CN108367790A - 车辆用翼片、翼片的控制方法及包括翼片的机动车辆 - Google Patents
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Abstract
一种翼片(1),其包括主要上凹的上表面(1a)和主要下凸的下表面(1b),该翼片(1)设置有用于固定到车辆上的一个或多个支撑件(2,3),其中翼片(1)的下表面(1b)设置有与设置在翼片(1)中的一个或多个外部的第一管道(6,6’,7,7’)连接的一个或多个狭缝(4,4’,5,5’),该一个或多个第一管道(6,6’,7,7’)又与设置在至少一个支撑件(2,3)中的至少一个第二管道(9)连接,其中与至少一个致动器(14,14’)连接的至少一个阀(12)沿第二管道(9)或沿连接至该第二管道(9)的第三管道(13,13’,16,16’)设置。本发明还涉及用于控制该翼片的操作的方法以及包括该翼片的机动车辆。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆用翼片,并且特别是可以安装在机动车辆上产生向下的推力并增大其对地面的附着力的翼片。本发明还涉及用于控制该翼片的操作的方法以及包括该翼片的机动车辆。
背景技术
尤其用于跑车、特别是用于一级方程式比赛的跑车的已知的车辆用翼片的下表面设置有一个或多个狭缝,该狭缝将设置在翼片中的管道与外部连接。翼片中的管道与设置在翼片前方的外部管道连接,该外部管道继而与设置在机动车辆的驾驶座椅前方的进气口连接。以这种方式,通过手动关闭穿过该外部管道的气流,驾驶员可以让空气穿过狭缝,以减小翼片的气动阻力及其向下的推力。
该已知的翼片相对较重、较复杂并且难以制造、安装、操作和维护。此外,外部管道和进气口会降低车辆的气动特性和美观性。
DE2726507A1描述了一种下表面设置有开口的翼片,该开口与设置在翼片中且设置在支撑翼片的支撑件中的外部管道连接。这些管道与车辆中的压力发生器直接连接。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种没有上述缺点的翼片。该目的是通过主要特征限定在所附权利要求中的一种翼片和一种方法实现的。
由于插在支撑件中的特殊管道,翼片可以比已知翼片具有更紧凑的尺寸并且更美观。
由于设置在支撑件的自由端部处的特定管道,翼片不仅可以集成阀和其致动器,而且还可以集成进气口和排气口,从而减小总体尺寸和/或利用进气口和气流来冷却发动机。
由于特定的节流阀和设置在其旁边的致动器,气流控制***的重量和移动部件的数量可以被最小化。
由于翼片、支撑件和狭缝的特定的尺寸、形状和布置,气动特性可以被优化,从而提高由于空气穿过狭缝而产生的作用的有效性。
由于致动器的特定的电子控制***,特别是在使用利用由合适的传感器检测到的车辆参数的特定的控制程序的情况下,翼片的操作可以自动地实时控制并且可以手动或自动地调节至车辆的不同使用条件。
翼片和支撑件的重量、装配时间和故障风险可以通过利用特定的壳体结构来减少,该特定的壳体结构具有可以通过粘合剂接合在一起的内部肋。
作用于车辆两侧上的向下推力可以有利地通过使用至少两个支撑件而区分开,该至少两个支撑件具有彼此独立的管道并且沿着翼片设置在特定位置处,优选不是在其端部处。
附图说明
通过下面参照附图对本发明的实施方式进行的详细且非限制性的描述,本发明的其他优点和特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见,在附图中:
图1示出了翼片的轴测图;
图2示出了图1的翼片的俯视图;
图3示出了图1的翼片的仰视图;
图4示出了没有上壳体的图2的翼片;
图5示出了图1的翼片的后视图;
图6示出了图1的翼片的前视图;
图7、图8和图9分别示出了图6的放大部分VII-VII、VIII-VIII和IX-IX;
图10示出了图1的翼片的控制***的示意图;
图11示出了图1的翼片在使用期间的操作视图。
具体实施方式
