JP2018095047A - Air resistance reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気抵抗低減装置に関し、より詳細には、燃費を向上する空気抵抗低減装置に関する。 The present invention relates to an air resistance reducing device, and more particularly to an air resistance reducing device that improves fuel efficiency.
上部構造物を有した船舶、トラックなどの大型車両などの移動体における風力を受ける垂直な壁面に水平方向に延在する平板を装着して、平板により循環渦を生じる装置が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。 A device has been proposed in which a flat plate extending in the horizontal direction is attached to a vertical wall surface that receives wind force in a moving body such as a large vehicle such as a ship or a truck having a superstructure, and a circular vortex is generated by the flat plate ( For example, see Patent Documents 1 and 2).
これらの装置は、上記の平板により生じた循環渦は、移動体の左右方向に見て、回転軸方向を左右方向として壁面沿いにおいて上方から下方に向って流れている。また、循環渦は、移動体の上下方向に見て、左右方向の中央部を境に左右に二つ生じていて、回転軸方向を鉛直方向として壁面沿いにおいて側方から中央に向って流れている。 In these devices, the circulating vortex generated by the flat plate flows from the upper side to the lower side along the wall surface with the rotation axis direction as the left-right direction when viewed in the left-right direction of the moving body. In addition, the circulating vortex is seen in the vertical direction of the moving body, and two vortexes are generated on the left and right sides of the central portion in the left-right direction, and flows from the side toward the center along the wall surface with the rotation axis direction as the vertical direction. Yes.
上記の装置は、このような循環渦を発生させて、移動体の移動中に壁面に衝突しようとする風を壁面の上方や側方に逸して、壁面が受ける空気抵抗を低減している。 The above-described device generates such a circulating vortex and diverts the wind, which is about to collide with the wall surface during the movement of the moving body, to the upper or side of the wall surface, thereby reducing the air resistance received by the wall surface.
ところで、壁面に衝突しようとする風は、移動体が移動することで生じる走行風と自然風との合成風である。合成風の風向（移動体の移動方向に対する合成風の成す角）が大きくなると、移動体の上下方向に見て左右方向に並んでいる二つ循環渦が合成風の風下側にずれたり、風上側の渦が小さくなったりして、循環渦が安定しなくなる。それ故、壁面に衝突しようとする風を逸らせずに壁面に衝突することが増えて、空気抵抗が増加するという問題があった。 By the way, the wind that is about to collide with the wall surface is a combined wind of a traveling wind and a natural wind generated by the movement of the moving body. When the wind direction of the synthetic wind (the angle formed by the synthetic wind with respect to the moving direction of the moving body) increases, the two circulating vortices aligned in the left-right direction when viewed in the vertical direction of the moving body shift to the leeward side of the synthetic wind. The upper vortex becomes smaller and the circulating vortex becomes unstable. Therefore, there has been a problem that the air resistance increases because the collision with the wall surface increases without deflecting the wind that tries to collide with the wall surface.
本発明の目的は、循環渦を安定させて燃費を向上することができる空気抵抗低減装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the air resistance reduction apparatus which can stabilize a circulation vortex and can improve a fuel consumption.
上記の目的を達成する本発明の空気抵抗低減装置は、前方から後方に向って順に前方部と後方部とが配置されていて、その前方部の高さがその後方部の高さよりも低い移動体に搭載されている空気抵抗低減装置において、前記前方部の上方に存在する前記後方部の前面上部に、前記移動体の左右方向の中央部を境に隣接する二つの囲いを備えて、この囲いが、その前面上部から前方に向って突出した導風板からなり、前方から後方に向って見て下方側が開いた半環状に形成されていることを特徴とする。 In the air resistance reduction device of the present invention that achieves the above object, the front part and the rear part are arranged in order from the front to the rear, and the height of the front part is lower than the height of the rear part. In the air resistance reducing device mounted on the body, the front part of the rear part existing above the front part is provided with two enclosures adjacent to the central part in the left-right direction of the movable body. The enclosure is formed of a baffle plate that protrudes forward from the front upper portion of the enclosure, and is formed in a semi-annular shape having an open lower side when viewed from the front to the rear.
本発明によれば、前面上部に下方側が開いた半環状の二つの囲いを設けることで、二つの囲いにより移動体が移動した際に生じる左右方向の二つの循環渦のそれぞれを囲うことができる。それ故、合成風の風向と移動体の移動方向の成す角が大きくなっても、二つの囲いにより循環渦が合成風の風下側にずれることや風上側の渦が小さくなることを回避し
て、循環渦を安定させることができる。これにより、移動体の移動中に壁面に衝突しようとする風が壁面の上方や側方に逸れるので、壁面が受ける空気抵抗の低減には有利になり、燃費を向上することができる。
According to the present invention, by providing two semi-annular enclosures whose lower side is open at the top of the front surface, it is possible to enclose each of the two circulating vortices in the left-right direction generated when the moving body moves by the two enclosures. . Therefore, even if the angle between the wind direction of the synthetic wind and the moving direction of the moving body is increased, the two vortexes prevent the circulation vortex from shifting to the leeward side of the synthetic wind and the leeward vortex becoming smaller. , Can stabilize the circulating vortex. As a result, the wind that is about to collide with the wall surface during the movement of the moving body is deflected upward or to the side of the wall surface.
