用于车辆的主动车底布置的制作方法

本公开涉及一种用于车辆的主动车底布置。

可调整车辆的空气动力学性质以改进和减少车辆的操作功能。例如，调整车辆空气动力学可减少阻力和风噪声，同时最小化车辆操作期间的噪声排放。调整车辆空气动力学也可用于实现下压力并且改进车辆牵引力和转弯能力。

车辆经常采用环境空气流来冷却位于发动机罩隔室的动力系部件。环境空气流通常通过策略性地位于车身高压区域中的格栅开口进入发动机罩隔室。通过格栅开口准许进入车辆发动机罩隔室的基线或最小空气流通常响应于主动力系的最低冷却要求来确定。进而，特定动力系所需的最低冷却通常受到诸如主车辆的空气动力学、质量、预期用途和实际占空比以及车辆发动机的功率输出等因素的影响。

技术实现要素：

一种车辆包括具有第一端和相对的第二端的车身。当车辆相对于路面运动时，车辆的第一端被配置为面向接近的空气流。在车身的第一端中设置有发动机罩隔室。车底在车身的第一端和第二端之间延伸。车底限定车身与路面之间的空间，并且包括第一侧边缘，相对的第二侧边缘以及限定在其间的中央区域。车底包括与车身的第一端相邻的前部、与车身的第二端相邻的后部以及在其间延伸的中央部分。

至少一个空气动力学构件被设置成与车底的前部相邻并靠近发动机罩隔室。至少一个空气动力学构件包括壳体和被设置在壳体中的开口中的空气流管理装置。空气流管理装置被选择性地定位以将来自车辆的前端的空气流引导到发动机罩隔室以改进车辆性能。

至少一个空气动力构件的空气流管理装置包括遮挡组件，其被设置在至少一个空气动力学构件的壳体中的开口中。遮挡组件包括一个或多个遮板，其选择性地定位成控制壳体的开口在至少全开位置与全闭位置之间的尺寸。机构可操作地连接到空气流管理装置的遮挡组件。该机构被配置为选择性地将遮挡组件定位在至少全开位置与全闭位置之间。控制器可操作地连接到该机构以调节该机构的移动。

该车辆进一步包括至少一个格栅开口，其被设置在车身的第一端中并且与发动机罩隔室配合以接收空气流。遮挡组件被布置成靠近至少一个格栅开口。遮挡组件包括一个或多个遮板，其选择性地定位成控制至少一个格栅开口在至少全开位置与全闭位置之间的尺寸。该机构可操作地连接到与至少一个格栅开口配合的遮挡组件，并且被配置为将遮挡组件定位在至少全开位置与全闭位置之间。

在本公开的一个非限制性实施例中，该机构可操作地连接到与至少一个格栅开口配合的遮挡组件，并且可操作地连接到空气流管理装置的遮挡组件。该车辆包括容纳在发动机罩隔室中的内燃机和与发动机流体连通的热交换器。发动机通过循环通过热交换器的液体冷却。控制器可操作地连接到该机构以调节该机构的移动。控制器被配置为基于发动机上的负载将空气流管理装置的遮挡组件选择性地定位在至少全开位置与全闭位置之间以冷却循环通过热交换器的液体。

在本公开的另一个实施例中，一种用于调整进入发动机罩隔室的空气流的系统被设置在车辆的车身中。该系统包括靠近发动机罩隔室设置的至少一个空气动力学构件。该至少一个空气动力学构件包括壳体和至少部分地延伸穿过该壳体的开口。空气流管理装置被设置在壳体中的开口中。空气流管理装置被选择性地定位以将空气流引导到发动机罩隔室以改进车辆性能。

机构可操作地连接到空气流管理装置并且被配置为选择性地将空气流管理装置定位在至少全开位置与全闭位置之间。控制器可操作地连接到该机构以调节该机构的移动。

至少一个空气动力构件的空气流管理装置包括遮挡组件，其被设置在至少一个空气动力学构件的壳体中的开口中。遮挡组件包括一个或多个遮板，其选择性地定位成控制壳体的开口在至少全开位置与全闭位置之间的尺寸。

