问题，同时根据车辆不同工况对车辆两侧的下压力进行单独调节，增强车辆在不同工况下行驶过程中的操纵稳定性。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.本发明提供一种主动开闭式汽车尾翼，设于车辆主体上，包括左尾翼支架、右尾翼支架以及设于所述左尾翼支架和所述右尾翼支架的顶端的尾翼平面，所述左尾翼支架和所述右尾翼支架的底端分别固定于所述车辆主体的上表面的左、右两侧，所述尾翼平面上设有多个左右对称分布且形状结构完全相同的进风装置。
9.优选地，所述尾翼平面上设有用以安装所述进风装置的安装孔，每个所述进风装置包括设于所述安装孔内的进风口开度调节盘和由所述进风口开度调节盘传动进而调节所述进风装置的进风口开度大小的多个进风口叶片。
10.优选地，所述进风口开度调节盘呈圆环状，所述进风口开度调节盘沿圆周均匀设有多个凹槽。
11.优选地，所述进风装置还包括多个呈圆柱状的转轴和圆销，每个所述转轴贯穿于每个所述进风口叶片，每个所述圆销的一端分别与一个所述进风口叶片的底部连接，另一端随所述进风口开度调节盘的转动在所述凹槽内限位滑动。
12.优选地，所述进风口叶片、所述转轴、所述圆销和所述凹槽的数量相等，且所述转
轴和所述圆销不同轴。
13.优选地，所有所述进风口叶片的形状完全一致，每个所述进风口叶片的侧面周向分别依次包括第一弧面、第二弧面、第三弧面、第五弧面和第四弧面。
14.优选地，所述第一弧面和所述第四弧面为外凸圆弧，所述第二弧面和所述第三弧面为内凹圆弧。
15.优选地，所述第一弧面、第二弧面、第三弧面、第四弧面和第五弧面对应的圆心角均等于周角角度与进风口叶片的个数之比。
16.优选地，所述第一弧面、所述第二弧面、所述第三弧面和所述第四弧面的弧长长度相等。
17.优选地，所述进风口开度调节盘通过一传动件连接有尾翼电机，所述尾翼电机的另一端连接控制器，所述控制器通过接收车辆信息控制尾翼电机带动进风口开度调节盘旋转，进而带动所有所述圆销在所有所述凹槽内滑动，使得所有进风口叶片绕着所有转轴旋转，调节进风装置的进风口的开度大小。
18.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
19.1、本发明通过设置进风装置，能在实现现阶段主动尾翼功能的同时，避免现有技术中安装主动尾翼伺服机构而导致的重量增加问题。
20.2、本发明设置控制器、尾翼电机、传动机构以及进风装置，控制器根据读取的车辆信息控制尾翼电机通过传动机构控制进风口开度调节盘旋转进而调节进风装置的进风口的开度大小，保证稳定的前提下降低汽车的行驶阻力。
21.3、本发明通过设置多个左右对称的形状结构完全相同的进风装置，可以根据车辆不同工况对车辆两侧的下压力进行单独调节。
附图说明
22.图1为本实施例的一种主动开闭式汽车尾翼的结构示意图；
23.图2为图1所示实施例进风装置部分开启时的示意图；
24.图3为图1所示实施例进风装置完全开启时的示意图；
25.图4为图1所示实施例的进风装置的正面结构示意图；
26.图5为图4所示实施例的背面结构示意图；
27.图6为图4所示实施例进风口叶片闭合的示意图；
28.图7为图4所示实施例进风口叶片部分开启的示意图；
29.图8为图4所述实施例一个进风口叶片的结构示意图；
30.图9为图1所示实施例进风装置闭合后的空气流向图；
31.图10为图1所示实施例进风装置开启后的空气流向图；
32.图中标记为：1、尾翼平面，2、左侧进风装置，3、右侧进风装置，4、左尾翼支架，5、右尾翼支架，6、进风口叶片，61、第一弧面，62、第二弧面，63、第三弧面，64、第四弧面，65、第五弧面，7、进风口开度调节盘，8、转轴，9、圆销和10、凹槽。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案
为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
34.本实施例提供一种主动开闭式汽车尾翼，包括尾翼平面1、多个进风装置、左尾翼支架4、右尾翼支架5和控制器。