参照图1至图7,观察到根据本发明的翼片1包括主要上凹的上表面1a和主要下凸的下表面1b,以在翼片1向前运动时、特别是在翼片1安装在运动中的车辆(图中没有示出,例如跑车)上时产生向下的推力。翼片1设置有一个或多个支撑件,优选至少两个支撑件2、3,以将翼片1固定到车辆上,特别是固定到车辆后部。支撑件2、3可以向翼片的下表面1b下方突出,并且优选具有类似于飞机的翅片的形状。翼片1的前缘1c是前凹的和/或翼片1的后缘1d是后凸的。翼片1优选具有包含在支撑件2、3之间并且位于两个外部部分EP之间的中央部分CP,外部部分EP的宽度在中央部分CP的宽度的60%和90%之间,特别是70%和80%之间。翼片1包括上壳体,该上壳体包括上表面1a并且接合至、特别是胶粘到包括下表面1b的下壳体上。为了便于这种接合,上壳体可以包括至少一个第一纵肋1e,即沿翼片1延伸的肋,其向下突出并且接合至从下壳体向上突出的至少一个第二纵肋1f。该一个或多个支撑件2、3可以包括左壳体2a、3a,其接合至、优选胶粘到右壳体2b、3b。
翼片1的下表面1b设置有一个或多个狭缝4、4’、5、5’,其与设置在翼片1中的一个或多个外部的第一管道6、6’、7、7’连接。狭缝4、4’、5、5’与翼片1的前缘1c与它们相邻的部分的轮廓大体相同。
设置在翼片1的一侧上的一个或多个第一狭缝4、4’与一个或多个第一管道6、6’连接,并且设置在翼片1的相对的一侧上的一个或多个第二狭缝5、5’与一个或多个另外的第一管道7、7’连接,使得所述第一狭缝4、4’和第二狭缝5、5’各自与至少两个第一管道6、6’和7、7’连接,以接收朝向隙缝4、4’、5、5’的至少两股独立的气流F1和F2。
特别地,一个或多个狭缝4、5设置在翼片1的各个外部部分EP中,并且一个或多个狭缝4’、5’设置在翼片1的中央部分CP中。翼片1的外部部分EP的至少一个狭缝4或5和/或中央部分CP的至少一个狭缝4’或5’各自连接至两个第一管道6、6’或7、7’,特别是四个第一管道6、6’或7、7’中的、偏离支撑件2或3的两个第一管道。管道6、6’、7、7’可以由具有大体U形横截面的一个或多个通道8限定、朝向狭缝4、4’、5、5’打开并且接合至翼片1的下壳体。狭缝4、4’、5、5’的宽度在0.5和40mm之间,特别是在2和4mm之间。在翼片1的弦长C的投影上量得的、狭缝4、4’、5、5’与翼片1的前缘1c之间的距离D在弦长C的5%和70%之间,特别是在30%和40%之间。
第一管道6、6’或7、7’与设置在支撑件2和/或3中的至少一个中的至少一个第二管道9连接。特别地,偏离第一支撑件2的第一管道6、6’与设置在第一支撑件2中的第二管道(图中看不见)连接,并且偏离第二支撑件3的第一管道7、7’与设置在第二支撑件3中的第二管道9连接。因此,至少两个第一管道6、6’、7、7’可以各自与分别设置在至少两个支撑件2、3中的至少两个第二管道9连接。
每个支撑件2和/或3的自由端部(即,基部)可以设置有一个或多个穿孔销10、10’和/或11、11’,该穿孔销向下突出并且可以***形成在车辆的上部中的对应的座中,以将翼片1固定到其上。
还参照图8,观察到支撑件2和/或3中的每个第二管道9优选不仅由支撑件3的左壳体3a和右壳体3b的内壁限定,而且还由一个或多个纵肋3c、3d(即,沿支撑件3延伸的肋)限定,纵肋3c、3d从左壳体3a或右壳体3b的其中一个内壁上向内突出,并且特别是与另外的纵肋3e、3f两两接合,另外的纵肋3e、3f各自从右壳体3b或左壳体3a的相对的内壁上向内突出。
还参照图9,观察到至少一个阀12沿支撑件2和/或3中的第二管道9设置,或者沿连接至该第二管道9的至少一个第三管道13、13’设置,以调节穿过第三管道13、13’(如果存在的话)、第二管道9、一个或多个第一管道6、6’、7、7’和一个或多个狭缝4、4’、5、5’到达翼片1下方的开口的输入流IF。特别地,一个或多个阀12沿第三管道13和/或13’设置,该第三管道在支撑件2和/或3的自由端部处设置在第二管道9的自由端部的前方。阀12优选为具有可以围绕大体水平的轴线旋转的节气门的节流阀。阀12连接至致动器14、14’、特别是设置在第三管道13、13’的旁边的机电致动器,以完全或部分地关闭或打开输入流IF朝向狭缝4、4’、5、5’的路径。第三管道13、13’设置有进气口15、15’,该进气口适于与外部连接,例如通过设置有形成在车身的一部分上的进气口(特别是与用于冷却车辆的发动机的进气口相同的进气口)的管道与外部连接,从而获得随车辆速度而增加的输入流IF。