以下に、本発明の空気抵抗低減装置の実施形態について説明する。図中では、ｘを車両の前後方向とし、ｙをｘ方向に直交する車両の左右方向とし、ｚ方向を鉛直方向とする。 Below, embodiment of the air resistance reduction apparatus of this invention is described. In the figure, x is the longitudinal direction of the vehicle, y is the lateral direction of the vehicle orthogonal to the x direction, and the z direction is the vertical direction.
図１に例示するように、第一実施形態の空気抵抗低減装置２０は、移動体としてトラックなどの大型の車両１０に搭載されていて、車両１０の空気抵抗を低減する装置である。 As illustrated in FIG. 1, the air resistance reduction device 20 of the first embodiment is a device that is mounted on a large vehicle 10 such as a truck as a moving body and reduces the air resistance of the vehicle 10.
車両１０は、車輪１１を支持するシャーシ１２のｘ方向の前方側に前方部としてキャブ（運転室）１３が配置され、後方側に後方部としてバン（荷台）１４が配置されている。車両１０は、キャブ１３の地面からの高さである全高Ｈｃがバン１４の全高Ｈｂよりも低くなっている。車両１０は、キャブ１３及びバン１４の間に隙間１５（この実施形態では、以下の空気抵抗低減装置２０により塞がれているので図面には図示していない）が設けられている。 In the vehicle 10, a cab (cab) 13 is disposed as a front portion on the front side in the x direction of the chassis 12 that supports the wheels 11, and a van (loading platform) 14 is disposed as a rear portion on the rear side. In the vehicle 10, the total height Hc, which is the height of the cab 13 from the ground, is lower than the total height Hb of the van 14. The vehicle 10 is provided with a gap 15 (not shown in the drawing because it is closed by the following air resistance reducing device 20 in this embodiment) between the cab 13 and the van 14.
空気抵抗低減装置２０は、ｘ方向前方から後方に向かって見てキャブ１３の上面であるルーフ１６の上方に存在するバン１４の前面上部１７に、ｙ方向中央部を境に隣接する二つの囲い２１を備えて構成されている。囲い２１は、前面上部１７からｘ方向前方に向って突出した導風板２２〜２４からなり、ｘ方向前方から後方に向って見て下方側が開いた半環状に形成されている。 The air resistance reducing device 20 has two enclosures adjacent to the front upper portion 17 of the van 14 existing above the roof 16 that is the upper surface of the cab 13 when viewed from the front in the x direction toward the rear, with the central portion in the y direction as a boundary. 21 is comprised. The enclosure 21 includes air guide plates 22 to 24 that protrude from the front upper portion 17 toward the front in the x direction, and is formed in a semi-annular shape whose lower side is opened when viewed from the front in the x direction toward the rear.
また、空気抵抗低減装置２０は、囲い２１を塞ぐと共にキャブ１３及びバンの隙間１５を塞ぐ閉塞板２５を備えている。加えて、空気抵抗低減装置２０は、囲い２１の外側寄りに存在する角部に丸み部２６を設けている。 The air resistance reduction device 20 includes a closing plate 25 that closes the enclosure 21 and closes the gap 13 between the cab 13 and the van. In addition, the air resistance reducing device 20 is provided with a rounded portion 26 at a corner portion that is located on the outer side of the enclosure 21.
囲い２１は、一枚の第一導風板２２、二枚の第二導風板２３、及び一枚の第三導風板２４で構成されている。囲い２１は、第一導風板２２で前面上部１７の上部を、第二導風板２３で前面上部１７の側部を、及び第三導風板２４で前面上部１７の中央部を、それぞれ囲っている。囲い２１は、下方に開いたコの字状を成していて、ｘ方向前方から後方に向って見て下方から上方に向って窪んだ形状を成している。 The enclosure 21 is composed of one first air guide plate 22, two second air guide plates 23, and one third air guide plate 24. The enclosure 21 includes a first air guide plate 22 that is an upper portion of the front upper portion 17, a second air guide plate 23 that is a side portion of the front upper portion 17, and a third air guide plate 24 that is the center portion of the front upper portion 17. Surrounding. The enclosure 21 has a U-shape that is open downward, and has a shape that is recessed downward from the top when viewed from the front in the x direction toward the rear.
第一導風板２２、第二導風板２３、第三導風板２４及び閉塞板２５は、前面上部１７か
ら垂直に立設していて、前面上部１７に接合されている。
The first air guide plate 22, the second air guide plate 23, the third air guide plate 24, and the closing plate 25 are erected vertically from the front upper portion 17 and are joined to the front upper portion 17.
第一導風板２２は、前面上部１７の中央部からｙ方向両側方に向って延在している。第一導風板２２は、前面上部１７の上端縁から中心側に隔てられて配置されていて、ｙ方向に見て、前面上部１７の前方空間の上方側に断面が三角形の空間と、下方側に断面が台形の空間とを形成している。具体的に、断面が三角形の空間は、前面上部１７及び第一導風板２２の上面から形成されていて、断面が台形の空間は、ルーフ１６及び閉塞板２５、前面上部１７、並びに第一導風板２２の下面から形成されている。 The first air guide plate 22 extends from the central portion of the front upper portion 17 toward both sides in the y direction. The first air guide plate 22 is disposed to be separated from the upper end edge of the front upper portion 17 toward the center side, and viewed in the y direction, a space having a triangular cross section above the front space of the front upper portion 17 and the lower side. A space with a trapezoidal cross section is formed on the side. Specifically, the space having a triangular cross section is formed from the upper surface of the front upper portion 17 and the first air guide plate 22, and the space having a trapezoidal cross section is the roof 16, the closing plate 25, the front upper portion 17, and the first. It is formed from the lower surface of the air guide plate 22.
