KR101081228B1 - Apparatus for reducing air resistance of vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 공기저항 감소장치에 관한 것으로, 에어 스포일러(10)의 저면에 장착된 에어포일(20)을 통해 주행중인 차량에 작용하는 공기의 저항(항력, 양력, 횡력)에 대해 능동적인 대처가 가능해짐으로써 연비 개선과 직진 안정성 및 선회 안정성, 그리고 횡풍 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 구조가 간단하고 비용이 저렴하여 보다 실용적으로 차량에 적용할 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a device for reducing air resistance of a vehicle, and is active against air resistance (drag, lift, and lateral force) acting on a vehicle that is running through an airfoil 20 mounted on a bottom surface of an air spoiler 10. By being able to cope, it is possible not only to improve fuel economy, straight stability, turning stability, and transverse stability, but also to have a simple structure and low cost, so that it can be applied to a vehicle more practically.

스포일러, 에어포일, 항력, 양력, 횡력 Spoiler, Air Foil, Drag, Lift, Lateral Force

Description

차량의 공기저항 감소장치{Apparatus for reducing air resistance of vehicle}Apparatus for reducing air resistance of vehicle}

본 발명은 주행중인 차량에 작용하는 공기저항(항력, 양력, 횡력)을 크게 줄일 수 있는 차량의 공기저항 감소장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a device for reducing air resistance of a vehicle that can greatly reduce air resistance (drag, lift, and lateral force) acting on a running vehicle.

일반적으로, 주행중인 차량에는 공기에 의한 저항 즉 항력(drag), 양력(lift), 횡력(side force)이 작용하며, 이러한 공기의 저항에 의해 연비 감소, 직진 및 선회 안정성이 감소하는 문제가 있다.In general, drag, lift, and side force act by air, that is, drag, lift, and side force, which are caused by a driving vehicle. .

상기 항력은 주행하는 차량의 정면으로 작용하는 공기의 힘으로, 상기 항력을 감소시키면 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 된다.The drag is a force of air acting on the front of the driving vehicle, and reducing the drag may improve fuel economy of the vehicle.

상기 양력은 지면에 대해 수직한 방향으로 차량에 작용하는 공기의 힘으로, 상기 양력을 감소시키면 차량의 직진 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.The lifting force is the force of air acting on the vehicle in a direction perpendicular to the ground, and reducing the lifting force can improve the linear stability of the vehicle.

상기 횡력은 차량의 측면으로 작용하는 공기의 힘으로, 상기 횡력을 감소시키면 차량의 직진 안정성 및 선회 안정성과 횡풍에 대한 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.The lateral force is the force of air acting on the side of the vehicle, and reducing the lateral force can improve the straight stability and turning stability of the vehicle and the stability against the crosswind.

차량의 공기저항을 감소시키기 위한 노력의 일환으로 차종에 따라 다양한 종 류의 에어 스포일러(air spoiler)를 장착하게 되었으며, 이러한 에어 스포일러를 통해 주행중인 차량에 작용하는 공기저항을 크게 줄일 수 있게 되었다.In an effort to reduce the air resistance of the vehicle, various types of air spoilers have been installed depending on the vehicle type, and the air spoiler can greatly reduce the air resistance acting on the vehicle being driven.

하지만, 지금까지 사용하고 있는 대부분의 에어 스포일러는 차체에 고정 설치된 것이기 때문에, 시시각각으로 변하는 기후변화에 능동적인 대처가 불가하여 에어 스포일러로서 기능이 떨어지는 단점이 있었다.However, since most air spoilers used so far are fixedly installed in the vehicle body, active air spoilers have a disadvantage in functioning as air spoilers because they cannot actively cope with changing climate.

이를 해결하기 위해, 기후변화에 따라 에어 스포일러 전체가 승하강 및 회전하는 기술이 개발되기도 하였으나, 이와 같은 기술을 실제 차량에 적용함에 있어 구조가 복잡하고, 비용이 비싸서 실용적이지 못한 문제점이 여전히 남아 있었다.In order to solve this problem, a technique of raising and lowering and rotating the entire air spoiler has been developed according to the climate change, but there are still problems that are not practical due to the complicated structure and the high cost in applying such technology to the actual vehicle. .

