具有后扰流板和增大后扰流板气动效率的气动元件的汽车的制作方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2019年9月12日提交的意大利专利申请第102019000016160号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种具有后扰流板的汽车。

背景技术：

现代高性能汽车特别注重空气动力学，从而既降低阻力系数(也称为“cx”)又增加作用在车轮上的竖向力。

为了增加作用在后轮上的竖向力，通常在车身的后部设置后扰流板(即“导流板”)，其通过使汽车运动产生的气流向上偏转而产生下压力(即，向下的升力)。后扰流板在三厢车中安装在车身的第三厢上或者在两厢车中安装在后窗上。

在某些跑车中，后扰流板由后稳定器代替，其具有与后扰流板相同的功能，但与车身是分开的并通过适当的支撑件与车身连接。

由后扰流板产生的下压力随着后扰流板的尺寸增加而增大；然而，当后扰流板的尺寸增加时，由后扰流板产生的阻力也增大。

即，后扰流板越大，下压力越大(正面影响)，但是阻力也越大(负面影响)。此外，后扰流板的尺寸增加意味着重量和体积不可避免的增大，这通常还产生美观问题；实际上，作为车身外部的元件，后扰流板尤其在其具有较大体积时非常引人注意。

通常基于后扰流板的气动效率、即基于后扰流板产生的下压力与后扰流板产生的对应的阻力之间的比值来评估后扰流板的设计是否良好；该比值越大，气动效率越高，即后扰流板的设计质量越高。

此外，通过增大作用在后轮上的竖向力，后扰流板的作用一方面能够提升主要需求是抓地力的行驶条件下(例如，在制动时、在加速期间以及在沿着弯道行驶时)的性能，但是另一方面使主要需求是平稳性的行驶条件下(例如，在沿着笔直道路行驶时、在需要达到非常高的速度或需要优化燃油消耗时)的性能变差。

为了仅在需要时才获得较大的竖向力(并因此获得不可避免的较大阻力)，建议使用电机驱动且可移动的后扰流板，其仅在指定条件下增大其迎角和/或从其外罩中伸出。然而，除了空间相关的问题之外，电机驱动且可移动的后扰流板的安装还会产生机械问题。特别地，后扰流板的移动构件的定位使这种方案的应用特别复杂。

专利申请fr3059964a1描述了一种两厢车，其具有对设置在后窗上的后扰流板进行支撑的后门，该后扰流板包括多个开口，它们穿过后扰流板的上壁形成并与相应的导管连接，该导管延伸穿过后扰流板的下壁以将气流朝向后窗引导。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有后扰流板的汽车，其中该扰流板具有高气动效率并且同时制造容易且经济。

根据本发明，提供了一种汽车，其包括：客舱；车身，其环绕客舱并具有顶棚、设置有后保险杠的尾部以及将顶棚连接至尾部的接合部；后扰流板，其在尾部的区域中设置在接合部的末端处；以及多个突出的气动元件，它们从接合部突出以拦截行驶期间掠过接合部的气流，并因此在后扰流板上游的气流中产生涡流，该汽车的特征在于，每个气动元件在平面图中具有弯曲的展开形状，其具有与纵向方向形成接近角的前部以及与纵向方向形成比接近角更大的离去角的后部。

所附权利要求描述了本发明的优选实施方式并形成了说明书的组成部分。

附图说明

现在将参照示出本发明的非限制性实施方式的附图来描述本发明，其中：

图1是根据本发明的具有后扰流板的汽车的立体后视图；

图2是图1的汽车后部的平面图；

图3是图2的细节的放大图；

图4是图1的汽车后部的侧视图；

图5是图1的汽车的后视图；

图6是图5的细节的放大图；

图7是图1的汽车后部的侧视图，其中偏转板处于抬起位置；

图8是图1的汽车的后视图，其中偏转板处于抬起位置；以及

图9是偏转板处于抬起位置的示意性侧视图。

具体实施方式

在图1中，附图标记1总体上表示具有内燃机和/或一个或多个电动机的汽车。

汽车1包括：两个前轮(未在此示出)，它们由电动机驱动或通过电动机成为驱动轮；以及两个后轮，它们始终是驱动轮，因为它们接收来自内燃机和/或一个或多个电动机的运动。

此外，汽车1包括被设计为容纳驾驶员和可能的乘客的双座客舱以及环绕客舱的车身2。

车身2尤其包括：前部(未在此示出)，其设置有前保险杠；前盖(未在此示出)，其起始于前部并朝向客舱延伸；顶棚3，其在顶部覆盖客舱；尾部4，其设置有后保险杠；以及接合部5(由于其不透明，因此也被称为“盲后窗”)，其将顶棚3连接至尾部4并逐渐向下倾斜。