第二導風板２３は、第一導風板２２のｙ方向端部で、第一導風板２２からｚ方向下方に向って延在している。第二導風板２３は、第一導風板２２からキャブ１３及びバン１４の下端部、つまり、シャーシ１２まで延在して、キャブ１３及びバン１４の間の隙間１５の側方を塞いでいる。第二導風板２３は、前面上部１７の側端縁から中心側に隔てられて配置されていて、ｚ方向に見て、第三導風板２４を境にして、前面上部１７の前方空間の外側寄りに断面が三角形の空間と、内側寄りに断面が台形の空間とを形成している。具体的に、断面が三角形の空間は、前面上部１７及び第二導風板２３の外側面から形成されていて、断面が台形の空間は、前面上部１７、第二導風板２３の内側面、及び第三導風板２４から形成されている。 The second wind guide plate 23 extends from the first wind guide plate 22 downward in the z direction at the end of the first wind guide plate 22 in the y direction. The second air guide plate 23 extends from the first air guide plate 22 to the lower ends of the cab 13 and the van 14, that is, the chassis 12, and closes the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14. Yes. The second air guide plate 23 is disposed to be separated from the side edge of the front upper portion 17 toward the center side, and when viewed in the z direction, the front space of the front upper portion 17 with the third air guide plate 24 as a boundary. A space having a triangular cross section is formed on the outer side of the space, and a space having a trapezoidal cross section is formed on the inner side. Specifically, the space having a triangular cross section is formed from the front upper portion 17 and the outer surface of the second air guide plate 23, and the space having a trapezoidal cross section is the inner surface of the front upper portion 17 and the second air guide plate 23. , And the third air guide plate 24.
第三導風板２４は、第一導風板２２のｙ方向中央部に配置されていて、第一導風板２２からｚ方向下方に向って閉塞板２５まで延在している。第三導風板２４は、一枚の第一導風板２２及び二枚の第二導風板２３により囲われた部位をｙ方向左右に二分している。 The third air guide plate 24 is disposed at the center of the first air guide plate 22 in the y direction, and extends from the first air guide plate 22 to the closing plate 25 downward in the z direction. The third air guide plate 24 bisects the portion surrounded by one first air guide plate 22 and two second air guide plates 23 left and right in the y direction.
閉塞板２５は、前面上部１７の下部に配置されていて、ｙ方向に延在している。閉塞板２５は、一方の第二導風板２３から他方の第二導風板２３まで延在していて、キャブ１３及びバン１４の間に設けられた隙間１５の上方を塞いでいる。 The blocking plate 25 is disposed at the lower part of the front upper part 17 and extends in the y direction. The closing plate 25 extends from one second air guide plate 23 to the other second air guide plate 23, and closes the gap 15 provided between the cab 13 and the van 14.
丸み部２６は、ｘ方向に見て、側方側に配置された囲い２１の角に設けられている。丸み部２６は、断面が直角三角形の斜辺が内側に窪んだ形を成す柱状に形成されていて、前面上部１７の中心部に向いた面が円筒面を成している。丸み部２６は、第一導風板２２及び第二導風板２３により直角に形成された角を滑らかな状態にできればよく、例えば、三角柱に形成されてもよい。 The rounded portion 26 is provided at a corner of the enclosure 21 disposed on the side as viewed in the x direction. The rounded portion 26 is formed in a columnar shape having a cross section of a right triangle and a hypotenuse that is recessed inward, and a surface facing the center of the front upper portion 17 forms a cylindrical surface. The round part 26 should just be able to make the angle formed at right angles by the 1st wind guide plate 22 and the 2nd wind guide plate 23 into a smooth state, for example, may be formed in a triangular prism.
空気抵抗低減装置２０のｘ方向の前後長Ｄｆ、つまり、導風板２２〜２４の前後長Ｄｆは、隙間１５の前後長Ｄｃと同程度の長さに設定されている。空気抵抗低減装置２０のｙ方向の全幅Ｗｆ、つまり、第一導風板２２の全幅Ｗｆは、ルーフ１６のｙ方向の幅Ｗｒよりも広く、且つ、キャブ１３のｙ方向の幅Ｗｃよりも狭く設定されている。空気抵抗低減装置２０のｚ方向の全高Ｈｆ、つまり、地面から第一導風板２２の上面までの全高Ｈｆは、キャブ１３の全高Ｈｃよりも高く、且つ、バン１４の全高Ｈｂ以下の高さに設定されている。 The longitudinal length Df in the x direction of the air resistance reducing device 20, that is, the longitudinal length Df of the air guide plates 22 to 24 is set to be approximately the same as the longitudinal length Dc of the gap 15. The total width Wf of the air resistance reduction device 20 in the y direction, that is, the total width Wf of the first air guide plate 22 is wider than the width Wr of the roof 16 in the y direction and narrower than the width Wc of the cab 13 in the y direction. Is set. The total height Hf in the z direction of the air resistance reducing device 20, that is, the total height Hf from the ground surface to the upper surface of the first air guide plate 22 is higher than the total height Hc of the cab 13 and less than the total height Hb of the van 14. Is set to
次に、空気抵抗低減装置２０により空気抵抗が低減する原理について説明する。車両１０がｘ方向前方に向って走行すると、囲い２１の内側に循環渦２７が生じると共に、外側に循環渦２８が生じる。 Next, the principle that air resistance is reduced by the air resistance reducing device 20 will be described. When the vehicle 10 travels forward in the x direction, a circulating vortex 27 is generated inside the enclosure 21 and a circulating vortex 28 is generated outside.