이에 본 발명은, 주행중인 차량에 작용하는 공기의 저항에 대해 능동적인 대처가 가능한 에어포일을 에어 스포일러의 저면에 장착함으로써, 구조의 단순화 및 비용의 절감을 도모할 수 있는 차량의 공기저항 감소장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is equipped with an air foil capable of actively coping with the resistance of the air acting on the vehicle running on the bottom of the air spoiler, thereby reducing the air resistance of the vehicle that can simplify the structure and reduce the cost The purpose is to provide.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 스포일러는, 차체의 후방 상단에 차체의 좌우방향으로 가로질러 설치되는 에어 스포일러와; 원호 형상으로 형성되고 양단은 차체의 전후방향을 향하며 차체의 좌우방향으로 일정간격으로 이격되면서 상기 에어 스포일러의 저면에 회전 가능하게 설치된 다수개의 에어포일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Air spoiler of the present invention for achieving the above object, the air spoiler which is installed across the left and right direction of the vehicle body at the rear upper end of the vehicle body; And a plurality of airfoils formed in an arc shape and having both ends rotatably disposed in the front and rear directions of the vehicle body and spaced at regular intervals in the left and right directions of the vehicle body so as to be rotatable on the bottom surface of the air spoiler.

본 발명에 의하면, 에어 스포일러의 저면에 장착된 에어포일을 통해 주행중인 차량에 작용하는 공기의 저항(항력, 양력, 횡력)에 대해 능동적인 대처가 가능해짐으로써 연비 개선과 직진 안정성 및 선회 안정성, 그리고 횡풍 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 구조가 간단하고 비용이 저렴하여 보다 실용적으로 차량에 적용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the airfoil mounted on the bottom of the air spoiler enables active countermeasures against drag (lift, lift, and lateral force) of the air acting on the driving vehicle, thereby improving fuel economy, straightness stability and turning stability, In addition, the stability of the cross wind can be greatly improved, and the structure is simple and inexpensive, so that it can be applied to the vehicle more practically.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 차량의 공기저항 감소장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 후방 상단에 차체의 좌우방향으로 가로질러 설치되는 에어 스포일러(10)와, 상기 에어 스포일러(10)의 저면에 회전 가능하게 설치된 다수개의 에어포일(20;airfoil)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the air resistance reduction apparatus of the vehicle according to the present invention includes an air spoiler 10 installed at a rear upper end of the vehicle body in a lateral direction of the vehicle body, and the air spoiler 10. It comprises a plurality of airfoils (20; airfoil) rotatably installed on the bottom.

상기 에어포일(20)은 원호형상을 갖도록 곡률지게 형성된 모양으로, 양단은 상기 에어 스포일러(10)의 저면에 설치된 상태에서 차체의 전후방향을 향하고, 또한 차체의 좌우방향으로는 일정간격으로 이격된 상태로 설치된다.The air foil 20 is formed in a curvature so as to have an arc shape, and both ends thereof face the front and rear directions of the vehicle body while being installed on the bottom surface of the air spoiler 10, and spaced apart at regular intervals in the left and right directions of the vehicle body. Installed in a state.

상기 에어포일(20)은 원호형상으로 형성된 구조이기 때문에, 오목한 안쪽면(21)과 볼록한 바깥면(22)을 구비하고 있다.Since the air foil 20 has a circular arc shape, the air foil 20 has a concave inner surface 21 and a convex outer surface 22.

또한, 상기 에어포일(20)은 한쪽 끝단은 뾰족하고 반대쪽 끝단은 둥근 원형으로 형성되어, 상대적으로 얇은 두께(D1)를 갖는 일단(뾰족한 쪽)이 차체의 전방 을 향하고 상대적으로 두꺼운 두께(D2)를 갖는 타단(둥근 원형)이 차체의 후방을 향하도록 설치된다.In addition, the airfoil 20 is one end is pointed and the other end is formed in a round circle, one end (pointed side) having a relatively thin thickness (D1) toward the front of the vehicle body and a relatively thick thickness (D2) The other end having a round (round circle) is installed to face the rear of the vehicle body.

그리고, 상기 에어포일(20)은 상기 에어 스포일러(10)의 길이방향에 대해 중간위치에서 좌우측이 서로 대칭을 이루도록 설치된다.In addition, the air foil 20 is installed so that the left and right sides are symmetrical with each other at an intermediate position with respect to the longitudinal direction of the air spoiler 10.

즉, 상기 에어포일(20)은 상기 에어 스포일러(10)의 길이방향 중간위치를 기준으로 오목한 안쪽면(21)이 서로 마주 대하도록 설치된 구조인 것이다.That is, the air foil 20 has a structure in which the concave inner surfaces 21 are opposed to each other based on the longitudinal middle position of the air spoiler 10.

