АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AERODYNAMIC STRUCTURE FOR TRANSPORT FACILITY

Область техники
Настоящее изобретение относится к аэродинамической конструкции для транспортного средства для выравнивания обтекания воздушным потоком в колесной нише.
Уровень техники
Известен аэродинамический стабилизатор, который интегрирован в конструкцию закреплением дефлектора к передней стороне или внутренней стороне по ширине транспортного средства от колеса в колесной нише автомобиля (см., например, публикацию JP 2003-528772). Кроме того, известна технология, раскрытая в описании публикации GB 2265785.
Задачи, на решение которых направлено изобретение
Однако так как в обычном вышеописанном методе дефлектор выступает из колесной ниши, то существуют различные ограничения, например, во избежание столкновения с колесом и т.п., и сложно достичь достаточного эффекта выравнивания обтекания воздушным потоком.
Ввиду вышеописанных обстоятельств, задачей настоящего изобретения является создание аэродинамической конструкции для транспортного средства, которая может эффективно выравнивать воздушный поток внутри колесной ниши.
Средства для решения задач
Аэродинамическая конструкция для транспортного средства, относящаяся к первому аспекту настоящего изобретения, содержит стенку столкновения с воздушным потоком, расположенную впереди или сзади в продольном направлении кузова транспортного средства относительно колеса в колесной нише и проходящую по направлению ширины транспортного средства, и обращенную в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства, и стенку направления воздушного потока, проходящую в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства от концевого участка стенки столкновения с воздушным потоком, при этом концевой участок находится со стороны, которая находится дальше от колеса, а стенка направления воздушного потока проходит в вертикальном направлении кузова транспортного средства или проходит так, чтобы иметь направление как в сторону колеса, так и в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства.
В соответствии с данным аспектом, сопровождающий движение воздушный поток наталкивается на переднюю поверхность колеса, и внутри колесной ниши образуется воздушный поток, направленный назад (в сторону вверх по потоку в направлении вращения колеса). Кроме того, внутри колесной ниши образуется воздушный поток, сопровождающий движение транспортного средства (вращение колеса), который вовлекается вращением колеса и направлен вперед (в сторону вниз по потоку в направлении вращения колеса).
В конструкции, в которой стенка столкновения с воздушным потоком обеспечена дальше в заднюю сторону в продольном направлении кузова транспортного средства, чем центр вращения колеса, часть воздушного потока, которая направлена в переднюю сторону внутри колесной ниши, направляется стенкой направления воздушного потока и сталкивается со стенкой столкновения с воздушным потоком. Вследствие этого, давление возрастает около вогнутого (заглубленного) участка, который сформирован стенкой столкновения с воздушным потоком и стенкой направления воздушного потока, и затекание воздуха в колесную нишу ослабляется. Кроме того, так как стенка столкновения с воздушным потоком расположена дальше сзади, чем центр вращения колеса, то ослабляется затекание воздуха в колесную нишу, сопровождающее вращение колеса, со стороны выше по потоку (входа), и ослабляется вытекание воздуха, который затек в колесную нишу, с боковой стороны.
С другой стороны, в конструкции, в которой стенка столкновения с воздушным потоком обеспечена дальше в переднюю сторону в продольном направлении кузова транспортного средства, чем центр вращения колеса, воздушный поток, который направлен назад внутри колесной ниши, направляется стенкой направления воздушного потока и задерживается стенкой столкновения с воздушным потоком, и движение воздушного потока назад внутри колесной ниши ослабляется. Вследствие этого, взаимное влияние воздушного потока, который направлен назад внутри колесной ниши, и воздушного потока, который направлен вперед, ослабляется, и данные потоки плавно выпускаются в боковую сторону от колеса. А именно, воздушный поток вокруг колеса выравнивается.
Таким образом, в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства возможно эффективное выравнивание воздушного потока внутри колесной ниши.
