一种箱式货车尾部的导流装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种箱式货车尾部的导流装置。


背景技术：

2.随着国家对商用车燃油消耗限制越来越高，降低油耗已经成为商用车企业降低成本关注的重点。对于在高速公路上行驶的商用车，气动阻力降低30％，其等速百公里的油耗可降低10％上，最高可达15％用合适的方法降低汽车的气动阻力对降低燃料消耗具有重要的实际意义和经济价值。
3.作为箱式货车，货箱是重要的空气动力学优化位置，从降低整车风阻上来看，货箱后部增加空气空力学附件，可以有效切割气流，改变边界层结构，避免气流提前分离，通过分割和导顺气流，抑制或减小汽车尾部涡流的产生，降低车辆尾部的涡流负压区，从而降低整车压差阻力，由于压差阻力是气动阻力主要体现形式，因此可以有效降低风阻，提高整车动力经济型。
4.箱式货车由于具有更大的迎风面积，正向风直接撞击，会导致从车前流过的气流在货箱处产生较大正压力，通过货箱侧面和尾部的气流，由于存在较长平面，空气粘性会导致在壁面产生湍流边界层，在尾部结构突变处会导致气流快速分离，货箱周围气流会向尾部负压区急速流动，因此会在车辆尾部近壁区形成较大涡旋，涡旋会产生能量损耗，增加整车由于风阻产生的前后压差阻力，导致车辆行驶时需要消耗更大的功去克服风阻的增加，增加整车的能量输出，从而增加整车油耗，降低动力经济性。因此，如何降低整车行驶时的风阻，切割气流延迟气流分离点和大涡流的产生是降低整车油耗和提高动力经济性的关键。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种箱式货车尾部的导流装置，用于至少解决一个上述技术问。
6.本实用新型的一种箱式货车尾部的导流装置，包括：导流板，所述导流板可拆卸地设置在货箱尾部的左侧边缘或右侧边缘，所述导流板沿所述货箱的高度方向延伸，并且所述导流板与所述货箱的后侧壁之间呈一定的夹角。
7.在一个实施方式中，所述夹角的角度为50
°
至60
°
。
8.在一个实施方式中，所述导流板的前侧边缘设置有相连的固定底板，所述导流板通过所述固定底板与所述货箱的后侧壁可拆卸地相连。
9.在一个实施方式中，所述导流板上设有至少两个导流件，所述导流件在所述导流板的长度方向上等间距地设置。
10.在一个实施方式中，所述导流件为导流槽，所述导流槽沿所述导流板的厚度方向贯穿所述导流板。
11.在一个实施方式中，相邻的两个所述导流槽之间的间距为700mm至750mm。
12.在一个实施方式中，所述导流槽为矩形。
13.在一个实施方式中，所述导流槽的长度为250mm至300mm，其宽度为80mm至100mm。
14.在一个实施方式中，所述导流板的长度与所述货箱的高度相同。
15.在一个实施方式中，所述导流板的上端由前至后向下倾斜，所述导流板的下端由前至后向上倾斜。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在货箱尾部的两侧导流板，可引导和梳理货箱尾部的气流，使气流更加平顺流过，并延长气流分离点，确保汽车行驶过程中，从货箱侧面流过的气流能够在货箱尾部区域被切割，从而破坏湍流边界层，延迟气流分离点，使其更加远离货箱尾部，以避免气流在货箱尾部边缘就产生分离而在汽车尾部近壁区形成较大的涡流负压区。采用本实用新型的导流装置，可有效减少汽车货箱尾部涡流的产生，降低负压区阻力，降低整车风阻，降低整车油耗。
附图说明
17.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。
18.图1是本实用新型的导流装置在整车上的安装示意图；
19.图2是本实用新型的导流装置和货箱的结构示意图；
20.图3是本实用新型的导流装置在货箱的后侧壁上的安装示意图；
21.图4是本实用新型的导流装置的结构示意图；