図２に例示するように、ｙ方向に見ると、循環渦２７は、第一導風板２２の下方に存在し、断面が台形状の空間に生じている。循環渦２８は、第一導風板２２の上方に存在し、断面が三角形状の空間に生じている。循環渦２７、２８は、回転軸方向をｙ方向として前面上部１７沿いにおいて上方から下方に向って（ｙ方向左方から右方に向って見て右回り）流れている。つまり、循環渦２７、２８は、ルーフ１６及び閉塞板２５と前面上部１７とのそれぞれを、直角を挟む二辺とした直角三角形の内部に生じている。 As illustrated in FIG. 2, when viewed in the y direction, the circulating vortex 27 exists below the first air guide plate 22, and the cross section is generated in a trapezoidal space. The circulating vortex 28 exists above the first air guide plate 22 and occurs in a space having a triangular cross section. The circulating vortices 27 and 28 flow from the upper side to the lower side along the front upper portion 17 with the rotation axis direction as the y direction (clockwise as viewed from the left side to the right side in the y direction). In other words, the circulating vortices 27 and 28 are generated inside a right-angled triangle with the roof 16, the closing plate 25, and the front upper portion 17 as two sides sandwiching a right angle.
図３に例示するように、ｚ方向に見ると、循環渦２７、２８は、ｙ方向中央部を境にして左右のそれぞれに生じている。循環渦２７は、第二導風板２３の内側の台形断面を有した空間に生じている。循環渦２８は、第二導風板２３の外側の三角断面を有した空間に生じている。循環渦２７、２８は、回転軸方向をｚ方向として前面上部１７沿いにおいて側方から中央に向って流れていて、ｙ方向左方側で左回りに、ｙ方向右方側で右回りに流れている。つまり、循環渦２７、２８は、ｚ方向に見ると、キャブ１３の前方中央、バン１４の前面の両角を頂点とした二等辺三角形の内部に生じている。 As illustrated in FIG. 3, when viewed in the z direction, the circulating vortices 27 and 28 are generated on the left and right sides of the central portion in the y direction. The circulating vortex 27 is generated in a space having a trapezoidal cross section inside the second air guide plate 23. The circulating vortex 28 is generated in a space having a triangular cross section outside the second air guide plate 23. The circulating vortices 27 and 28 flow from the side toward the center along the front upper portion 17 with the rotation axis direction as the z direction, and flow counterclockwise on the left side in the y direction and clockwise on the right side in the y direction. ing. In other words, when viewed in the z direction, the circulating vortices 27 and 28 are generated inside an isosceles triangle having apexes at the front center of the cab 13 and the front corners of the van 14.
図４に例示するように、循環渦２７は、模式的に表現するとｘ方向前方から後方に向って見て、囲い２１の下方中央部を要とした扇形を成している。つまり、二つの囲い２１により前面上部１７には、左右一対の扇形の循環渦２７と、その扇形の循環渦２７の周囲をコの字状に覆う循環渦２８とが生じている。 As illustrated in FIG. 4, the circulation vortex 27 has a fan-like shape that includes the lower central portion of the enclosure 21 when viewed from the front to the rear in the x direction. That is, a pair of left and right fan-shaped circulation vortices 27 and a circulation vortex 28 covering the periphery of the fan-shaped circulation vortex 27 in a U-shape are generated in the front upper portion 17 by the two enclosures 21.
丸み部２６は、囲い２１と循環渦２７との間の隙間を塞ぐように設けられている。丸み部２６の内側の形状は、循環渦２７に接触しない形状であればよく、循環渦２７の形状に沿って形成してもよい。 The rounded portion 26 is provided so as to close a gap between the enclosure 21 and the circulation vortex 27. The inner shape of the rounded portion 26 may be a shape that does not contact the circulating vortex 27, and may be formed along the shape of the circulating vortex 27.
図３に例示するように、車両１０に作用する風は、走行風と角度を持って吹き付ける自然風との合成風である。ここで、Ｖｔを走行風速、Ｖｗを自然風の風速、Φを自然風の風向、ＶＲを合成風の風速、Ψを合成風の風向（以下、ヨー角という）とする。ヨー角Ψは、走行風速Ｖｔが遅くなる程大きくなり、自然風の風向Φが大きくなる程大きくなる。 As illustrated in FIG. 3, the wind acting on the vehicle 10 is a combined wind of the traveling wind and the natural wind blown at an angle. Here, Vt is the traveling wind speed, Vw is the natural wind speed, Φ is the natural wind direction, VR is the combined wind speed, and Ψ is the combined wind direction (hereinafter referred to as the yaw angle). The yaw angle ψ increases as the traveling wind speed Vt decreases, and increases as the wind direction Φ of the natural wind increases.
ヨー角Ψが３°〜５°以上大きくなる、つまり、車両１０の移動方向に対する合成風の成す角が大きくなっても、囲い２１の内部に生じる循環渦２７は、その影響を受けずに安定している。具体的に、ヨー角Ψが３°〜５°以上大きくなっても、第二導風板２３及び第三導風板２４により、囲い２１の内部に生じる左右一対の循環渦２７が合成風の風下側にずれたり、風上側が小さくなったりすることを回避して、循環渦２７を安定維持する。 Even if the yaw angle Ψ increases by 3 ° to 5 ° or more, that is, the angle formed by the synthetic wind with respect to the moving direction of the vehicle 10 increases, the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21 is stable without being affected by the influence. doing. Specifically, even if the yaw angle Ψ increases by 3 ° to 5 ° or more, the pair of left and right circulation vortices 27 generated inside the enclosure 21 by the second air guide plate 23 and the third air guide plate 24 The circulation vortex 27 is stably maintained by avoiding a shift to the leeward side or a decrease in the leeward side.