车身2在两侧具有两个车身侧部，它们设置有相应的车门。

汽车1包括后扰流板6(即，“导流板”)，其设置在尾部4的区域中接合部5的末端处；后扰流板6的功能是借助于汽车1的运动引起的气流被向上偏转时产生的向下的升力(即，下压力)来增大作用在后轮上的竖向力。

汽车1包括多个突出的气动元件7，它们从接合部5突出以拦截行驶期间掠过接合部5的气流，并因此在后扰流板6上游的气流中产生涡流。突出的气动元件7是气动涡流发生器，其在掠过接合部5的气流的运动场中引入集中的涡量，这又在气动元件7下游的气流的速度场中产生向下的竖直分量。

实际上，由于存在突出的气动元件7，导致在接合部5上流动的空气具有较大的向下倾角，并且气流的这种较大的向下力被后扰流板6加以利用，其产生力(即，下压力)的可能性增大。

换言之，由于存在突出的气动元件7，由后扰流板6产生的下压力可以随着阻力的适度增大而显著增大；结果，气动元件7的存在使后扰流板6的气动效率显著提高。

在附图所示的实施方式中，设置有六个气动元件7，它们被设置成两排，每排具有三个气动元件7；根据未在此示出的其他实施方式，气动元件7的数量、布置和/或形状可以不同。

根据图4，每个气动元件7竖直地定向，因此与接合部5(其向下倾斜)形成锐角。

根据图2和图3，每个气动元件7在平面图中具有弯曲的展开形状，并且在平面图中具有“逗号”的形状，即“八字须”的形状。

根据图3，每个气动元件7具有前部8(即，气动元件7的撞击气流的第一部分)和后部9(即，气动元件7由气流掠过的最后的部分)；换言之，每个气动元件7从前部8延伸到后部9。

每个气动元件7与纵向方向dl之间形成从前部8到后部9逐渐增大的角度。特别地，每个气动元件7具有与纵向方向dl之间形成很小的接近角α的前部8，并且具有与纵向方向dl之间形成明显比接近角α更大的离去角β的后部9。接近角α优选在0°至15°的范围内，并且离去角β优选在30°至75°的范围内。结果，在每个气动元件7中，前部8和后部9彼此形成钝角。

根据图6，每个气动元件7的竖直高度从前部8到后部9逐渐减小，即前部8从接合部5突出程度较大，而后部9从接合部5突出程度较小，使得气动元件7的竖直高度连续渐进地减小。在附图所示的实施方式中，每个气动元件7的后部9的竖直高度基本上等于零，即，每个气动元件7的竖直高度从前部8到后部9逐渐减小，直到在后部9的末端处达到零值。根据优选实施方式，在每个气动元件7中，前部8的区域中的竖直高度至少是后部9的区域中的竖直高度的三倍。

根据图2，气动元件7成对设置，每对包括两个气动元件7，它们彼此横向对齐、彼此横向间隔开并且相对于彼此以镜像相对的方式定向(即，右侧的气动元件7朝右，而左侧的气动元件7朝左)。在附图所示的实施方式中，设置有三对气动元件7，因此，它们以每排三个气动元件7形成两排。

根据图2，气动元件7分布成两排，两排彼此平行、纵向地发展并且彼此之间的横向距离不是零，使得在两排之间存在完全平滑的中央通道。同一排(右侧或左侧)的气动元件7均具有相同的取向，并且相对于另一排(左侧或右侧)的气动元件7成镜像。此外，一排(右侧或左侧)的每个气动元件7被设置为和与其成对的另一排(左侧或右侧)的气动元件7对齐并相邻。

根据一个可行的实施方式，对于每个气动元件7，接合部5具有在气动元件7的区域中终止的对应的凹部。即，接合部5在气动元件7的上游向下凹，从而形成在气动元件7的区域中终止的凹部(槽)。

根据图1，设置有偏转板10，其设置在接合部5上、在行驶期间直接被掠过接合部5的气流撞击(因为它在顶部覆盖接合部5)并且以可动的方式安装为在偏转板10搁置在接合部5上的静止位置(图1至图6所示)和偏转板10被抬起并与接合部5间隔开的有效位置(图7至图9所示)之间移动。