该系统进一步包括至少一个格栅开口，其被设置在车身的第一端中并且与发动机罩隔室配合以接收空气流。遮挡组件被布置成靠近至少一个格栅开口。遮挡组件包括一个或多个遮板，其选择性地定位成控制至少一个格栅开口在至少全开位置与全闭位置之间的尺寸。机构可操作地连接到与至少一个格栅开口配合的遮挡组件，并且被配置为将遮挡组件定位在至少全开位置与全闭位置之间。

在本公开的一个非限制性实施例中，该机构可操作地连接到与至少一个格栅开口配合的遮挡组件，并且可操作地连接到空气流管理装置的遮挡组件。该系统包括容纳在发动机罩隔室中的内燃机和与发动机流体连通的热交换器。发动机通过循环通过热交换器的液体冷却。控制器可操作地连接到该机构以调节该机构的移动。控制器被配置为基于发动机上的负载将空气流管理装置的遮挡组件选择性地定位在至少全开位置与全闭位置之间以冷却循环通过热交换器的液体。

在本公开的又一个实施例中，一种车辆包括具有第一端和相对的第二端的车身。当车辆相对于路面运动时，车辆的第一端被配置为面向接近的空气流。在车身的第一端中设置有发动机罩隔室。内燃机被容纳在发动机罩隔室内。热交换器与发动机流体连通。发动机通过循环通过热交换器的液体冷却。

车底在车身的第一端和第二端之间延伸。车底限定车身与路面之间的空间，并且包括第一侧边缘，相对的第二侧边缘以及限定在其间的中央区域。车底包括与车身的第一端相邻的前部、与车身的第二端相邻的后部以及在其间延伸的中央部分。

至少一个格栅开口被设置在车身的第一端中并且与发动机罩隔室配合以接收空气流。遮挡组件被布置成靠近至少一个格栅开口。遮挡组件包括一个或多个遮板，其选择性地定位成控制至少一个格栅开口在至少全开位置与全闭位置之间的尺寸。

至少一个空气动力学构件被设置成与车底的前部相邻并靠近发动机罩隔室。至少一个空气动力学构件包括壳体和被设置在壳体中的开口中的空气流管理装置。至少一个空气动力构件的空气流管理装置包括遮挡组件，其被设置在至少一个空气动力学构件的壳体中的开口中。遮挡组件包括一个或多个遮板，其选择性地定位成控制壳体的开口在至少全开位置与全闭位置之间的尺寸。遮挡组件被布置成靠近至少一个格栅开口，并且被设置在壳体的开口中的遮挡组件选择性地定位成将来自车辆的前端的空气流引导到发动机罩隔室以改进车辆性能。

在本公开的一个非限制性实施例中，该机构可操作地连接到与至少一个格栅开口配合的遮挡组件，并且可操作地连接到空气流管理装置的遮挡组件以选择性地将快门组件定位在至少全开位置与全闭位置之间。控制器可操作地连接到该机构以调节该机构的移动。控制器被配置为基于发动机上的负载将空气流管理装置的遮挡组件选择性地定位在至少全开位置与全闭位置之间以冷却循环通过热交换器的液体。

从以下结合附图对用于执行本公开的最佳模式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是根据本公开的具有空气动力学车底布置的车辆的俯视图；

图2是图1中所示的车辆的侧视图；

图3是具有遮挡系统的车辆的局部侧视横截面视图，其中遮挡系统被描绘为处于全开状态；

图4是根据本公开的结合至少一个空气动力学构件的图1中所示的车辆的车底的仰视图；并且

图5是根据本公开的与至少一个空气动力学构件配合的车辆冷却系统的透视图。

具体实施方式

现在将详细地参考附图中说明的本公开的若干实施例。附图和描述中尽可能使用相同或类似的元件符号来指代相同或相似部分或步骤。附图是以简化形式呈现并且没有按精确比例绘制。仅为了方便和清楚起见，可以对附图使用诸如顶部、底部、左侧、右侧、向上、上方、上面、下面、下方、后面和前面等方向术语。这些和类似方向术语不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