このように、空気抵抗低減装置２０は、車両１０がｘ方向前方に向って走行するときに、ヨー角Ψが大きくなっても、二つの囲い２１により、その囲い２１の内部に生じる循環渦２７を安定して維持することができる。これにより、合成風は、ｙ方向に見て、循環渦２７、２８により直角三角形の外側を流れると共に、ｚ方向に見ると、循環渦２７、２８により二等辺三角形の外側を流れる。この結果、前面上部１７との衝突を回避することができると共にバン１４のルーフ（上面）及び側面での剥離（角を通過した流速の減速と剥離域での逆流により圧力抵抗が増加する現象）を抑制することができるので、車両１０の空気抵抗の低減には有利になり燃費を向上することができる。 As described above, the air resistance reducing device 20 has the circulation vortex 27 generated in the inside of the enclosure 21 by the two enclosures 21 even when the yaw angle Ψ increases when the vehicle 10 travels forward in the x direction. Can be maintained stably. Thereby, the synthetic wind flows outside the right triangle by the circulating vortices 27 and 28 when viewed in the y direction, and flows outside the isosceles triangle by the circulating vortices 27 and 28 when viewed in the z direction. As a result, it is possible to avoid a collision with the front upper portion 17 and to separate the van 14 on the roof (upper surface) and side surfaces (a phenomenon in which the pressure resistance increases due to the deceleration of the flow velocity passing through the corners and the reverse flow in the separation region). Therefore, it is advantageous for reducing the air resistance of the vehicle 10 and fuel consumption can be improved.
特に、この空気抵抗低減装置２０は、左右に隣接する二つの囲い２１が前面上部１７のｙ方向中央部を境にしている。それ故、ヨー角Ψが大きくなっても、この境、つまり、第三導風板２４により、左右一対の循環渦２７が互いに干渉することを回避することができる。これにより、囲い２１の内部に生じる循環渦２７を安定するには有利になる。 In particular, in the air resistance reducing device 20, two enclosures 21 adjacent to the left and right are bordered on the center of the front upper portion 17 in the y direction. Therefore, even if the yaw angle Ψ increases, the boundary, that is, the third air guide plate 24, can prevent the pair of left and right circulation vortices 27 from interfering with each other. This is advantageous for stabilizing the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21.
また、空気抵抗低減装置２０は、キャブ１３及びバン１４の隙間１５の上方が閉塞板２５により塞がれている。つまり、閉塞板２５により、ｙ方向に見て、隙間１５における走行風の下降を防いでいる。これにより、隙間１５を下降した走行風のシャーシ１２の床下構造体への衝突の回避と床下における剥離の抑制には有利になる。 In the air resistance reducing device 20, the upper portion of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is closed by the closing plate 25. That is, the closing plate 25 prevents the traveling wind from descending in the gap 15 when viewed in the y direction. This is advantageous in avoiding collision of the traveling wind descending the gap 15 with the underfloor structure of the chassis 12 and suppressing separation under the floor.
加えて、空気抵抗低減装置２０は、キャブ１３及びバン１４の隙間１５の側方が第二導
風板２３により塞がれている。つまり、第二導風板２３により、ｚ方向に見て、隙間１５における走行風の横断を防いでいる。これにより、隙間１５を横断した走行風のバン１４の側面における剥離の抑制には有利になる。
In addition, in the air resistance reducing device 20, the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is closed by the second air guide plate 23. That is, the second wind guide plate 23 prevents the traveling wind from crossing in the gap 15 when viewed in the z direction. Thereby, it becomes advantageous for suppression of peeling on the side surface of the van 14 of the traveling wind crossing the gap 15.
空気抵抗低減装置２０は、導風板２２〜２４により二つの囲い２１を形成すればよく、ルーフ１６に装着するエアデフレクタに比して、安価に製造できる。 The air resistance reducing device 20 is only required to form the two enclosures 21 by the air guide plates 22 to 24 and can be manufactured at a lower cost than the air deflector attached to the roof 16.
空気抵抗低減装置２０は、第一導風板２２が前面上部１７の上端縁から、第二導風板２３が前面上部１７の側端縁から、それぞれ中心側に隔てられて配置されている。それ故、二つの囲い２１により、前面上部１７の前方空間に囲い２１の内側に生じる循環渦２７と、囲い２１の外側に生じる循環渦２８とを同時に発生させている。このように、前面上部１７の内側寄りの循環渦２７と外側寄りの循環渦２８とを発生させることで、合成風が前面上部１７に衝突することを避けるには有利になり、走行抵抗を低減できる。なお、囲い２１の内側に生じる循環渦２７のみでも走行抵抗を低減することが可能である場合は、囲い２１は、前面上部１７の周縁に配置してもよい。 In the air resistance reduction device 20, the first air guide plate 22 is arranged at the center side from the upper end edge of the front upper portion 17, and the second air guide plate 23 is arranged at the center side from the side edge of the front upper portion 17. Therefore, the two enclosures 21 simultaneously generate the circulation vortex 27 generated inside the enclosure 21 and the circulation vortex 28 generated outside the enclosure 21 in the front space of the front upper portion 17. Thus, by generating the circulation vortex 27 closer to the inner side and the circulation vortex 28 closer to the outer side of the front upper portion 17, it is advantageous to prevent the combined wind from colliding with the upper front portion 17, thereby reducing running resistance. it can. If the running resistance can be reduced only by the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21, the enclosure 21 may be arranged at the periphery of the front upper portion 17.