Впрочем, в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства, одинаково в конструкциях, в которых стенка столкновения с воздушным потоком обеспечена либо спереди, либо сзади в продольном направлении кузова транспортного средства относительно колеса, имеют место случаи, когда налипший материал, например снег или лед, или что-то подобное, налипает между внутренней поверхностью колесной ниши и колесом.
В данном случае, так как в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства стенка направления воздушного потока проходит в вертикальном направлении кузова транспортного средства или проходит так, чтобы иметь направление (например, наклон) как в сторону колеса, так и в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства, то стенка направления воздушного потока не образует отрицательного угла со стороны внутренней поверхности колесной ниши относительно вертикального направления (вертикали кузова транспортного средства). А именно, в настоящей аэродинамической конструкции для транспортного средства отсутствует форма, которая вмещает (захватывает), с нижней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства, налипший материал, например снег или лед, или что-то подобное, и налипший материал легко выпадает. Следует отметить, что в конструкции, в которой обеспечено множество стенок направления воздушного потока, желательно, чтобы все из множества стенок направления воздушного потока продолжались в вертикальном направлении кузова транспортного средства или продолжались так, чтобы иметь направление как в сторону колеса, так и в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства.
В аэродинамической конструкции для транспортного средства в соответствии с вышеописанным аспектом стенка столкновения с воздушным потоком и стенка направления воздушного потока сформированы на защитном элементе, который выполнен в форме дуги, открывающейся вниз, на виде сбоку, в вертикальном направлении кузова транспортного средства, и который покрывает колесо с верхней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства.
В соответствии с данным аспектом, стенка столкновения с воздушным потоком и стенка направления воздушного потока вышеописанных конструкций сформированы на защитном элементе. Поэтому, например, при создании, во время формования защитного элемента, пресс-формы с направлением разъема, совпадающим с вертикальным направлением в состоянии установки в транспортное средство, можно изготовить формованную конструкцию, в которой не формуются отрицательные углы (поднутрение).
В аэродинамической конструкции для транспортного средства в соответствии с вышеописанным аспектом стенка столкновения с воздушным потоком и стенка направления воздушного потока расположены с верхней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства относительно центра вращения колеса.
В соответствии с данным аспектом, так как стенка столкновения с воздушным потоком и стенка направления воздушного потока (в конструкции, снабженной сочетаниями из множества стенок столкновения с воздушным потоком и стенок направления воздушного потока, это относится к сочетанию, которое расположено далее всего внизу в вертикальном направлении кузова транспортного средства) расположены с верхней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства относительно центра вращения колеса, то стенка столкновения с воздушным потоком расположена так, чтобы находиться на расстоянии с верхней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства относительно центра вращения колеса. Поэтому расстояние вдоль продольного направления кузова транспортного средства между окружной внешней поверхностью колеса и стенкой столкновения с воздушным потоком является большим, и воздействие аэродинамической силы на колесо, которое сопровождает блокирование воздушного потока, ослабляется.