进气口15、15’优选还连接至排气口16、16’,该排气口适于将不穿过第三管道13,13’的输入流IF分离为输出流OF,例如,将其定向为朝向车辆的发动机。优选通过形成在接合在一起的两个互补的壳体中的成对的互补通道来形成第三管道13、13’、进气口15、15’和排气口16、16’。在替代实施方式中,阀12也可以沿排气口16、16’设置,然而该排气口总是为连接至第二管道9的管道。
第三管道13、13’在开始处(即,其与排气口16、16’分离的位置)的横截面积A1在5000和7000mm2之间,或者处于第三管道13、13’在放置阀12处的横截面积A2的10%和1000%之间,该面积A2在1500和2500mm2之间。第二管道9的端部处(即,其分成第一管道6、6’、7、7’的位置)的横截面积A3在700和800mm2之间,或者处于面积A2的10%和1000%之间。狭缝4、4’、5、5’的总面积在1500和2500mm2之间,或者处于面积A2的10%和1000%之间。
参照图10,观察到致动器14、14’通过电线和/或经由无线电连接至至少一个电子控制单元CU,该电子控制单元CU适于控制致动器14、14’的操作,以自动或手动打开或关闭阀12,从而控制由翼片1产生的向下的推力及其气动阻力。控制单元CU又连接至用于检测车辆制动器的位置的制动传感器BS和/或连接至用于检测车辆速度的速度传感器VS和/或连接至用于检测车辆的纵向加速度的纵向加速度计LA和/或连接至用于检测车辆的横向加速度的横向加速度计SA和/或连接至用于检测车辆加速器的位置的节气门传感器TS和/或连接至用于检测车辆转向的位置的转向传感器SS,以根据这些传感器BS、VS、LA、SA、TS和/或SS发送的信号通过致动器14、14’致动一个或多个阀12,该一个或多个阀12在它们之间也具有不同的位置。
除了与这些传感器的连接之外或作为该连接方式的替代,控制单元CU可以通过单向或双向连接方式连接至一个或多个车辆控制单元VCU,例如通过CAN总线或LIN总线连接方式连接。控制单元CU也可以集成在车辆控制单元VCU中。已经存在于车辆中的用于其他目的惯性平台也可以用作纵向加速度计LA和/或横向加速度计SA。
参照图11,观察到根据速度传感器VS检测到的车辆速度V,控制单元CU可以在翼片1的控制过程中致动致动器14、14’,以在特定的速度阈值T1、T2、T3、T4和/或T5处打开或关闭阀12。
特别地,阀12在速度V低于第一阈值T1时处于关闭位置VC和/或在速度V处于第二阈值T2和第三阈值T3之间时处于打开位置VO和/或在速度V处于第四阈值T4和第五阈值T5之间时处于关闭位置VC和/或在速度V高于第五阈值T5时处于打开位置VO。
此外,在控制过程中,控制单元CU可以在速度V降低(速度V-)到低于第一阈值T1时关闭阀12,并且在速度V升高(速度V+)到高于第二阈值T2时打开阀12,该第二阈值T2大于或等于第一阈值T1。控制单元CU也可以在速度V降低(速度V-)至低于第三阈值T3时打开阀12并且在速度V升高(速度V+)到高于第四阈值T4时关闭阀12,第四阈值T4大于或等于第三阈值T3。
控制单元CU可以根据从纵向加速度计LA和/或从横向加速度计SA和/或从制动传感器BS和/或从节气门传感器TS和/或从转向传感器SS接收到的信号的变化来打开或关闭阀12,特别是在速度V高于第四阈值T4和/或低于第五阈值T5时。第五阈值T5也可以是无效的,即,可以是高于车辆的最大速度的。
控制单元CU可以在制动传感器BS测得的制动器位置高于阈值时和/或纵向加速度计LA测得的纵向加速度低于阈值(优选该阈值为低于表示车辆的制动状态的0g的阈值)时关闭阀12,以减小车辆的制动距离。
控制单元CU也可以在转向传感器SS测得的转向位置高于阈值时和/或横向加速度计SA测得的横向加速度的绝对值高于阈值时关闭阀12,以提高车辆的转弯抓地力。