図５に例示するように、ヨー角ΨとＣｄ値（空気抵抗係数）との関係を参照しながら、空気抵抗低減装置２０の効果について説明する。ここで、Ａを空気抵抗低減装置２０を備えていない構成、Ｂを従来技術の構成（例えば、一枚の導風板のみを備えた構成や、一つの囲いのみを備えた構成）、Ｃを空気抵抗低減装置２０として二つの囲い２１のみを設けた構成（第一実施形態のように隙間１５を塞ぐ構成は除く）、Ｄを構成Ｃに加えて、第二導風板２３によりキャブ１３及びバン１４の間の隙間１５の側方を塞いだ構成、Ｅを構成Ｄに加えて、閉塞板２５によりキャブ１３及びバン１４の間の隙間１５の上方を塞いだ構成（第一実施形態の構成と同様の構成）とする。また、ここでいう、低ヨー角は、例えば、−５°〜＋５°の範囲、高ヨー角はそれ以外の範囲とする。 As illustrated in FIG. 5, the effect of the air resistance reduction device 20 will be described with reference to the relationship between the yaw angle Ψ and the Cd value (air resistance coefficient). Here, A is a configuration that does not include the air resistance reducing device 20, B is a conventional configuration (for example, a configuration that includes only one air guide plate, or a configuration that includes only one enclosure), and C A configuration in which only two enclosures 21 are provided as the air resistance reducing device 20 (excluding a configuration in which the gap 15 is closed as in the first embodiment), D is added to the configuration C, and the cab 13 and the second air guide plate 23 are used. A configuration in which the side of the gap 15 between the vans 14 is closed, E is added to the configuration D, and a configuration in which the upper portion of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is closed by the closing plate 25 (the configuration of the first embodiment) And the same configuration). Further, the low yaw angle referred to here is, for example, in the range of −5 ° to + 5 °, and the high yaw angle is in the other range.
構成Ｂは、低ヨー角において、つまり、循環渦２７、２８が維持された状態において、構成Ａに比してＣｄ値が低くなるが、高ヨー角において、つまり、循環渦２７、２８が不安定な状態において、構成Ａに比してＣｄ値が高くなる。 In the configuration B, the Cd value is lower than that in the configuration A at a low yaw angle, that is, in a state where the circulating vortices 27 and 28 are maintained. In a stable state, the Cd value is higher than that in the configuration A.
構成Ｃは、低ヨー角において構成Ｂに比してＣｄ値が略同等になるが、高ヨー角において構成Ｂに比してＣｄ値が低くなる。これは、上述したとおり、二つの囲い２１により、囲い２１の内部に生じた循環渦２７の位置や大きさを安定して維持した結果である。 In the configuration C, the Cd value is substantially the same as that in the configuration B at a low yaw angle, but the Cd value is lower than that in the configuration B at a high yaw angle. This is a result of stably maintaining the position and size of the circulating vortex 27 generated inside the enclosure 21 by the two enclosures 21 as described above.
構成Ｄは、低ヨー角において構成Ｃに比してＣｄ値が略同等になるが、高ヨー角において構成Ｃに比してＣｄ値が低くなる。特に、構成Ｄは、ヨー角Ψが大きい程効果的である。これは、上述したとおり、第二導風板２３により、キャブ１３及びバン１４の間の隙間１５の側方が閉塞することで、合成風の横断が低減した結果である。 In the configuration D, the Cd value is substantially equal to the configuration C at the low yaw angle, but the Cd value is lower than the configuration C at the high yaw angle. In particular, the configuration D is more effective as the yaw angle ψ is larger. As described above, this is a result of the crossing of the synthetic wind being reduced by the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 being blocked by the second air guide plate 23.
構成Ｅは、構成Ｄに比してＣｄ値が全域で低くなる。これは、上述したとおり、閉塞板２５により、キャブ１３及びバン１４の間の隙間１５の上方が閉塞することで、合成風の下降が低減した結果である。 In the configuration E, the Cd value is lower in the entire region than in the configuration D. As described above, this is a result of the lowering of the synthetic wind being reduced by closing the upper portion of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 by the closing plate 25.
以上のように、空気抵抗低減装置２０は、少なくとも前面上部１７の前方の空間に二つの囲い２１を設けた構成Ｂを最小構成とすることが可能である。また、第二導風板２３は、シャーシ１２まで延在しなくてもよい。 As described above, the air resistance reduction device 20 can have the minimum configuration B in which the two enclosures 21 are provided in the space in front of the front upper portion 17. Further, the second air guide plate 23 may not extend to the chassis 12.
また、この実施形態では、四枚の導風板２２〜２４で囲い２１を構成したが、一枚の導風板をｍ字状に形成して二つの囲い２１を構成してもよく、一枚の導風板を半円弧状に形成し、その中央部に第三導風板を設けて二つの囲い２１を構成してもよい。加えて、導風
板２２〜２４と閉塞板２５とを別体として構成したが、環状に形成した導風板をｙ方向に隣接配置して、二つの囲いを構成してもよい。
Further, in this embodiment, the enclosure 21 is configured by the four air guide plates 22 to 24, but the two enclosures 21 may be configured by forming one air guide plate in an m shape. The two air guide plates may be formed by forming a single air guide plate in a semicircular arc shape and providing a third air guide plate at the center thereof. In addition, although the air guide plates 22 to 24 and the blocking plate 25 are configured as separate bodies, two air guide plates formed in an annular shape may be arranged adjacent to each other in the y direction to form two enclosures.
