一种合成射流汽车减阻装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车减阻设备技术领域，特别涉及一种合成射流汽车减阻装置。
【背景技术】
[0002]汽车在行驶时，需要挤开周围的空气，汽车前面受气流压力并且形成真空，产生压力差。此外，各层空气之间以及空气与汽车表面还存在摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成了空气阻力。空气阻力包括有压差阻力(又称形状阻力)，诱导阻力，表面阻力(又称摩擦阻力)，内部阻力(又称内循环阻力)以及干扰阻力组成。空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关。空气阻力与汽车行驶速度成正比，当汽车高速行驶时，空气阻力的数值将显著增加。汽车要运动就必须克服空气阻力，当阻力增加时，汽车的驱动力也必须跟着增加，也就会增加汽车功耗和油耗。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够减小汽车空气阻力进而降低油耗的合成射流汽车减阻装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种合成射流汽车减阻装置，包括设于车头前端的第一压力传感器，设于车尾后端的第二压力传感器，以及设于车尾玻璃顶部的合成射流喷射装置，所述合成射流喷射装置包括由压电振动隔膜与合成射流喷口构成的合成射流腔体、设于压电振动隔膜外侧的压电驱动器，所述压电驱动器连接有驱动控制器，所述第一压力传感器通过信号处理装置与所述驱动控制器的输入电路相连接，所述第二压力传感器通过所述信号处理装置与所述驱动控制器的反馈电路相连接，所述驱动控制器通过接收所述第一压力传感器和/或所述第二压力传感器检测的信号来控制所述压电驱动器驱动所述压电振动隔膜振动产生合成射流。
[0005]所述驱动控制器采用压电陶瓷驱动控制器，所述压电陶瓷驱动控制器还包括直流升压电路、交流逆变电路、滤波电路。
[0006]所述合成射流喷射装置还包括供电电源，所述供电电源的电压为12V。
[0007]所述第一压力传感器设有车头前端中心，所述第二压力传感器设于车尾后端中心。
[0008]所述合成射流喷口开口方向向上。
[0009]本实用新型的工作原理是:汽车行驶时，首先由安装于车头前端的第一压力传感器测量汽车行驶时气流相对于汽车行驶时的风速，测得的风速由信号处理装置收集，并由信号处理装置将风速信号作为控制参数传递到驱动控制器，驱动控制器根据实时风速输出信号给压电驱动器，控制压电驱动器驱动压电振动隔膜振动产生射流;使射流从合成射流喷口喷出，分离车身表面的气流。
[0010]本实用新型的闭环控制过程为:当第一压力传感器检测的数值大于第一数值时，驱动控制器控制压电驱动器驱动压电振动隔膜产生合成射流，分离车身表面的气流;第二压力传感器检测的数值小于等于第二数值时，驱动控制器控制压电驱动器停止工作，也就停止产生合成射流;第二压力传感器检测的数值大于第二数值时，驱动控制器控制压电驱动器驱动压电振动隔膜产生更强的合成射流，以分离更强的气流，达到减小阻力的作用。其中第一数值和第二数值的设定可通过驱动控制器设定。
[0011]本实用新型与现有技术相比优点是:1、合成射流增强和放大了分离区域的涡结构，这种涡结构带有高动量，注入分离区可促使分离区气流较早再附。2、对于层流来说，合成射流喷射装置工作于高频下可促使边界层提前转捩，由于湍流边界层较难发生分离，所以提前向湍流转捩可以延迟分离。3、合成射流在合成射流喷口附近起到“任意等效气动外形”的作用，从而影响和控制分离。4、本实用新型在车尾后端设置第二压力传感器是因为尾部流场较为复杂，流场实时变化，通过第二压力传感器能够测得经合成射流改变后流场的速度，并通过信号处理装置传递到驱动控制器的反馈电路，根据驱动控制器内设定的参数判断此时流场速度大小，从而进一步对压电驱动器驱动压电振动隔膜的振动进行控制，实现闭环控制。
[0012]综上，本实用新型提供的合成射流汽车减阻装置是主动减阻的方式较小空气阻力对汽车行驶的影响，进而降低了汽车油耗。而且本实用新型通过驱动控制器控制整个减阻装置，实现对流场进行精准测量与控制，进一步地该减阻装置采用了闭环控制的方式能够实现对流场的实时控制。而且本装置仅采用了两个压力传感器、合成射流喷射装置即可实现分流空气阻力的作用，体积小巧，易于安装，且成本较低，能够广泛应用于运输工具领域。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0014]图1是本实用新型安装在汽车上的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型安装于汽车的侧视图；