Эффекты изобретения
Как изложено выше, аэродинамическая конструкция для транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением обладает полезным эффектом возможности эффективного регулирования воздушного потока внутри колесной ниши.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематический вид сбоку в разрезе, представляющий общую конструктивную схему аэродинамической конструкции для транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - вид сбоку в сечении, представляющий, в увеличенном масштабе, основные участки аэродинамической конструкции для транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 - вид в перспективе, представляющий передний участок автомобиля, на котором применена аэродинамическая конструкция для транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4A - вид в перспективе автомобиля, на котором применена аэродинамическая конструкция для транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4B - вид в перспективе, относящийся к примеру для сравнения с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 - вид сбоку в разрезе, представляющий аэродинамическую конструкцию для транспортного средства в соответствии с видоизмененным примером варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6A - вид сбоку в разрезе, схематически представляющий прилипшее состояние льда/снега на аэродинамической конструкции для транспортного средства, относящейся к примеру для сравнения с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6B - вид сбоку в разрезе, схематически представляющий воздушный поток в аэродинамической конструкции для транспортного средства, относящейся к примеру для сравнения с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, относящаяся к варианту осуществления настоящего изобретения, описана далее со ссылками на фиг. 1-4. Следует отметить, что стрелка ВПЕРЕД, стрелка ВВЕРХ, стрелка ВНУТРЬ и стрелка НАРУЖУ, которые соответствующим образом обозначены на соответствующих чертежах, указывают, соответственно, направление вперед (направление переднего хода), направление вверх, направление во внутреннюю сторону по ширине транспортного средства и в наружную сторону от автомобиля S, на котором применяется аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства. Далее в настоящем описании, когда просто указаны верхняя, нижняя, передняя, задняя и внутренняя и наружная стороны относительно направления по ширине транспортного средства, данные указания соответствуют направлениям вышеупомянутых соответствующих стрелок. Кроме того, в настоящем варианте осуществления аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства применяется, соответственно, на левом и правом передних колесах 15, задних колесах 16, которые выполняют функцию колес, но так как соответствующие аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства конструктивно выполнены, по существу, сходным образом (симметрично в отношении левой стороны и правой стороны), то в дальнейшем описана преимущественно одна из левой и правой аэродинамических конструкций 10 для транспортного средства для передних колес.
Общая конструктивная схема аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства показана на фиг.1 на схематическом виде сбоку в сечении. Кроме того, основные участки аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства показаны на фиг.2 на увеличенном виде сбоку в сечении. Передний участок автомобиля S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, показан на фиг.3 на схематическом виде в перспективе. Как показано на фиг. 1 и фиг. 3, автомобиль S содержит панель 12 переднего крыла, которая формирует конструкцию кузова транспортного средства. Колесная арка 12A, которая имеет форму, по существу, полукруглой дуги, которая открыта вниз на виде сбоку для обеспечения возможности управления передним колесом 15, сформирована в панели 12 переднего крыла. Хотя на чертеже не показано, к внутренней стороне панели 12 переднего крыла присоединен фартук крыла, и внутренняя часть колесной ниши обеспечена на фартуке крыла. Вследствие этого, колесная ниша 14, которая расположена так, чтобы переднее колесо 15 могло подчиняться рулевому управлению, сформирована на переднем участке автомобиля S.
Кроме того, подкрылок 18, служащий защитным элементом, который выполнен в форме, по существу, дугового сегмента, который согласуется с колесной аркой 12A на виде сбоку и имеет несколько больший диаметр, чем колесная арка 12A, на виде сбоку, и выполнен в форме, по существу, прямоугольника, который накрывает и скрывает переднее колесо 15 на виде в плане, расположен на внутренней стороне колесной ниши 14. Соответственно, подкрылок 18 вмещается внутри колесной ниши 14 так, чтобы не выступать из-за колесной арки 12A на виде сбоку. Подкрылок 18 закрывает, по существу, верхнюю половину участка переднего колеса 15 спереди, сверху и сзади и ограждает фартук крыла (внутреннюю часть колесной ниши) и т.п. от ударных воздействий грязи, мелкого щебня и т.п. Подкрылок 18 выполнен из пластика, формованного, например, пластическим формованием (литьевым прессованием или вакуумным формованием), или является конструкцией, в которой применяется нетканый материал в качестве подложки или материала поверхности.
Кроме того, подкрылок 18, формирующий аэродинамическую конструкцию 10 для транспортного средства, имеет вогнутые участки (заглубленные участки) 20, которые расширяются в сторону переднего колеса 15, как показано на виде сбоку. В данном варианте осуществления, вогнутые участки 20 обеспечены на участке подкрылка 18, при этом упомянутый участок расположен с задней стороны переднего колеса 15 (участок, который частично перекрывает переднее колесо 15 в вертикальном направлении кузова транспортного средства). В данном варианте осуществления, как показано на фиг.2, вогнутые участки 20 обеспечены в пределах области A, которая находится дальше назад и вниз, чем участок С, который пересекается воображаемой прямой линией IL, которая составляет угол θ (θ<90°) с горизонтальной линией HL, которая проходит через ось RC вращения переднего колеса 15, на участке подкрылка 18, причем данный участок находится дальше назад, чем ось вращения RC (центр колеса) переднего колеса 15. Область A, в которой следует устанавливать вогнутые участки 20, описана далее.