導風板２２〜２４の設置位置、長さ、厚さ、先端（ｘ方向前方端）のＲ（丸み）の有無、内側への屈曲などは、実験や試験などにより循環渦２７、２８が安定的に維持可能な最適な形態を求めて設定するとよい。例えば、第一導風板２２と第二導風板２３とをコの字状ではなく、井桁状に配置してもよい。井桁状に配置することで、囲い２１の外側の循環渦２８の維持には有利になる。なお、閉塞板２５の配置位置は、閉塞板２５がルーフ１６から上方にはみ出さない位置が好ましい。このように、閉塞板２５を配置することで、はみ出した部分が走行抵抗となることを回避して、走行抵抗の低減には有利になる。 The installation position, length and thickness of the air guide plates 22 to 24, presence / absence of R (roundness) at the tip (front end in the x direction), inward bending, etc., the circulation vortices 27 and 28 are stable through experiments and tests. It is better to find and set the optimum form that can be maintained. For example, the first air guide plate 22 and the second air guide plate 23 may be arranged in a cross-beam shape instead of a U-shape. The arrangement in the form of a cross beam is advantageous for maintaining the circulating vortex 28 outside the enclosure 21. The position where the closing plate 25 is disposed is preferably a position where the closing plate 25 does not protrude upward from the roof 16. Thus, by arranging the blocking plate 25, it is advantageous for reducing the running resistance by avoiding that the protruding portion becomes running resistance.
空気抵抗低減装置２０の前後長Ｄｆは、キャブ１３をｘ方向前方に倒したときにキャブ１３との接触を回避可能な長さであればよく、前後長Ｄｃ以上の長さでもよい。但し、前後長Ｄｆは、ｙ方向に見て、ルーフ１６及び閉塞板２５と前面上部１７とのそれぞれを、直角を挟む二辺とした直角三角形や、ｚ方向に見て、キャブ１３の前方中央、バン１４の前面の両角を頂点とした二等辺三角形から外側にはみ出さない長さがよい。前後長Ｄｆが長くなり、ｙ方向に見た直角三角形やｚ方向に見た二等辺三角形からはみ出すと、空気抵抗低減装置２０が合成風に晒されることになり、余分な空気抵抗が増加するおそれがある。 The front-rear length Df of the air resistance reducing device 20 may be a length that can avoid contact with the cab 13 when the cab 13 is tilted forward in the x direction, and may be a length equal to or longer than the front-rear length Dc. However, the front-rear length Df is a right-angled triangle with two sides sandwiching the right angle of the roof 16, the blocking plate 25, and the front upper portion 17 when viewed in the y direction, or the front center of the cab 13 when viewed in the z direction. A length that does not protrude outward from an isosceles triangle having apexes at both corners of the front surface of the van 14 is good. When the front-rear length Df becomes long and protrudes from a right triangle seen in the y direction or an isosceles triangle seen in the z direction, the air resistance reducing device 20 is exposed to the composite wind, which may increase excess air resistance. There is.
図６に例示するように、空気抵抗低減装置２０の全幅Ｗｆは、エアデフレクタ１８の全幅Ｗｄよりも狭く、且つ、空気抵抗低減装置２０の全高Ｈｆは、エアデフレクタ１８の全高Ｈｄよりも低く設定される。エアデフレクタ１８の全幅Ｗｄは、ルーフ１６の幅Ｗｒよりも広く、キャブ１３の幅Ｗｃ以下に設定されていて、全高Ｈｄは、バン１４の全高Ｈｂ以下に設定されている。このように空気抵抗低減装置２０の全幅Ｗｆ及び全高Ｈｆを設定することで、エアデフレクタ１８を装着したときに、空気抵抗低減装置２０の前方部位がエアデフレクタ１８の内側でラップする。それ故、エアデフレクタ１８と空気抵抗低減装置２０とで形成されたラビリンスシールにより、エアデフレクタ１８とバン１４との間に形成される隙間に風が流れ込むことを防ぐことができる。これにより、エアデフレクタ１８を装着時の空気抵抗の低減には有利になり、エアデフレクタ１８を単体で装着したものに比して燃費を向上できる。なお、エアデフレクタ１８の装着時には、空気抵抗低減装置２０による循環渦は生じない。 As illustrated in FIG. 6, the total width Wf of the air resistance reduction device 20 is narrower than the total width Wd of the air deflector 18, and the total height Hf of the air resistance reduction device 20 is set lower than the total height Hd of the air deflector 18. Is done. The total width Wd of the air deflector 18 is wider than the width Wr of the roof 16 and is set to be equal to or smaller than the width Wc of the cab 13, and the total height Hd is set to be equal to or smaller than the total height Hb of the van 14. By setting the overall width Wf and the overall height Hf of the air resistance reducing device 20 in this way, the front portion of the air resistance reducing device 20 wraps inside the air deflector 18 when the air deflector 18 is attached. Therefore, the labyrinth seal formed by the air deflector 18 and the air resistance reducing device 20 can prevent the wind from flowing into the gap formed between the air deflector 18 and the van 14. This is advantageous for reducing the air resistance when the air deflector 18 is mounted, and the fuel efficiency can be improved as compared with the case where the air deflector 18 is mounted alone. In addition, when the air deflector 18 is mounted, no circulating vortex is generated by the air resistance reducing device 20.