22.图5是本实用新型的导流装置的俯视图；
23.图6是本实用新型的货箱及尾部中截面压力分布结果左视图；
24.图7是本实用新型的汽车尾部速度分布分析结果图。
25.附图标记：
[0026]1‑
货箱；2
‑
导流装置；3
‑
螺栓；
[0027]
21
‑
导流板；22
‑
固定底板；23
‑
导流槽；24
‑
安装孔。
具体实施方式
[0028]
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0029]
本实用新型提供一种箱式货车尾部的导流装置2，可广泛应用于整车制造行业。如图1
‑
3中所示，导流装置2包括：导流板21，导流板21可拆卸地设置在货箱1尾部的左侧边缘或右侧边缘，导流板21沿货箱1的高度方向延伸，并且导流板21与所述货箱1的后侧壁之间呈一定的夹角。
[0030]
本实用新型中，在货箱1尾部的两侧导流板21，可引导和梳理货箱1尾部的气流，使气流更加平顺流过，并延长气流分离点，确保汽车行驶过程中，从货箱1侧面流过的气流能够在货箱1尾部区域被切割，从而破坏湍流边界层，延迟气流分离点，使其更加远离货箱1尾部，以避免气流在货箱1尾部边缘就产生分离而在汽车尾部的近壁区形成较大的涡流负压区。采用本实用新型的导流装置2，可有效减少汽车货箱1尾部涡流的产生，降低负压区阻力，降低整车风阻，降低整车油耗。
[0031]
需要说明地是，在货箱1的后侧壁的左右两侧的边缘分别对称且平行地设一个上述导流装置2。这样，货箱1尾部的两个导流装置2为对称平行结构，从而能够起到更好的导流降阻作用。
[0032]
在一个实施例中，导流板21与货箱1的后侧壁之间呈锐角的夹角。换言之，导流板21由其前侧边缘至其后侧边缘向货箱1尾部的中心倾斜地延伸，有利于引导气流向货箱1尾部中心位置流动，以通过气流冲击消除尾部由于负压区引起的大涡旋。
[0033]
具体地，导流板21与固定底板22之间的夹角α的角度为50
°
至60
°
，优选60
°
。其中，两者之间的夹角的角度过大或过小均会影响导流效果。
[0034]
在一个实施例中，如图4
‑
5中所示，导流板21的前侧边缘设置有相连的固定底板22，导流板21通过固定底板22与货箱1的后侧壁可拆卸地相连。
[0035]
其中，导流板21为上述导流装置2的主体，其前侧边缘设置有固定底板22以便于实现与货箱1的后侧壁的连接。
[0036]
安装时，固定底板22的前侧壁贴合于货箱1的后侧壁上，并且使导流板21与货箱1的后侧壁之间形成上述锐角的夹角α。换言之，导流板21与固定底板22之间也形成的一定的夹角α1，且α1与α的大小相同。
[0037]
具体地，固定底板22可与导流板21一体设置，且两者的长度相同。固定底板22上设置有至少两个用于穿设紧固件的安装孔24，固定底板22通过至少两个紧固件与货箱1的后侧壁可拆卸地连接。如图5中所示，固定底板22上设置有5个安装孔24，上述紧固件为螺栓3，对应地货箱1的后侧壁需要有相应的螺纹孔，用于螺栓3的安装。
[0038]
优选地，固定底板22的厚度大于或等于导流板21的厚度。这样，由于固定底板22的强度较高，有利于安装结构的稳定性。
[0039]
在本实用新型中，导流板21上设置至少两个导流件，导流件在导流板21的长度方向上等间距地设置。
[0040]
其中，上述导流件是沿导流板21的厚度方向贯穿导流板21的导流槽23，或者是设置在导流板21的外壁上的凸起的导流片。
[0041]
在一个实施例中，上述导流件为导流槽23。
[0042]
其中，导流槽23用于改变气流方向并引导气流，由于导流板21向货箱1尾部中心(向内)倾斜，设置导流槽23会使流过导流板21的气流更加向中心内部靠拢，能够打散尾部中心位置的涡旋。
[0043]
进一步具体地，导流槽23的数量可设置为3组或4组，相邻的两个导流槽23之间的间距为700mm至750mm。如图1
‑