Как показано на фиг.2, вогнутый участок 20 расширяется в сторону переднего колеса 15, как описано выше и образует, по существу, треугольную форму на виде сбоку, ширина которой в окружном направлении подкрылка 18 (колесной ниши 14) становится максимальной на участке 20A раскрытия. В частности, вогнутый участок 20 конструктивно выполнен так, чтобы содержать стенку 22 направления воздушного потока, которая проходит, по существу, вверх от нижнего края 20B участка 20A раскрытия, и стенку 24 столкновения с воздушным потоком, которая от заднего верхнего конца 22A стенки 22 направления воздушного потока проходит к верхнему краю 20C участка 20A раскрытия.
Длина боковой поверхности (длина стороны треугольника) стенки 24 столкновения с воздушным потоком выполнена небольшой по сравнению со стенкой 22 направления воздушного потока. Вследствие этого, как показано на фиг.1, стенка 22 направления воздушного потока проходит в направлении, по существу, вдоль воздушного потока F так, чтобы направлять воздушный поток F (воздушный поток, по существу, по направлению касательной к переднему колесу 15), который создается попутно вращению переднего колеса 15 (вращение в направлении стрелки R, которое является направлением приведения автомобиля S в движение вперед), внутрь вогнутого участка 20. С другой стороны, стенка 24 столкновения с воздушным потоком проходит так, чтобы встречать воздушный поток F, и воздушный поток F, который набегает в вогнутый участок 20, наталкивается на эту стенку.
Вследствие вышеизложенного, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства существует конструкция, в которой участок воздушного потока F блокируется вогнутым участком 20, и давление в вогнутом участке 20 повышается, и вместе с этим повышается давление между участком 20A раскрытия вогнутого участка и передним колесом 15. Благодаря данному повышению давления в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства замедляется втекание воздушного потока F в колесную нишу 14.
Кроме того, как показано на фиг. 1-3, в подкрылке 18 обеспечено множество (в данном варианте осуществления два) вогнутых участков 20 с параллельным расположением в окружном направлении подкрылка 18. В данном варианте осуществления, как показано на фиг.2, нижние края 20B, верхние края 20C участков 20A раскрытия вогнутых участков 20, которые являются смежными в окружном направлении подкрылка 18, по существу, совпадают. А именно, множество вогнутых участков 20 сформировано так, чтобы формировать впадины и выступы (волновые формы), которые являются треугольными на виде в сечении, непрерывно в окружном направлении подкрылка 18.
Кроме того, как показано на фиг.3, соответствующие вогнутые участки 20 проходят вдоль направления по ширине транспортного средства, и внешние концы упомянутых вогнутых участков в направлении по ширине транспортного средства уплотняются боковой стенкой 26. С другой стороны, внутренние концы соответствующих вогнутых участков 20 в направлении по ширине транспортного средства могут быть открыты внутрь в направлении по ширине транспортного средства или могут быть уплотнены боковой стенкой, которая обращена в сторону боковой стенки 26. Следует отметить, что, хотя это и не показано, в данном варианте осуществления вогнутые участки 20 сформированы так, чтобы перекрывать всю ширину в направлении по ширине транспортного средства относительно переднего колеса 15, которое расположено в нейтральном положении (в положении прямолинейного движения).
Как показано на фиг.1, подкрылок 18 конструктивно выполнен так, чтобы, в основном, на общем участке 28 стенки и нижних краях 20B, верхних краях 20C вогнутых участков 20 расстояние до огибающей Et шины переднего колеса 15 было больше, чем или равно предварительно заданному значению. Огибающая Et шины представляет собой кривую с крайней внешней стороны (стороны вблизи кузова транспортного средства) кривых всех смещений относительно кузова транспортного средства, включая рулевое управление и колебательное движение переднего колеса 15.