여기서, 상기 에어 스포일러(10)의 길이방향이라 함은 상기 에어 스포일러(10)가 차체의 좌우측를 향하는 방향이다.Here, the longitudinal direction of the air spoiler 10 is a direction in which the air spoiler 10 faces the left and right sides of the vehicle body.

한편, 상기 에어포일(20)은 액추에이터(31)로부터 동력을 전달받아서 상기 에어 스포일러(10)에 대해 회전 가능하도록 설치되는 구성이며, 상기 액추에이터(31)는 콘트롤러(32)의 제어에 의해 동작하고, 상기 콘트롤러(32)는 차량의 주행 및 진행방향을 검출하는 센서(33)들로부터 신호를 전달받아서 상기 액추에이터(31)의 동작을 제어하는 신호를 상기 액추에이터(31)로 전달하게 된다.On the other hand, the air foil 20 is configured to be rotatable with respect to the air spoiler 10 by receiving power from the actuator 31, the actuator 31 is operated by the control of the controller 32 The controller 32 receives a signal from the sensors 33 detecting the driving and traveling directions of the vehicle, and transmits a signal for controlling the operation of the actuator 31 to the actuator 31.

상기 차량의 주행 및 진행방향을 검출하는 센서(33)들은 일례로 차속 센서, 가속도 센서, 조향각 센서, G센서 등이 있다.The sensors 33 for detecting the driving and traveling directions of the vehicle include, for example, a vehicle speed sensor, an acceleration sensor, a steering angle sensor, and a G sensor.

상기 액추에이터(31)는 도 2에 도시된 바와 같이 한 개로 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 에어 스포일러(10)에 설치된 모든 에어포일(20)은 상기 한 개의 액추에이터(31)로부터 일체로 동력을 전달받아서 동시에 회전할 수 있게 구성된다.The actuator 31 may be configured as one shown in FIG. 2, in which case all the airfoils 20 installed in the air spoiler 10 transmit power integrally from the one actuator 31. Receive and rotate at the same time.

또한, 도면으로는 도시하지 않았지만 상기 액추에이터(31)는 상기 에어포일(20) 한 개마다 각각 동력을 전달할 수 있도록 다수개로 구성될 수도 있으며, 이 경우 상기 모든 액추에이터(31)는 상기 콘트롤러(32)에 의해 각각 구동할 수 있도록 제어를 받는 구성이다.In addition, although not shown in the drawings, the actuators 31 may be configured in plural numbers so as to transmit power to each of the airfoils 20, in this case, all the actuators 31 are the controller 32. It is a configuration that is controlled to be driven by each.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 따라 에어포일이 적용된 에어 스포일러에 작용하는 공기의 압력에 대한 해석 결과를 보여주기 위한 도면이다.3 is a view for showing an analysis result for the pressure of the air acting on the air spoiler to which the air foil is applied according to the present invention.

도 3을 살펴보면 에어포일(20)의 주변으로 적색영역(R)과 황색영역(Y)은 좁게 분포된 상태이고, 상대적으로 청색영역(B)은 넓은 분포된 상태임을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, the red region R and the yellow region Y are narrowly distributed around the airfoil 20, and the blue region B is relatively broadly distributed.

이와 같이, 적색영역(R)과 황색영역(Y)은 좁고 반대로 청색영역(B)이 넓게 분포된 의미는, 공기가 빠른 속도로 에어 스포일러(10)의 밑면을 통과한다는 의미이며, 아울러 공기의 유동 흐름이 원활한 상태임을 의미한다.As described above, the red region R and the yellow region Y are narrow, whereas the blue region B is widely distributed, which means that the air passes through the underside of the air spoiler 10 at a high speed. This means that the flow is smooth.

상기와 같이, 공기의 유동 흐름이 원활한 상태이면 주행중인 차량에 작용하는 항력 및 양력이 감소하게 되므로, 이를 통해 연비 개선의 효과와 직진 안정성을 크게 향상시킬 수가 있게 된다.As described above, when the air flow flows smoothly, drag and lift applied to the running vehicle are reduced, thereby greatly improving fuel efficiency and linear stability.

그리고, 도 4에 보여주고 있는 도면은 본 발명에 따른 에어포일(20)의 적용으로 차량의 후면에 작용하는 공기의 압력에 대한 해석 결과이다.4 is an analysis result of the pressure of the air acting on the rear of the vehicle by the application of the airfoil 20 according to the present invention.

도 4를 살펴보면 적색영역(R)과 황색영역(Y)은 넓게 분포된 상태이고, 상대적으로 청색영역(B)은 좁게 분포된 상태임을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, the red region R and the yellow region Y are widely distributed, and the blue region B is relatively narrowly distributed.