4中所示，导流板21上设置有3个导流槽23。
[0044]
其中，导流槽23等距离地分布可以均匀分割气流，避免影响流过后整体气流的稳定性。
[0045]
优选地，导流槽23为矩形。具体地，导流槽23的长度为250mm至300mm，其宽度为80mm至100mm。这样，导流槽23设置为矩形，有利于整体风格的统一性及美观度。
[0046]
在另一实施例中，上述导流件为导流片。导流片主要作用是切割气流，降低气流间交互作用产生的能量损失，使气流更加平顺过渡。
[0047]
在一个实施例中，导流板21的长度与货箱1的高度相同，从货箱1侧面流过的气流均能够在货箱1尾部被切割。
[0048]
优选地，导流板21的上端由前至后向下倾斜，导流板21的下端由前至后向上倾斜。这样设置，便于后续在货箱1后侧壁的上侧边缘和下侧边缘安装类似的导流板21结构或其它零件，避免相互干扰。
[0049]
在一个实施例中，导流板21和固定底板22均由塑料材料制成。优选地，上述塑料材料为高强度复合塑料，例如ppn、ppc、ppu等。高强度复合塑料的重量轻，强度高。
[0050]
实施例
[0051]
本实施例中，货箱1的后侧壁的左右两侧边缘分别有一组导流装置2，该导流装置2包括相连的导流板21和固定底板22。其中，导流板21和固定底板22的长度均与货箱1的高度一致；导流板21的宽度为400mm，厚度为20mm；导流板21与固定底板22之间的夹角为60
°
；导流板21上等间距地设置有3组或4组导流槽23，导流槽23之间的间距为700mm至750mm，且每个导流凹槽的长度为250mm至300mm，宽度为80mm至100mm；固定底板22的宽度为80mm至100mm，厚度为20至30mm。
[0052]
本实用新型的导流装置2在设计时结合了cfd分析方法，以减少设计时长，降低时间成本，并增加设计的可靠性。
[0053]
其中，图6是货箱1及尾部中截面压力分布结果左视图，其通过ansys fluent软件建立相关分析模型，并通过设置物理模型、边界条件等计算得到。数模模型包括驾驶室、货箱13、底盘、轮胎、动力总成等整车关键部件，零部件材料属性为刚性wall边界，冷却模块设置为多孔介质。将模型搭建完成后进行相关的cfd分析，得到压力分析结果，表面压力分布结果用于评价各部件受力情况变化，确认方案是否能够达到优化效果。
[0054]
图7是汽车尾部速度分布分析结果图，其通过在ansys fluent软件进行cfd仿真分析计算得到，可同时判断气流走向及分离点。
[0055]
通过与不带导流装置2的相同车型风阻对比，采用本实用新型的导流装置2的车型的尾部涡流更小，能够减小能量损失，减小压差阻力，使整车风阻系数由0.583降低到了0.561，降低了3.77％，整车等速油耗降低了1.25％。
[0056]
综上，由于箱式货车在高速行驶时，风阻占比会比滚动阻力更大，整车油耗也会随着车速增加而变大，风阻过大会降低整车行驶效率，因此设计为货运卡车设计空气动力学附件尤为重要。本设计采用在货箱1尾部两侧增加设有导流槽23的导流板21，来分割从前方货箱1侧面流过来的气流，确保气流在货箱1尾部平顺过渡，延迟气流分离点，改善尾部流场分布，抑制尾部大涡旋的产生，降低整车气动压差阻力，降低整车油耗，提高整车动力性经济性。设计过程结合cfd分析方法，保证了设计的合理性。
[0057]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“后”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设备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。
[0058]
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。