Кроме того, как показано на фиг. 1 и 3, аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства снабжена направляющими желобами 34, которые служат желобами в окружном направлении, обеспеченными в подкрылке 18 таким образом, чтобы раскрываться в сторону переднего колеса 15. Участки направляющих желобов 34, которые находятся дальше спереди в продольном направлении кузова транспортного средства, чем (вогнутый участок 20, который расположен выше и дальше вперед, чем остальные) вогнутые участки 20, являются проксимальными концами 34A, и продольные направления направляющих желобов 34 расположены вдоль окружного направления подкрылка 18, и участки направляющих желобов 34, которые находятся вблизи переднего нижнего концевого участка 18B подкрылка 18, являются оконечностями 34B. Направляющие желоба 34 не сообщаются с вогнутыми участками 20.
Ложи желобов направляющих желобов 34 на проксимальных концах 34A и оконечностях 34B, соответственно, скашиваются и продолжаются вровень с общим участком стенки 28 (открытыми поверхностями вогнутых участков 20 и направляющих желобов 34), который формирует общую поверхность подкрылка 18, и воздушный поток вдоль окружного направления вогнутых участков 20 (колесной ниши 14) плавно входит в желоба и выходит из них. Как показано на фиг.1, в данном варианте осуществления, в направлении по ширине транспортного средства обеспечено множество (два) направляющих желобов 34, которые расположены параллельно. Данные направляющие желоба 34 конструктивно выполнены, чтобы таким образом направлять воздушный поток, который направлен сзади вперед вдоль внутренней окружности подкрылка 18, чтобы обеспечить затекание воздушного потока от проксимальных концов 34A и выпуск из оконечностей 34B. Другими словами, пара стенок 34C, которые обращены в направлении по ширине транспортного средства к соответствующим направляющим желобам 34, конструктивно выполнены так, чтобы не допускать образования воздушного потока, направленного по ширине транспортного средства. Следует отметить, что выше приведен пример, в котором обеспечены два направляющих желоба 34, хотя может быть обеспечен всего один направляющий желоб 34 или могут быть обеспечены, по меньшей мере, три.
Кроме того, как показано на фиг. 1 и 2, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства стенки 24 столкновения с воздушным потоком соответствующих вогнутых участков 20 соответственно расположены с верхней стороны в кузове транспортного средства относительно горизонтальной линии HL, которая проходит через ось RC вращения в состоянии нормального хода переднего колеса 15. В частности, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства стенки 24 столкновения с воздушным потоком соответствующих вогнутых участков 20 расположены в таких позициях в вертикальном направлении кузова на подкрылке 18, в которых общий участок 28 стенки образует по форме, по существу, дугу на виде сбоку, так что концевые участки 24A, задние в продольном направлении кузова транспортного средства, соответствующих стенок 24 столкновения с воздушным потоком (задние верхние концы 22A стенок 22 направления воздушного потока) расположены спереди, в продольном направлении кузова транспортного средства, от заднего нижнего концевого участка 18A на внутренней поверхности подкрылка 18 или находятся в позиции, совпадающей с ним в продольном направлении кузова транспортного средства.
Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства концевой участок 24A, задний в продольном направлении кузова транспортного средства, стенки 24 столкновения с воздушным потоком, который расположен, относительно, с верхней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства, расположен спереди в продольном направлении кузова транспортного средства от концевого участка 24B, переднего в продольном направлении кузова транспортного средства, стенки 24 столкновения с воздушным потоком, с нижней стороны, или находится в позиции, совпадающей с ним в продольном направлении кузова транспортного средства. Другими словами, величину углубления вогнутого участка 20 от общего участка 28 стенки, т.е. высоту h (см. фиг.2) стенки 24 столкновения с воздушным потоком и зону положений вогнутых участков 20 (упомянутая область A), выбирают так, чтобы удовлетворить данному условию.
