一种汽车车身背部附加装置的制作方法

专利名称：一种汽车车身背部附加装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆车身设计技术领域，尤其涉及一种汽车车身背部的附加装置。
背景技术：
随着社会与汽车工业的发展，汽车已不仅仅是代步工具，其社会人文功能也越发凸显。色彩丰富，形态各异的各类汽车形成了城市和大地上的一道道风景线，为世界带来了动感和美感。现在轿车车身背部常常装有尾翼等附加装置，部分汽车尾翼的安装设计主要是关注其美观造型，已然成为车主彰显时尚个性的一种方式。但绝大部分的汽车尾翼的安装设计更关注的是提高车辆的行驶稳定性，如赛车或跑车背部的汽车尾翼(即汽车扰流器)，主要是抑制汽车高速行驶时的气动升力引起的“发飘现象”，亦即目前汽车车身上的汽车尾翼的造型设计完全是出于美学造型风格和/或抑制升力的。根据空气动力学可知，附加装置的形状不同，其气动特性不同，自然所起到的效果就不同。然而由于近年来中国城市化进程不断加快，建筑施工增多，道路空气中尘土在快速行驶的车辆车身表面附着沉积，尤其是下雨后或空气湿度较大的路面上，潮湿尘泥微团被滚动车轮搅拌着空气携带至车身周围，污浊空气与汽车车身相互作用，最终沉积在车身上，尤其是车身背部位置，造成车身污染，影响乘车的舒适性、美观性，同时也增加了汽车洗车费用和时间消耗。因此，本申请人开发一种抑制尘土污染汽车车身背部的附加装置，来克服以上不足。
发明内容有鉴于现有技术的上述不足，本申请人首先应用汽车空气动力学相关知识，对原汽车(即未安装汽车附加装置的汽车)车身背部流场进行分析，如图I所示，在车身纵对称面上，汽车车身背部气流分为车身顶部气流和车身底部气流这两股气流。所述车身顶部气流，因没有障碍物，基本沿原方向向后流动。所述车身底部的气流，因车轮旋转，轮胎花纹及沟槽粘上潮湿的尘泥被上卷，携带到车身底部的空气中，根据空气连续性原理和卡门涡现象，车身背部的涡为一个上洗涡，即污浊的底部空气受背部附面层的吸附效应，上卷到车身后风窗玻璃附加，并与车身后部摩擦碰撞，尘泥微团因静电力和水分与车身的粘黏作用，被吸附在车身背部，从而造成了车身背部污染，如附图I所示的A位置。对此，目前一些汽车车身上采用后刮尘器，通过电动机驱动，机械式刮除后风窗玻璃上的尘泥，以达到清洁作用。然而该方法采用的后刮尘器为旋转的方式，挂刷面为圆弧扇面，刮刷面积有限，除尘效果不佳；另外，因采用电动机驱动，还需要消耗动力。本申请人是付出创造性劳动，进行了大量的分析和试验才发现尘土污染车身与汽车尾翼的结构设计存在密切的关联性，继而开发一种在具备原有汽车尾翼功能的基础上，还能从结构上改变车身气流流动状态，减少流经车身表面气流中尘土的沉积，起到抑制车身背部尘土污染的汽车车身附加装置及其安装方法。为实现上述目的，本实用新型提供了一种抑制尘土污染汽车车身背部的附加装置，包括导流体和和支撑体，所述支撑体用于连接所述导流体和车身，其中，所述导流体长条状，中间部分的横截面为类三角形，所述导流体包括有三个导流面，分别为上导流面、前导流面和后导流面，所述横截面上的所述上导流面弧长均小于所述前导流面和后导流面的弧长，所述前导流面和上导流面为凹型面，所述后导流面为凸型面，所述支撑体设置在前导流面上。较佳的，所述导流体的三个导流面为圆弧过渡连接。较佳的，所述支撑体为长度可调支撑杆。 较佳的，所述支撑体包括一用于调节所述支撑体长度的齿轮齿条结构。较佳的，所述支撑体包括一连接导流体的上支撑体、一连接车身的下支撑体以及用于将所述上支撑体和下支撑体连接固定的可拆卸插销，所述上支撑体和下支撑体上对应设置有若干插孔，所述可拆卸插销设置在所述插孔上。较佳的，所述支撑杆迎风面为光滑圆弧面。本实用新型的附加装置改变了汽车车身背部的来自车顶部和来自汽车底部的两股气流的流动状态。具体为，来自车顶部气流被分为两部分，紧贴车身气流和上层气流。所述紧贴车身气流，因汽车附加装置前导流面的凹型面导流作用，被迫沿车身背部表面向下流动；所述上层气流因汽车附加装置上导流面的凸型面导流作用，向上流动一小段距离后，被汽车附加装置后导流面的所吸引，使得气流斜向下运动；如上可见，此时来自汽车底部的带有尘土的污浊空气运动到车身后背下半身，遇到来自车身顶部紧贴车身流动向下的气流后，两股气流对冲，使得污浊空气不能继续向上运动而改为向后运动，继而成功的抑制了车身背部尘土污染。综上所述，本实用新型在抑制汽车车身背部尘土污染的方面有着突出效果，且本实用新型结构简单，安装便捷。

图I为无附加装置的的汽车背部气流流动状态示意图。图2为装有本具体实施例附加装置的汽车背部气流流动状态示意图。图3为本具体实施例的附加装置立体结构示意图。图4为本具体实施例的附加装置中间段截面示意图。图5为本具体实施例的附加装置的俯视图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，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得其他的附图。如附图3所示，本具体实施例提供了一种抑制尘土污染汽车车身背部的附加装置，包括导流体I和支撑体2，支撑体I用于连接导流体I和车身，其中，如图5所示，导流体2长条状；如图4所示，中间部分的横截面为类三角形，导流体I包括有三个导流面分别为上导流面12、前导流面11和后导流面13，横截面上的上导流面12弧长15均小于前导流面11上的弧长14和后导流面13上的弧长16，前导流面11和上导流面12为凹型面，后导流面13为凸型面，支撑体2设置在前导流面11上。作为本实用新型的进一步具体实施方式