控制单元CU也可以根据从横向加速度计SA和/或从转向传感器SS接收到的信号的变化来通过不同的方式打开或关闭支撑件2、3的第二管道9或第三管道13、13’中的两个或多个阀12,使得经由第一支撑件2通过翼片1的一侧传递的向下的推力高于或低于经由第二支撑件3通过翼片1的另一侧传递的向下的推力。
特别地,当横向加速度计SA和/或转向传感器SS测量到车辆向左转弯时,即当横向加速度高于或低于阈值和/或转向位置高于或低于阈值时,控制单元CU关闭翼片1左边的一个或多个阀12,从而保持翼片1右边的一个或多个阀12打开,并且反过来在车辆向右转弯时也是一样,以减小由转弯引起的车辆的侧倾。
第一阈值T1和第二阈值T2在30和60km/h之间。第三阈值T3和第四阈值T4在70和90km/h之间,而第五阈值高于80km/h。
本领域技术人员可以对本文描述和示出的本发明的实施方式进行可能的变型和/或添加,同时该可能的变型或添加保持在所附权利要求的范围内。特别地,另外的实施方式可以包括所附权利要求的其中之一的技术特征以及增加的本文描述和/或附图示出的单独或任何相互组合的一个或多个特征。
Claims (23)
1.一种翼片(1),其包括主要上凹的上表面(1a)和主要下凸的下表面(1b),该翼片(1)设置有用于固定到车辆上的一个或多个支撑件(2,3),其中翼片(1)的下表面(1b)设置有与设置在翼片(1)中的一个或多个外部的第一管道(6,6’,7,7’)连接的一个或多个狭缝(4,4’,5,5’),其中这些第一管道(6,6’,7,7’)连接至设置在至少一个支撑件(2,3)中的至少一个第二管道(9),其中第二管道(9)连接至第三管道(13,13’;16,16’),所述翼片(1)的特征在于,第三管道(13,13’;16,16’)设置有进气口(15,15’),该进气口(15,15’)还连接至排气口(16,16’),其中与至少一个致动器(14,14’)连接的至少一个阀(12)沿第二管道(9)或沿第三管道(13,13’;16,16’)设置。
2.根据前述权利要求所述的翼片(1),其特征在于,阀(12)沿第三管道(13,13’)设置。
3.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,第三管道(13,13’;16,16’)在支撑件(2,3)的自由端部处设置在第二管道(9)的自由端部的前方。
4.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,阀(12)是具有能够围绕实质上水平的轴线旋转的节气门的节流阀。
5.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,致动器(14)是设置在第三管道(13,13’)旁边的机电致动器(14,14’)。
6.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,翼片(1)的前缘(1c)前凹,翼片(1)的后缘(1d)后凸,并且狭缝(4,4’,5,5’)实质上与前缘(1c)的、与该狭缝(4,4’,5,5’)相邻的部分具有相同轮廓。
7.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,翼片(1)包括上壳体,该上壳体包括上表面(1a)并且接合至包括下表面(1b)的下壳体,上壳体包括至少一个第一纵肋(1e),该至少一个第一纵肋(1e)向下突出并且接合至从下壳体向上突出的至少一个第二纵肋(1f)。
8.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,设置在翼片(1)的一侧上的一个或多个第一狭缝(4,4’)与一个或多个第一管道(6,6’)连接,并且设置在翼片(1)的相对的一侧上的一个或多个第二狭缝(5,5’)与一个或多个另外的第一管道(7,7’)连接,使得所述第一狭缝(4,4’)和第二狭缝(5,5’)各自与至少两个第一管道(6,6’,7,7’)连接。
9.根据权利要求8所述的翼片(1),其特征在于,所述至少两个第一管道(6,6’,7,7’)各自与分别设置在至少两个支撑件(2,3)中的至少两个第二管道(9)连接。