図７に例示するように、第二実施形態の空気抵抗低減装置２０は、第一実施形態に対して冷凍機１９が囲い２１の一部を担っている点が異なる。言い換えると、第二実施形態の空気抵抗低減装置２０は、全体の寸法を第一実施形態から変更せずに、前面上部１７からｘ方向前方に突出した冷凍機１９を避けるように第一導風板２２及び第三導風板２４を設けている。 As illustrated in FIG. 7, the air resistance reduction device 20 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the refrigerator 19 serves as a part of the enclosure 21. In other words, the air resistance reduction device 20 of the second embodiment does not change the overall dimensions from the first embodiment, and avoids the refrigerator 19 that protrudes forward in the x direction from the front upper portion 17. A plate 22 and a third air guide plate 24 are provided.
このように、空気抵抗低減装置２０は、冷凍機１９を搭載した車両１０にも適用可能であり、空気抵抗を低減して燃費を向上できる。 Thus, the air resistance reduction device 20 can be applied to the vehicle 10 equipped with the refrigerator 19 and can reduce air resistance and improve fuel efficiency.
図８に例示するように、第三実施形態の空気抵抗低減装置２０は、第一実施形態に対して囲い２１を構成する導風板２２〜２４が前面上部１７に接合されていない点が異なる。また、第二導風板２３とは別体としてキャブ１３及びバン１４の間の隙間１５の側方を閉塞する閉塞板２９を備えている点が異なる。 As illustrated in FIG. 8, the air resistance reduction device 20 of the third embodiment is different from the first embodiment in that the air guide plates 22 to 24 constituting the enclosure 21 are not joined to the front upper portion 17. . Further, the second air guide plate 23 is different from the second air guide plate 23 in that a closing plate 29 that closes the side of the gap 15 between the cab 13 and the van 14 is provided.
第三実施形態の空気抵抗低減装置２０は、第三導風板２４が、ルーフ１６に接合されていて、その第三導風板２４を介して第一導風板２２及び第二導風板２３がルーフ１６に接合されている。閉塞板２５、２９は、キャブ１３又はバン１４のどちらか一方に接合され
ている。また、第三導風板２４は、ｙ方向に見て、ルーフ１６及び閉塞板２５を下底、第一導風板２２を上底とした台形を成している。第三導風板２４をルーフ１６の前方まで延在することで、ｚ方向に見ると、囲い２１の内部に生じる左右一対の循環渦２７の互いに干渉を回避することができる。これにより、循環渦２７を安定して維持するには有利になり、燃費を向上できる。
In the air resistance reduction device 20 of the third embodiment, the third air guide plate 24 is joined to the roof 16, and the first air guide plate 22 and the second air guide plate are connected via the third air guide plate 24. 23 is joined to the roof 16. The closing plates 25 and 29 are joined to either the cab 13 or the van 14. The third air guide plate 24 has a trapezoidal shape with the roof 16 and the closing plate 25 as the bottom and the first air guide plate 22 as the top when viewed in the y direction. By extending the third air guide plate 24 to the front of the roof 16, when viewed in the z direction, it is possible to avoid interference between the pair of left and right circulating vortices 27 generated inside the enclosure 21. Thereby, it becomes advantageous to maintain the circulation vortex 27 stably, and fuel consumption can be improved.
このように、導風板２２〜２４は、前面上部１７からｘ方向前方に向って突出していればよく、前面上部１７に接合されていなくてもよい。 As described above, the air guide plates 22 to 24 may protrude from the front upper portion 17 toward the front in the x direction, and may not be joined to the front upper portion 17.
１０ 車両
１３ キャブ
１４ バン
１７ 前面上部
２０ 空気抵抗低減装置
２１ 囲い
２２〜２４ 導風板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 13 Cab 14 Van 17 Front upper part 20 Air resistance reduction apparatus 21 Enclosure 22-24 Wind guide plate
Claims (5)
前記前方部の上方に存在する前記後方部の前面上部に、前記移動体の左右方向の中央部を境に隣接する二つの囲いを備えて、この囲いが、その前面上部から前方に向って突出した導風板からなり、前方から後方に向って見て下方側が開いた半環状に形成されていることを特徴とする空気抵抗低減装置。 In the air resistance reduction device mounted on the moving body in which the front part and the rear part are arranged in order from the front to the rear, and the height of the front part is lower than the height of the rear part.
The upper part of the front surface of the rear part above the front part is provided with two enclosures adjacent to the central part in the left-right direction of the movable body, and the enclosure projects forward from the upper part of the front surface. An air resistance reducing device comprising: a wind guide plate formed in a semi-annular shape having a lower side opened when viewed from the front to the rear.
前記移動体の左右方向に延在して前記囲いの下方側を塞ぐと共に前記隙間の上方を塞ぐ閉塞板を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気抵抗低減装置。 The moving body has a gap between the front part and the rear part,
The air resistance reduction device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a closing plate that extends in a left-right direction of the movable body to close a lower side of the enclosure and to close an upper side of the gap.
前記移動体の上下方向に延在して前記隙間の側方を塞ぐ閉塞板を備えている請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気抵抗低減装置。 The moving body has a gap between the front part and the rear part,
The air resistance reduction device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a closing plate that extends in a vertical direction of the movable body and closes a side of the gap.
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| CN113753053A (en) * | 2021-09-08 | 2021-12-07 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Energy consumption optimal driving route selection method considering meteorological factors |
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