，导流体I的三个导流面为圆弧过渡连接。作为本实用新型的进一步具体实施方式
，支撑体2为长度可调支撑杆，如支撑体2可包括一用于调节所述支撑体长度的齿轮齿条结构或包括一连接导流体的上支撑体、一连接车身的下支撑体以及用于将所述上支撑体和下支撑体连接固定的可拆卸插销，所述上支撑体和下支撑体上对应设置有若干插孔，所述可拆卸插销设置在所述插孔上来实现长度可 调，当然了，还可以采用其他方式来实现，此外本实施例中的支撑杆也可以是长度固定支撑杆。作为本实用新型的进一步具体实施方式
，所述支撑杆迎风面为光滑圆弧面。本实施例还提供一种上述抑制尘土污染汽车车身背部的附加装置的安装方法将导流体I通过支撑体2安装到汽车车身背部后风窗玻璃与车顶交界线处，如附图2所示；上导流面12与前导流面11的交线在垂直方向上的距离所述车顶交界线最短距离为24mm，当然，所述距离还可以是15或40mm，还可以为15_40mm中的任一长度；所述前导流面和车身最短距离为24mm，当然，所述距离还可以是15或30mm，还可以为15_30mm中的任一长度。本实施例还提供一种抑制尘土污染车身背部的汽车上应用上述汽车附加装置和/或安装方法，包括所述的汽车车背上设置有所述汽车附加装置；所述汽车的车背上按照所述安装方法设置有所述汽车附加装置。示例性的，本实施例的应用效果如下本实用新型人利用计算流体力学CFD计算机仿真技术进行流场分析首先应用计算流体力学CFD计算机仿真技术，对如图I所示的车型进行了流场分析。设置边界条件为车速25千米每小时,入口条件设为velocity-inlet,速度为40m/s,出口条件为pressure-outlet,大小为一个标准大气压,侧面及顶部设为静止壁面，地板为滑移壁面，速度与入口一样，车身为无滑移壁面。根据空气动力学连续性方程、动量守恒和能量守恒三大方程，选用Realizable k-ε湍流模型。同时，以采用DPM方法来描述和追踪尘土颗粒在汽车外流场中的迁移运动，用Euler方法描述空气流场，对离散的尘土颗粒物用Lagrangian方法追踪其运动轨迹。由于尘土颗粒粒径属于不规则分布，为了接近实际情况，假设颗粒粒径尺寸符合time分布，平均尺寸为60 μ m，尺寸范围分5个尺寸组，可得到不同尺寸的颗粒。在对几何模型进行有限体积法离散后，进行流场计算。计算结果发现未使用本实用新型的附加装置前，车身背部很容易被尘土污染。采用同样的计算方法，在使用本实施例的附加装置后的汽车，如图2所示，在相同时间内，车身背部污染面积降幅达63. 17%。同时，采用同样的计算方法，对使用本实用新型的附加装置安装方法进行计算，较佳的上导流面与前导流面的交线在垂直方向上的距离所述车顶交界线最短距离值为24mm ；较佳的所述前导流面和车身最短距离值24mm。以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。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实用新型的构思做出诸多修改和变化。如本实用新型所述导流体为实现本实用新型功能的主体部分，实现本实用新型所涉及的功能，所述导流体特征在于沿车宽方向中间主体部分为如上所述长条状，对于两端还可以进行与车体风格相配或其他任意的曲面造型设计。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型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。·
权利要求1.一种汽车车身背部的附加装置，包括导流体和支撑体，所述支撑体用于连接所述导流体和车身，其特征在于所述导流体长条状，中间部分的横截面为类三角形，所述导流体包括有三个导流面分别为上导流面、前导流面和后导流面，所述横截面上的所述上导流面弧长均小于所述前导流面和后导流面的弧长，所述前导流面和上导流面为凹型面，所述后导流面为凸型面，所述支撑体设置在前导流面上。
2.如权利要求I所述的附加装置，其特征在于所述导流体的三个导流面为圆弧过渡连接。
3.如权利要求I所述的附加装置，其特征在于所述支撑体为长度可调支撑杆。
4.如权利要求3所述的附加装置，其特征在于所述支撑体包括一用于调节所述支撑体长度的齿轮齿条结构。
5.如权利要求3所述的附加装置，其特征在于所述支撑体包括一连接导流体的上支撑体、一连接车身的下支撑体以及用于将所述上支撑体和下支撑体连接固定的可拆卸插销，所述上支撑体和下支撑体上对应设置有若干插孔，所述可拆卸插销设置在所述插孔上。
6.如权利要求3所述的附加装置，其特征在于所述支撑杆迎风面为光滑圆弧面。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车车身背部的附加装置，包括导流体和支撑体，所述支撑体用于连接所述导流体和车身，其中所述导流体为长条状，中间部分的横截面为类三角形，所述导流体包括有三个导流面分别为上导流面、前导流面和后导流面，所述横截面上的所述上导流面弧长均小于所述前导流面和后导流面的弧长，所述前导流面和上导流面为凹型面，所述后导流面为凸型面，所述支撑体设置在前导流面上；本实用新型结构简单，安装便捷，有效的抑制了汽车车身背部的尘土污染。
文档编号B62D37/02GK202765115SQ20122046553
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者谷正气, 张勇, 刘水长 申请人:湖南工业大学