По указанным причинам в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства соответствующие стенки 22 направления воздушного потока конструктивно выполнены так, что они проходят в вертикальном направлении кузова транспортного средства или в наклонном направлении, которое направлено как в сторону переднего колеса 15, так и в нижнюю сторону относительно вертикального направления транспортного средства (в положении наклона вперед). В данном варианте осуществления, как показано на фиг.2, стенка 22 направления воздушного потока, которая формирует конструкцию нижнего вогнутого участка 20, проходит, по существу, вдоль вертикальной линии VL, которая проходит вдоль вертикального направления кузова транспортного средства, и стенка 22 направления воздушного потока, которая формирует конструкцию верхнего вогнутого участка 20, проходит в направлении, которое наклонено (включая искривление) на предварительно заданный угол α относительно вертикальной линии VL. Угол α, показанный на фиг.2, составляет α≥0 в случае, когда направление, в котором стенка 22 направления воздушного потока наклонена относительно вертикальной линии VL, является положительным.
Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства так как угол, относительно вертикальной линии VL, стенки 22 направления воздушного потока, которая сформирована в подкрылке 18, который образует по форме, по существу, дугу на виде сбоку, является таким, как описано выше, стенка 24 столкновения с воздушным потоком нижнего вогнутого участка 20 расположена так, чтобы находиться на расстоянии сверху в вертикальном направлении кузова транспортного средства относительно горизонтальной линии HL, которая проходит через ось RC вращения (ось RC вращения в состоянии нормального хода, причем то же самое относится к дальнейшему) переднего колеса 15. Поэтому в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства расстояние L, которое измеряют вдоль продольного направления кузова транспортного средства от концевого участка 24B, переднего в продольном направлении кузова транспортного средства, стенки 24 столкновения с воздушным потоком до окружной поверхности переднего колеса 15, располагают так, чтобы это расстояние было длинным по сравнению с кратчайшим расстоянием LO, которое измеряют вдоль продольного направления кузова транспортного средства между подкрылком 18 и передним колесом 15.
Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства общий участок 28 стенки проходит, по существу, вдоль вертикального направления кузова транспортного средства от стенки 22 направления воздушного потока, которая формирует конструкцию нижнего вогнутого участка 20. В данном случае, граница между стенкой 22 направления воздушного потока и общим участком 28 стенки, которые проходят по существу вдоль вертикального направления кузова транспортного средства (вертикальной линии VL), является нечеткой в функциональном отношении. Однако, как можно понять, нижний конец стенки 22 направления воздушного потока находится вблизи позиции, в которой длина от верхнего конца составляет такую длину, которая равна длине стенки 22 направления воздушного потока, которая формирует конструкцию верхнего вогнутого участка 20, или вблизи нижнего предельного положения зоны положений боковой стенки 26, в которой эффект повышения давления от вогнутого участка 20 является высоким, или в какой-то подобной позиции.
В данном варианте осуществления, независимо от того, которая из вышеописанных конструкций понимается как представляющая собой нижний конец стенки 22 направления воздушного потока, которая формирует конструкцию нижнего вогнутого участка 20, следует понимать, что этот конец расположен дальше вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства, чем горизонтальная линия HL, которая проходит через ось RC вращения переднего колеса 15 в состоянии нормального хода. Другими словами, в данном варианте осуществления следует понимать, что все из множества вогнутых участков расположены дальше вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства, чем горизонтальная линия HL, которая проходит через ось RC вращения переднего колеса 15 в состоянии нормального хода.
Как изложено выше, область A (зона), в которой заданы положения вогнутых участков 20, является областью, в которой 0°<θ<90°, при описании ее углом θ, показанным на фиг.2. На верхней граничной стороне зоны положений вогнутых участков 20 данный угол θ желательно задать меньше, чем или равным 50°, а на нижней граничной стороне зоны положений вогнутых участков 20 данный угол θ желательно больше меньше, чем или равным 5°.