35.参考图1～图3所示，左尾翼支架4和右尾翼支架5的底端分别固定于车辆主体表面的左、右两侧，左尾翼支架4和右尾翼支架5的顶端连接有尾翼平面1，尾翼平面1上设有多个左右对称分布的形状结构完全相同的进风装置，且尾翼平面1上设有用于安装进风装置的安装孔。
36.具体地，当车为带有后备箱的汽车时，所有尾翼支架安装于汽车后备箱的表面，当车为不带有后备箱的车，例如赛车时，所有尾翼支架安装与赛车后车体的表面。
37.作为一种可选的实施方式，本实施例采用两个进风装置，分别为左侧进风装置2和右侧进风装置3。
38.参考图4和图5所示，每个进风装置均包括设于安装孔内的一个进风口开度调节盘7、多个进风口叶片6以及设于每个进风口叶片6上的转轴8和圆销9，进风口开度调节盘7呈圆环状，进风口开度调节盘7沿圆周均匀设有多个凹槽10。圆销9的一端连接进风口叶片6的底部，另一端随进风口开度调节盘7的转动在凹槽10内滑动，使得进风口叶片6随着转轴8旋转调节进风口的开度大小。转轴8和圆销9不同轴，进风口叶片6、转轴8、圆销9和凹槽10的数量相等。
39.参考图6～图8所示，所有进风口叶片6的形状大小完全一致，每个进风口叶片6的侧面周向分别依次包括第一弧面61、第二弧面62、第三弧面63、第五弧面65以及第四弧面64，第一弧面61和第四弧面64为外凸圆弧，第二弧面62和第三弧面63为内凹圆弧，所有弧面对应的圆心角均等于周角角度与进风口叶片的个数之比，第一弧面61、第二弧面62、第三弧面63和第四弧面64的的弧长长度相等。
40.进风口开度调节盘7通过一传动件连接尾翼电机的一端，尾翼电机的另一端连接有控制器，控制器通过接收车辆can总线的信息控制尾翼电机带动进风口开度调节盘7旋转，进而带动所有圆销9在所有凹槽10内滑动，使得所有进风口叶片6绕着所有转轴8旋转，控制所有进风口叶片的旋转，调节进风装置的进风口的开度大小。
41.作为一种可选的实施方式，传动机构可采用现有技术中的齿轮，齿轮的中心与尾翼电机的转动轴连接，且齿轮与进风口开度调节盘7啮合，进而实现尾翼电机通过齿轮带动进风口开度调节盘7旋转。
42.当汽车行驶时，且进风口闭合时，此时空气流动参考图8所示，尾翼平面1上表面的空气流速低于尾翼平面1下表面的空气流速，使得尾翼平面1上表面的压强大于尾翼平面1下表面的压强，进而产生对车辆的阻力以及下压力。当进风口开启时，此时空气流动参考图9所示，进风装置处的尾翼平面1的上表面的一部分气流通过进风装置处的进风口流至进风装置处的尾翼平面1的下表面，减弱进风装置处的尾翼平面6的上、下表面的空气压差，进而减弱空气下压力，实现空气疏通。
43.本实施例提供的一种主动开闭式汽车尾翼的工作原理如下所示：
44.当汽车需要尾翼提供下压力时：
45.工况1：当汽车进入加速、减速，或车辆行驶路面的附着力较低时，控制器控制左侧
进风装置2和右侧进风装置3的进风口同时闭合，尾翼平面1上表面的空气流速低于尾翼平面1下表面的空气流速，使得尾翼平面1上表面的压强大于尾翼平面1下表面的压强，进而产生对车辆的阻力以及下压力。提高汽车左右两侧的轮胎附着力，提升车辆的加速性能或减速性能。
46.工况2：当车辆左转时，车辆由于重心偏移，左侧的轮胎的抓地力下降，控制器控制左侧进风装置2的进风口闭合，增大尾翼左侧的压差以增大左侧车轮的下压力，同时根据读取的车辆信息调节右侧进风装置3的进风口开度大小，调节车辆右侧的下压力，进而增大车辆的转向稳定性，协助车辆左转。
47.工况3：当车辆右转时，车辆由于重心偏移，右侧的轮胎的抓地力下降，控制器控制右侧进风装置3的进风口闭合，增大尾翼右侧的压差以增大右侧车轮的下压力，同时根据读取的车辆信息控制左侧进风装置2的进风口开度大小，调节车辆左侧的下压力，进而增大车辆的转向稳定性，协助车辆右转。
48.工况4：当车辆失稳时，控制器根据读取的车辆信息调节左侧进风装置2和右侧进风装置3的进风口，进而调节车轮的附着力和牵引力，产生车身的横摆力矩，控制车辆质心侧偏角，避免事故发生。
49.当汽车不需要尾翼提供下压力时：
50.工况5：控制器调节左侧进风装置2和右侧进风装置3的进风口开度，减小尾翼平面1上、下表面的压差，进而减少由于固定尾翼造型引起的车辆行驶阻力，有利于车辆续航里程的增加。
51.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。