10.根据权利要求9所述的翼片(1),其特征在于,翼片(1)具有位于两个支撑件(2,3)之间并且位于两个外部部分(EP)之间的中央部分(CP),其中一个或多个狭缝(4,5)设置在翼片(1)的每个外部部分(EP)中,并且一个或多个狭缝(4’,5’)设置在翼片(1)的中央部分(CP)中。
11.根据权利要求10所述的翼片(1),其特征在于,外部部分(EP)的至少一个狭缝(4,5)和中央部分(CP)的至少一个狭缝(4’,5’)各自与四个第一管道(6,6’,7,7’)中的两个连接。
12.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,至少一个支撑件(2,3)包括与右壳体(2b,3b)接合的左壳体(2a,3a),其中第二管道(9)由左壳体(3a)和右壳体(3b)的内壁和一个或多个纵肋(3c,3d)限定,该一个或多个纵肋(3c,3d)从左壳体(3a)或右壳体(3b)的内壁的其中之一向内突出。
13.根据权利要求12所述的翼片(1),其特征在于,所述纵肋(3c,3d)与另外的纵肋(3e,3f)两两接合,该另外的纵肋(3e,3f)各自从右壳体(3b)或左壳体(3a)的相对的内壁向内突出。
14.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,致动器(14,14’)与至少一个电子控制单元(CU)连接,该至少一个电子控制单元(CU)连接至制动传感器(BS)和/或速度传感器(VS)和/或纵向加速度计(LA)和/或横向加速度计(SA)和/或节气门传感器(TS)和/或转向传感器(SS),以根据从这些传感器(BS,VS,TS,SS)和/或加速度计(LA,SA)接收到的信号打开或关闭阀(12)。
15.根据前述任一项权利要求所述的翼片(1),其特征在于,翼片(1)包括沿至少两个第二管道(9)或第三管道(13,13’)设置的至少两个阀(12),该至少两个第二管道(9)或第三管道(13,13’)与分别设置在翼片(1)的每一侧上的至少两个狭缝(4,4’,5,5’)连接,使得如果第一阀(12)以不同于第二阀(12)的方式打开或关闭,则由翼片(1)的一侧传递的向下的推力高于或低于由翼片(1)的另一侧传递的向下的推力。
16.一种机动车辆,其特征在于,其包括根据前述任一项权利要求所述的翼片(1)。
17.一种用于控制安装在车辆上的根据权利要求1至15中任一项所述的翼片(1)的方法,其中车辆的速度(V)被测量,所述方法的特征在于,至少一个致动器(14)被致动,以根据所测得的速度(V)关闭或打开翼片(1)的一个或多个阀(12)。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,一个或多个阀(12)在速度(V)降低到低于第一阈值(T1,T3)时关闭或打开,并且在速度(V)升高到高于第二阈值(T2,T4)时打开或关闭,该第二阈值(T2,T4)高于第一阈值(T1,T3)。
19.根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,测量车辆制动器的位置,并且在该位置高于阈值时关闭一个或多个阀(12)。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法,其特征在于,测量车辆的纵向加速度,并且在该纵向加速度低于阈值时关闭一个或多个阀(12)。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法,其特征在于,测量车辆的横向加速度,并且在该横向加速度的绝对值高于阈值时关闭一个或多个阀(12)。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法,其特征在于,测量车辆的横向加速度,并且在该横向加速度高于或低于阈值时,关闭第一阀(12)并且打开第二阀(12)。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的方法,其特征在于,测量车辆的转向位置,并且在该位置高于或低于阈值时,关闭第一阀(12)并且打开第二阀(12)。
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