参考附图，其中相同的附图标记在所有几个附图中对应于相同或类似的部件，图1中示意地示出了示例车辆10。车辆10可包括但不限于商用车辆、工业车辆、乘用车、飞机、船只、火车或任何移动平台。还可预期，为了实现本公开的目的，车辆可为任何移动平台，诸如飞机、全地形车辆(atv)、船只、个人移动设备、机器人等。

图1中的车辆10相对于路面12定位。车辆10包括车身14。图中所说明的车身14限定了六个车身侧面。六个车身侧面包括第一端或前端16、相对的第二端或后端18、大致在第一端16与第二端18之间延伸的第一横向部分或左侧20以及相对的第二横向部分或右侧边22。如图2中所示，车身14进一步包括顶部车身部分24(其可包括至少一个车顶部分)和相对的下部车身部分或车底26。如本领域技术人员所理解的，当车辆10相对于路面12运动时，第一或前端16可被配置为面向接近的环境空气流28。

车辆10包括框架30，其与车身14配合并支撑车身14。框架30支撑邻近车辆10的第一或前端16设置的第一组一个或多个车轮32和邻近车辆10的第二或后端18设置的第二组一个或多个车轮34。如图1中所示，第一组一个或多个车轮32包括一对前轮，其可旋转地连接到框架30并且围绕轴线旋转，而第二组一个或多个车轮34包括一对后轮，其可旋转地连接到框架30并且围绕轴线旋转。车底26在车身的第一端16与第二端18之间通常可延伸或跨越距离30。

车辆10的车底26可由在第一或前端16与第二或后车身端18之间延伸的一个或多个区域限定。前向车底部分36可被限定为通常在车身14的第一或前端16与一个或多个前轮32之间延伸的车底26的区域。后部车底部分38可被限定为通常在车身14的一个或多个后轮34与第二或后端18之间延伸的车底26的区域。中央车底部分40可被限定为在前部车底部分36与后部车底部分38之间的车底26的区域。可理解的是，本文中所描述的车底区域也可基于车辆10的配置以替代配置来配置。

车底26可包括大致上平坦的表面部分。第一空气流部分42可在有限干扰下流过车身14。车底26还可限定车身14与路面12之间的空间44。因此，空间44允许第一空气流部分42在车身14下方通过车身14与路面12之间，而第二空气流部分46流过顶部车身部分24。另外，第三空气流部分48围绕车身14的左侧20和右侧22流动。如图1中所说明，第一空气流部分42在车辆的车底26的下方行进通过或流过路面12与车辆10之间的空间44。

图3示出了车辆10的局部侧视图。车辆10包括发动机罩50，其被配置为覆盖第一端部14的一部分52以由此限定发动机罩隔室54。车辆10被示为包括至少一个格栅开口56，其通常被覆盖有网状物并且被配置为用于接收环境空气。

车辆10的发动机罩隔室54可被配置为接受多个替代的不同动力系。可基于车辆10的预期用途或车辆用户的一般喜好来选择特定的动力系。因此，在车辆10的初始设计期间，发动机罩隔室54通常被配置为容纳每个替代的动力系。因此，虽然替代动力系统的物理尺寸以及相应发动机的功率输出可能大不相同，但是特定的发动机罩隔室54的整体尺寸和布局保持相对不变。

通常，车辆10的前端16中的开口(诸如格栅开口56)以及车身14的表面上的各种突出特征倾向于影响车辆的空气动力学特征。因此，无论何时不需要附加的空气流进入发动机罩隔室54，通常都有利于使这种开口56的尺寸最小化。虽然描绘和描述了一个格栅开口56，但是没有任何事物会阻止车辆10具有用于将环境空气流28从环境大气引入发动机罩隔室54中的更多数量的格栅开口。