Кроме того, чтобы дополнить описание аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства для заднего колеса 16, как показано на фиг.4A, в автомобиле S, колесная ниша 14 сформирована с внутренней стороны колесной арки 36A панели 36 заднего крыла, и заднее крыло 16 расположено внутри колесной ниши 14. Аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства для заднего колеса 16 сформирована, в принципе, аналогично аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства для переднего колеса 15, за исключением того, что огибающая Et шины заднего колеса 16, которое не является управляемым колесом (или колесом, угол поворота которого невелик), отличается от огибающей Et шины переднего колеса 15, которое является управляющим колесом. А именно, аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства для заднего колеса 16 конструктивно выполнена формированием вогнутых участков 20, направляющих желобов 34 в подкрылке задней колесной ниши, который покрывает заднее колесо 16 (в последующем описании упомянутый подкрылок будет называться подкрылком 18 крыла без различия с подкрылком для переднего колеса 15).
Следует отметить, что в данном варианте осуществления подкрылок 18 крыла, который формирует аэродинамическую конструкции 10 для транспортного средства для переднего колеса 15, сформирован вакуумным формованием или литьевым прессованием пластика. Кроме того, подкрылок 18 крыла (подкрылок задней колесной ниши), который формирует аэродинамическую конструкции 10 для транспортного средства для заднего колеса 16, сформирован литьевым прессованием или вакуумным формованием пластика или формированием в пресс-форме с использованием нетканого материала в качестве подложки или материала поверхности.
Кроме того, как показано на фиг.3, аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства снабжены защитными накладками 32, которые проходят по ширине транспортного средства и расположены, соответственно, с передних сторон передних колес 15 и задних колес 16. Защитные накладки 32 конструктивно выполнены так, чтобы препятствовать затеканию потока воздуха при движении, который сопровождает движение автомобиля S, в колесные ниши 14. Аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства может представлять собой конструкцию, которая не снабжена защитными накладками 32.
Далее приведено описание работы настоящего варианта осуществления изобретения.
В автомобиле S, на котором применена вышеописанная аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, когда переднее колесо 15 вращается в направлении по стрелке R, сопутствующем движению автомобиля S, создается воздушный поток F, который увлекается данным вращением переднего колеса 15 и втекает, по существу, вверх в колесную нишу 14 сзади переднего колеса 15. Часть данного воздушного потока F направляется стенками 22 направления воздушного потока и втекает в вогнутые участки 20, и наталкивается на стенки 24 столкновения с воздушным потоком. Поэтому часть воздушного потока F задерживается, давление внутри вогнутых участков 20 повышается, и зона данного повышения давления проходит до пространства между вогнутыми участками 20 и передним колесом 15. Вследствие этого, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства сопротивление затеканию воздуха в колесную нишу 14 сзади переднего колеса 15 возрастает, и ослабляется затекание воздуха в колесную нишу 14.
Аналогично, в автомобиле S, на котором применена вышеописанная аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, вследствие повышения давления около вогнутых участков 20, которое повышается из-за задержки части воздушного потока стенками 24 столкновения с воздушным потоком вследствие вращения заднего колеса 16, сопротивление затеканию воздуха в колесную нишу 14 повышается, ослабляется и затекание воздуха в колесную нишу 14.
Кроме того, другая часть воздушного потока F проходит зону положений вогнутых участков 20 и втекает в колесную нишу 14. По меньшей мере, часть F стремится протекать по внешней стороне окружности под действием центробежной силы и втекает в направляющие желоба 34 и направляется направляющими желобами 34 и выходит из оконечностей 34B.
При этом так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства в соответствии с вариантом осуществления вогнутые участки 20 сдерживают затекание воздуха в колесную нишу 14, то воздушный поток F, который пытается пройти в колесную нишу 14 из-под днища автомобиля S, является слабым, и предотвращается возмущение воздушного потока по окружности колесной ниши 14 (поток выравнивается). Точнее, как показано на фиг.4A, возмущение воздушного потока Ff под днищем не допускается, и под днищем обеспечивается плавный воздушный поток Ff.