根据图9，偏转板10的形状设置为在其处于有效位置时使后扰流板6上方的气流偏转，从而在后扰流板6上以空气动力学方式投影。即，在偏转板10处于有效位置时，汽车1的运动产生的气流被偏转板10向上推动，从而完全在后扰流板6上方流动，因此后扰流板6不被气流撞击(因此，后扰流板6产生减小的下压力并且还产生适度的阻力)。

根据图4，偏转板10的形状设置为在其处于静止位置时不使后扰流板6上方的气流偏转，从而不在后扰流板6上以空气动力学方式投影。即，当偏转板10处于静止位置时，汽车1的运动产生的气流完全撞击后扰流板6(因此，后扰流板6产生较大的下压力并且还产生明显的阻力)。

根据附图所示的优选实施方式，偏转板10铰接到车身2上，从而围绕设置在偏转板10的前边缘的区域中的横向旋转轴线11(在图2中示出)旋转。

存在机械致动器12(通常是图9中示意性示出的电动机)，其作用在偏转板10上，从而将其从静止位置移动到有效位置或者反过来移动。

优选地，但不是必须的，机械致动器12被设计为将偏转板10停止并保持在静止位置与有效位置之间的一系列中间位置处。

设置有控制单元，其基于汽车1的运动产生的需求来调节偏转板10的位置：当需要较大的下压力(即，作用在后轮上的较大的竖向力)时，控制单元将偏转板10朝向静止位置移动，而当需要较大的阻力(即，较大的平顺度)时，控制单元将偏转板10朝向有效位置移动。

根据附图中所示的可行的实施方式，偏转板10在后扰流板6附近(靠近后扰流板6)终止，从而能够有效地使后扰流板6上方由汽车1的运动产生的气流偏转。

根据附图中所示的可行的实施方式，偏转板10的下表面的形状设置为负向地复制位于偏转板10下方的接合部5的上表面的形状。

根据附图中所示的实施方式，偏转板10也在固定至下方的接合部5的气动元件7的区域中延伸，并且针对每个气动元件7具有在内部容纳气动元件7的对应的贯通狭缝13(在图3和图6中可以更好地看到)。

即，偏转板10具有六个贯通狭缝13，它们各自(存在一定间隙地)复制对应的气动元件7的形状和尺寸，并且被对应的气动元件7(存在一定间隙地)穿过。结果，气动元件7总是静止的(因为它们被约束在接合部5上)并且不与偏转板10一起移动(由于贯通狭缝13的存在而不与气动元件7接触)。该实施方式允许进一步在偏转板10处于有效位置时减小阻力，因为除了在后扰流板6上以空气动力学方式投影之外，偏转板10还(全部或部分地)在气动元件7上以空气动力学方式投影(根据图7)。

根据未在此示出的不同的实施方式，偏转板10还在气动元件7的区域中延伸并支撑气动元件7；即，气动元件7被固定到偏转板10上并且与偏转板10一起移动。

根据未在此示出的另外的实施方式，偏转板10不在气动元件7的区域中延伸，因此仅在气动元件7之间的中央通道中延伸。

在附图所示的优选实施方式中，既有气动元件7又有可移动的偏转板10。根据未在此示出的另外的实施方式，仅仅设置可移动的偏转板10(即，没有气动元件7)。根据未在此示出的另外的实施方式，仅仅设置气动元件7(即，没有可移动的偏转板10)。

在此描述的实施方式可以彼此组合而不会因此超出本发明的保护范围。

上述汽车1具有许多优点。

首先，由于在上述汽车1中存在气动元件7，因此后扰流板6具有较高的气动效率，即，后扰流板6产生的下压力与后扰流板6产生的对应的阻力之间的比值较高。

此外，由于在上述的汽车1中存在可移动的偏转板10，因此可以在后扰流板6(其完全固定，即完全没有移动部件)上以空气动力学方式投影，从而在不需要在后轮的区域中产生大的下压力时减小由后扰流板6产生的阻力。

最后，上述汽车1的制造简单且经济，因为气动元件7是可以简单地应用于接合部5的附件并且偏转板10由于其具有非常小的行程因此可以容易地通过电机驱动。

附图标记列表

1汽车

2车身

3顶棚

4尾部

5接合部

6后扰流板

7气动元件

8前部

9后部

10偏转板

11旋转轴线

12机械致动器

13贯通狭缝