车辆10另外包括特别由内燃机58表示的动力系。车辆10的动力系可另外包括变速器，并且如果车辆是混合动力类型，则可包括一个或多个电动发电机，其中没有一个被示出，但是本领域技术人员可明白它们的存在。汽车动力系的效率通常受其设计以及动力系在其操作期间受到的各种负载的影响。

车辆10另外包括用于使由箭头62和64所示的冷却流体(诸如水或特殊配方的冷却剂)循环通过发动机58以从发动机中除去热量的空气-流体热交换器60，又称为散热器。进入热交换器60的高温冷却剂由箭头62表示，并且回流到发动机的低温冷却剂由箭头64表示。通常，冷却剂通过发动机58与热交换器60之间的流体泵(未示出)连续循环。

如图3中所示，热交换器60位于至少一个格栅开口56后面，该格栅开口可被网状物(未示出)覆盖用于保护热交换器60免受各种道路和空气散落物的影响。虽然热交换器60被示为定位在车辆10的前方，即，与第一端14相邻或接近，但是热交换器也可定位在不同的位置，诸如乘客隔室38后方。例如，如果车辆具有后置或中置发动机配置，则将热交换器60定位在乘客隔室38后面可能是有利的。

虽然描绘了单个热交换器60，但是没有任何事物会阻止任何数量的热交换器并排或串联布置用于冷却若干车辆系统或部件(诸如变速器)。发动机58和热交换器60都可安装在发动机罩隔室54中，在该发动机罩隔室中空气流可进入发动机和热交换器。如所示，在准许通过格栅开口56之后，空气流28流过热交换器60。

风扇66位于车辆10中、在热交换器60后面，使得热交换器60位于格栅开口56与风扇66之间。风扇66可由电动机(未示出)电驱动或由发动机58机械地驱动。风扇66能够基于发动机58的冷却需求来选择性地开启和关闭。取决于车辆10的道路速度，风扇66适于产生或增强通过格栅开口56朝向并穿过热交换器60的环境空气或空气流28的流动。

一旦通过风扇66的作用产生或增强，空气流28流过热交换器60以在低温冷却剂64回流到发动机58之前从高温冷却剂62中除去热量。车辆10另外包括冷却剂传感器68，其被配置为在高温冷却剂62离开发动机58时感测高温冷却剂62的温度。

在本公开的一个非限制性实施例中，车辆10可包括与至少一个格栅开口56配合的遮挡系统70。遮挡系统70可包括可旋转或可调遮挡组件72。遮挡组件72固定在车辆10中并且适于调节通过格栅开口56进入或流入车辆中的空气流28的量。如所示，遮挡组件72位于车辆10前方的至少一个格栅开口56的后方并且紧邻该至少一个格栅开口56。如所示，遮挡组件72位于格栅开口56与热交换器16之间。遮挡组件72也可结合到格栅开口56中并且与其成整体。遮挡组件72包括多个遮板，在本文被示为具有三个单独的遮板元件74、76和78，但是遮板的数量可更少或更多。

每个遮板74、76和78可被配置为在遮挡组件72的操作期间围绕相应的枢转轴线80、82和84旋转，由此有效地控制格栅开口56的尺寸和进入车辆10的环境空气流28的量。如图3中所示，遮挡组件72适于在至少全闭位置或状态(未示出)、通过中间或部分关闭位置到全开位置之间(并且包括这些位置)操作。当遮板元件74、76和78处于其任何打开位置时，空气流28通过在遇到热交换器60之前穿透遮挡组件72的平面而进入车辆10。

遮挡系统70还可包括可操作地连接到遮挡组件72的机构86，该机构被配置为调整遮挡组件72，并且由此选择性地将遮挡组件72定位在全开与全闭之间(并且包括全开和全闭)。机构86可被配置为使遮板74、76、78串联或大致一致地旋转，并且允许遮挡组件72旋转到任何可用位置。机构86可适于选择和锁定遮板74到78的离散中间位置或者无限地改变遮板在全开与全闭之间(并且包括全开和全闭)的位置。如本领域技术人员所理解的，机构86用于在被诸如电动机等任何外部装置激活时选择遮挡组件72的期望位置。