이는, 에어 스포일러(10)를 빠르게 통과한 공기가 차량의 후면을 통과할 때에는 속도가 크게 떨어져서 서서히 통과하는 상태를 의미하며, 이에 따라 차량의 후면에 작용하는 공기의 압력은 크게 증가한 상태임을 의미한다.This means that when the air passing through the air spoiler 10 quickly passes through the rear of the vehicle, the speed drops significantly and passes slowly, and thus the pressure of the air acting on the rear of the vehicle is greatly increased. .

이와 같이, 차량의 후면에 작용하는 공기의 압력이 크게 증가하게 되면, 주행중인 차량에 작용하는 항력이 크게 감소하게 되며, 이를 통해 차량의 직진 안정성을 크게 향상시킬 수가 있게 된다.As such, when the pressure of the air acting on the rear of the vehicle is greatly increased, the drag acting on the driving vehicle is greatly reduced, thereby greatly improving the linear stability of the vehicle.

또한, 본 발명은 차량의 측면으로 작용하는 횡력에 대해 에어포일(20)의 각도가 능동적으로 변화되는 구성이므로, 횡력에 대한 능동적인 대처가 가능하게 됨으로써 횡풍 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 아울러 차량의 선회 안정성도 크게 향상시킬 수 있게 된다.In addition, since the present invention is a configuration in which the angle of the airfoil 20 is actively changed with respect to the lateral force acting on the side of the vehicle, it is possible to actively cope with the lateral force, thereby greatly improving the lateral wind stability, and The turning stability of the vehicle can also be greatly improved.

따라서, 본 발명의 실시예는 에어 스포일러(10)의 저면에 장착된 에어포일(2)을 통해 주행중인 차량에 작용하는 공기의 저항(항력, 양력, 횡력)에 대해 능동적인 대처가 가능한 구성이며, 또한 에어 스포일러 전체가 승하강 및 회전하는 종래의 구성에 비해 구조의 단순화 및 비용의 절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the embodiment of the present invention is a configuration capable of actively coping with the resistance (drag, lift, side force) of the air acting on the vehicle running through the air foil 2 mounted on the bottom of the air spoiler 10. In addition, there is an advantage that can simplify the structure and reduce the cost compared to the conventional configuration in which the entire air spoiler is raised and lowered and rotated.

도 1은 본 발명에 따라 에어포일이 적용된 에어 스포일러를 밑에서 바라본 사시도,1 is a perspective view from below of an air spoiler to which an airfoil is applied according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따라 에어포일이 적용된 에어 스포일러의 저면을 위에서 바라본 평면도,2 is a plan view from above of the bottom of an air spoiler to which an airfoil is applied according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따라 에어포일이 적용된 에어 스포일러에 작용하는 공기의 압력에 대한 해석 결과를 보여주기 위한 도면,3 is a view for showing an analysis result for the pressure of the air acting on the air spoiler is applied airfoil according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 에어포일의 적용으로 차량의 후면에 작용하는 공기의 압력에 대한 해석 결과를 보여주기 위한 도면이다.4 is a view showing an analysis result of the pressure of the air acting on the rear of the vehicle by the application of the airfoil according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 - 에어 스포일러 20 - 에어포일10-Air Spoiler 20-Air Foil

21 - 안쪽면 22 - 바깥면21-Inside 22-Outside

31 - 액추에이터 32 - 콘트롤러31-Actuator 32-Controller

33 - 센서33-sensor

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 차체의 좌우방향으로 가로질러 설치되는 에어 스포일러와, 상기 에어 스포일러의 저면에 상기 에어 스포일러의 길이방향을 따라 설치된 다수개의 에어포일을 포함하여 구성되면서;An air spoiler installed across the left and right directions of the vehicle body, and a plurality of air foils installed along the longitudinal direction of the air spoiler on the bottom of the air spoiler; 상기 에어포일은 원호형상으로 휘어지게 형성되고;The air foil is formed to be bent in an arc shape; 상기 에어포일은 상기 에어 스포일러의 길이방향 중간위치에서 좌우측이 대칭을 이루도록 설치되는 차량의 공기저항 감소장치에 있어서,In the air resistance reduction apparatus of the vehicle is installed so that the left and right sides are symmetrical in the longitudinal middle position of the air spoiler, 상기 에어포일은 상기 에어 스포일러에 대해 회전 가능하게 설치된 것The airfoil is rotatably installed relative to the air spoiler 을 특징으로 하는 차량의 공기저항 감소장치.Air resistance reduction device of the vehicle, characterized in that.
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