[0016]图3是本实用新型连接关系结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1-3所示，本实用新型提供的一种合成射流汽车减阻装置，包括设于车头9前端的第一压力传感器I，设于车尾10后端的第二压力传感器2，以及设于车尾玻璃11顶部的合成射流喷射装置，合成射流喷射装置包括由压电振动隔膜4与合成射流喷口 3构成的合成射流腔体6、设于压电振动隔膜4外侧的压电驱动器5，压电驱动器5连接有驱动控制器7，第一压力传感器I通过信号处理装置8与驱动控制器7的输入电路相连接，第二压力传感器2通过信号处理装置8与驱动控制器7的反馈电路相连接，驱动控制器7通过接收第一压力传感器I和/或第二压力传感器2检测的信号来控制压电驱动器5驱动压电振动隔膜4振动产生合成射流。
[0018]在上述实施方式中，驱动控制器5采用现有的压电陶瓷驱动控制器，压电陶瓷驱动控制器还包括直流升压电路、交流逆变电路、滤波电路，可以对采集的第一压力传感器I和第二压力传感器2采集的数据进行分析、处理，并根据分析结果控制压电驱动器5驱动压电振动隔膜4振动产生不同强度的合成射流，使汽车阻力降到最低，达到良好的行驶状态，减少油耗。
[0019]在上述实施方式中，合成射流喷射装置还包括供电电源，供电电源的电压为12V，为了安装方便该供电电源可以使用汽车本身的供电系统供电。
[0020]在上述实施方式中，为了使检测到的数据更精准，将第一压力传感器I设于车头前端中心，第二压力传感器2设于车尾后端中心，设于中心位置能够更精确的检测到空气相对于汽车的流速，提高控制精确程度。
[0021]为了使合成射流对空气分流作用更明显，减阻效果更好，本实施方式中合成射流喷口 3开口方向向上。
[0022]本实用新型的工作原理是:汽车行驶时，首先由安装于车头前端的第一压力传感器测量汽车行驶时气流相对于汽车行驶时的风速，测得的风速由信号处理装置收集，并由信号处理装置将风速信号作为控制参数传递到驱动控制器，驱动控制器根据实时风速输出信号给压电驱动器，控制压电驱动器驱动压电振动隔膜振动产生射流;使射流从合成射流喷口喷出，分离车身表面的气流。
[0023]上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种合成射流汽车减阻装置，其特征在于，包括设于车头前端的第一压力传感器，设于车尾后端的第二压力传感器，以及设于车尾玻璃顶部的合成射流喷射装置，所述合成射流喷射装置包括由压电振动隔膜与合成射流喷口构成的合成射流腔体、设于压电振动隔膜外侧的压电驱动器，所述压电驱动器连接有驱动控制器，所述第一压力传感器通过信号处理装置与所述驱动控制器的输入电路相连接，所述第二压力传感器通过所述信号处理装置与所述驱动控制器的反馈电路相连接，所述驱动控制器通过接收所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测的信号来控制所述压电驱动器驱动所述压电振动隔膜振动产生合成射流。2.根据权利要求1所述的一种合成射流汽车减阻装置，其特征在于，所述驱动控制器采用压电陶瓷驱动控制器，所述压电陶瓷驱动控制器还包括直流升压电路、交流逆变电路、滤波电路。3.根据权利要求1所述的一种合成射流汽车减阻装置，其特征在于，所述合成射流喷射装置还包括供电电源，所述供电电源的电压为12V。4.根据权利要求1所述的一种合成射流汽车减阻装置，其特征在于，所述第一压力传感器设有车头前端中心，所述第二压力传感器设于车尾后端中心。5.根据权利要求1所述的一种合成射流汽车减阻装置，其特征在于，所述合成射流喷口开口方向向上。
【专利摘要】本实用新型提供了一种合成射流汽车减阻装置，包括设于车头前端的第一压力传感器，设于车尾后端的第二压力传感器，以及设于挡风玻璃顶部的合成射流喷射装置，合成射流喷射装置包括由压电振动隔膜与合成射流喷口构成的合成射流腔体、设于压电振动隔膜外侧的压电驱动器，压电驱动器连接有驱动控制器，第一压力传感器通过信号处理装置与驱动控制器的输入电路相连接，第二压力传感器通过信号处理装置与驱动控制器的反馈电路相连接，驱动控制器通过接收第一压力传感器和/或第二压力传感器检测的信号来控制压电驱动器驱动压电振动隔膜振动产生合成射流。本实用新型主动减阻的方式较小空气阻力对汽车行驶的影响，进而降低了汽车油耗。
【IPC分类】B62D37/02
【公开号】CN205186324
【申请号】CN201521015900
【发明人】李冠群, 胡兴军, 张景银, 郭峰, 薛超坦, 杜玮, 曹杰讯, 刘宇堃, 郭鹏
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月9日