车辆10还包括可操作地连接到机构86以调节机构86的移动以选择性地定位遮挡组件72的控制器88，其可为发动机控制器或单独的控制单元。如本领域技术人员所理解的，如果风扇被电驱动，则控制器88也可被配置为操作风扇66，并且操作恒温器(未示出)，该恒温器被配置为调节冷却剂的循环。

控制器88可被编程为根据发动机14上的负载并且相应地根据由传感器68感测到的冷却剂的温度来操作机构86。由于在负载下由发动机58产生的热量，高温冷却剂62的温度升高。如本领域技术人员所知，发动机58上的负载通常取决于施加在车辆10上的操作状况，诸如爬山和/或牵引拖车。发动机58上的负载通常驱动升高发动机的内部温度，这进而需要冷却发动机以达到期望的性能和可靠性。通常，冷却剂通过发动机58与热交换器60之间的流体泵(未示出)连续循环。

现在参考图4和5，说明了用于车辆10的改进的车底布置。车辆10包括被设置在车身14的车底26上的至少一个空气动力学构件或腹盘90。至少一个空气动力学构件或腹盘90可整体形成为车底26的一部分，或者可释放地或固定地安装在车底26的前部36附近。

降低车底上的阻力的空气动力学系数为外部造型提供了更多的自由度。这也增加了散热器流量，从而可提高拖曳能力。为了改进车辆10的空气动力学性能，腹盘90可被设置在车底26的前部36(靠近发动机罩隔室54、发动机58和/或热交换器60或在其下方)，以改进路面12和车辆的车身14之间的空间44中的空气流28的流动路径。腹盘90的解决方案的实施可增加发动机舱中的压力，这可减少通过热交换器60的空气流28。

腹盘90可结合空气流管理装置94以改进车辆10的空气动力学特性并且改进发动机罩隔室中的热交换器60的冷却性能。例如，压力可能积聚在发动机罩隔室54中的发动机舱中，这可由此减少通过热交换器60的空气流28。另外，腹盘90可沿着车底26的中央部分产生改进的空气流路径，以进一步改进空气动力学。

腹盘90包括壳体92，其结合通常由数字94标记的空气流管理装置。腹盘90的空气流管理装置94可与车底和/或其它车辆特征(诸如，遮挡系统70)配合以调整进入发动机罩隔室54中的空气流以用于车辆10的操作。如图4中所示，腹盘90可调地定位在车底26的前部车底部分36附近。可理解的是，空气流管理装置94可整体地形成在腹盘90的壳体92中或者组装在壳体92的开口99中。

如图4和5中所示的空气流管理装置94包括可旋转或可调遮挡组件96，其被选择性地定位和被配置为调节从车辆10的前端16进入或流入发动机罩隔室54中的空气流28的量以改进车辆性能。如所示，遮挡组件96位于车辆10的前部车底部分36中的发动机58和热交换器60下方且紧邻它们。

遮挡组件96可包括一个或多个遮板98。多个遮板98中的每一个可被配置为在遮挡组件96的操作期间围绕枢转轴线(未示出)旋转，由此有效地控制通过空气流管理装置94进入车辆10的发动机罩隔室54的空气流28的量。

遮挡组件96可被配置为在全闭位置或状态(如图5中所示)、通过中间或部分关闭位置到全开位置之间(未示出)中的至少一个(并且包括该至少一个)之间操作。当一个或多个遮板98处于其任何打开位置时，空气流28通过在遇到热交换器60之前穿透遮挡组件96的平面而进入车辆10的发动机罩隔室54。

在本公开的一个非限制性实施例中，空气流管理装置94的遮挡组件96可操作地连接到与遮挡系统70配合的机构86。如同遮挡系统70一样，机构86可被配置为选择性地定位遮挡组件96，并且由此将遮挡组件96的期望位置选择并锁定在至少全开位置与全闭位置之间(并且包括全开位置和全闭位置)。

机构86可被配置为使一个或多个遮板98串联或大致一致地旋转，并且允许遮挡组件96旋转到任何可用位置。机构86可进一步被配置为将遮挡系统70的遮挡组件72的不连续中间位置选择和锁定为与空气流管理装置94的至少一个格栅开口56和遮挡组件96对应，或者将遮挡系统70和空气流管理装置94中的遮挡的遮板一致定位在至少全开位置与全闭位置之间(并且包括全开位置和全闭位置)。因而，可通过机构86来调整遮挡系统70的遮挡组件72和空气流管理装置94的遮挡组件96，使得当遮挡系统70打开时，空气流管理装置94打开，并且当遮挡系统70的遮挡组件72全闭时，空气流管理系统94的遮挡组件96可全闭。

还可设想，控制器88可操作地连接到遮挡系统70、机构86和/或空气流管理装置94中的一个或多个，以响应于确定的动力系的配置而将遮挡系统70和空气流管理装置94定位在全开位置与全闭位置之间(并且包括全开位置和全闭位置)来建立通向发动机罩隔室54中的基线空气流开口。遮挡系统70和/或空气流管理装置94的全开位置在任何替代动力系及其相应的发动机58的高负载操作期间产生最大空气流进入发动机罩隔室54。

相反，当通过控制器88选择遮挡系统70和/或空气流管理装置94的全闭位置时，通向发动机罩隔室54的空气流将主要通过格栅开口56发生，以实现最低程度的冷却用于热交换器60内部的高温冷却剂62。用于遮挡系统70和/或空气流管理装置94的中间部分打开位置也可由控制器88选择和设定。用于遮挡系统70和/或空气流管理装置94的这种部分打开位置产生中间空气流流量进入发动机罩隔室54。

当控制器88选择用于遮挡系统70和/或空气流管理装置94的全开位置时，高温冷却剂62的冷却水平可处于绝对最大值。当在高应力操作期间发动机58产生的热量增加时，用于遮挡系统70和/或空气流管理装置94的全开位置组合最大空气流28以向发动机58提供足够的冷却。因此，用于遮挡系统70和/或空气流管理装置94的全开位置实现了增加的冷却水平用于热交换器60内部的高温冷却剂62，因为在较高操作负载下的任何替代发动机均需要冷却需求。

当通过与控制88操作通信的机构86将遮挡系统70和/或空气流管理装置94定位在全闭位置时，遮板74到78使空气流28在格栅开口56处受到阻塞，而一个或多个遮板98使空气流28在空气流管理装置94处受到阻塞。当不需要通过格栅开口56进行发动机冷却时，全闭遮挡系统70和/或空气流管理装置94为车辆10提供优化的空气动力学。遮挡系统70和/或空气流管理装置94也可由控制器88操作，以通过将遮挡组件72的遮板74到78和气流管理装置94的一个或多个遮板98旋转到中间位置来可变地限制接近的空气流28进入热交换器60。

在本公开的另一个非限制性实施例中，腹盘90中的空气流管理装置94可包括与发动机58和热交换器60配合的可调叶片或其它通道构件。叶片或通道构件可被配置为排放发动机罩隔室54中的发动机罩舱压力，由此可使空气流通过热交换器60。可开发新零件来致动叶片或遮板，以排放发动机舱压力并增加散热器空气流。

详述和图式或图支持并且描述本公开，但是本公开的范围仅仅是由权利要求书限定。虽然已详细描述了用于执行所述公开的某些最佳模式和其它实施例，但是也存在用于实践所附权利要求书中限定的本公开的各种替代设计和实施例。另外，图式中所示的实施例或本描述中提及的各个实施例的特性不一定被理解为实施例彼此独立。实情是，可行的是，实施例的一个示例中描述的每个特性可与来自其它实施例的一个或多个期望特性组合，从而产生没有以文字描述或没有通过参考图式描述的其它实施例。因此，这些其它实施例落在随附权利要求书的范围的框架内。