Кроме того, количество воздуха, который втекает в колесную нишу 14, уменьшается, и количество воздуха, который вытекает со стороны колесной ниши 14, также уменьшается. По указанным причинам в автомобиле S возмущение воздушного потока Fs вдоль боковой поверхности не допускается, и на боковой поверхности обеспечивается плавный воздушный поток Fs.
Вследствие вышеизложенного, в автомобиле S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, можно добиться снижения аэродинамического сопротивления (значения коэффициента CD), повышения устойчивости вождения автомобиля, снижения шума встречного потока воздуха, ослабления забрызгивания (заброса воды с дорожной поверхности передним колесом 15, задним колесом 16) и т.п. благодаря действию вогнутых участков 20.
Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства так как направляющие желоба 34 обеспечены впереди вогнутых участков 20, выравниваются воздушные потоки с внутренней стороны и сбоку колесной ниши 14. Точнее, так как воздушный поток F внутри колесной ниши 14 протекает вдоль (параллельно) направления вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16 благодаря направляющим желобам 34, то предотвращается возмущение воздушного потока внутри колесной ниши 14 (воздействие аэродинамической силы на переднее колесо 15, заднее колесо 16). Кроме того, так как вытекание воздуха, который проходит через боковую сторону колесной ниши 14, т.е. колесную арку 12A, 36A, ослабляется, то около автомобиля S обеспечивается ровный воздушный поток Fs.
Поэтому в автомобиле S, на котором применена аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства, можно добиться снижения аэродинамического сопротивления, повышения устойчивости вождения автомобиля, снижения шума встречного потока воздуха, ослабления забрызгивания и т.п. также благодаря действию направляющих желобов 34. Соответственно, в автомобиле S, на котором аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства обеспечены так, чтобы соответствовать передним колесам 15, задним колесам 16, соответственно, как показано на фиг.4A, как на переднем участке, так и на заднем участке кузова транспортного средства обеспечиваются плавные воздушные потоки Ff, Fs, которые не содержат выброса, который вызывает возмущение на боковых поверхностях и под днищем, и данные потоки плавно сливаются позади кузова транспортного средства (по стрелке Fj).
Для дополнения пояснения сравнением со сравнительным примером на фиг.4B представлен сравнительный пример 200, в котором не обеспечены аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства, внутри колесных ниш 14 формируются воздушные потоки, сопровождающие вращение передних колес 15, задних колес 16, и их затекание вызывает возмущение воздушного потока Ff под днищем непосредственно позади передних колес 15, задних колес 16 (на участках, где формируются воздушные потоки в колесные ниши 14). Кроме того, воздушные потоки F, которые попали в колесные ниши 14, проходят через колесные арки 12A и выходят в боковые стороны кузова транспортного средства (см. стрелки Fi), и вызывают возмущение по стрелкам Fs. По указанным причинам возмущение создается также в воздушном потоке Fj, который сливается позади кузова транспортного средства.
Напротив, в автомобиле S, на котором применены вышеописанные аэродинамические конструкции 10 для транспортного средства, затекание воздуха в колесные ниши 14 сзади передних колес 15, задних колес 16 ослабляется вогнутыми участками 20, и воздушные потоки, которые затекли в колесные ниши 14, выравниваются около направляющих желобов 34. Поэтому, как изложено выше, можно реализовать снижение аэродинамического сопротивления, повышение устойчивости вождения автомобиля, снижение шума встречного потока воздуха, ослабление забрызгивания и т.п.
В частности, так как в аэродинамических конструкциях 10 для транспортного средства обеспечено множество непрерывно следующих вогнутых участков 20, то можно более эффективно ослаблять затекание воздуха в колесные ниши 14 сзади передних колес 15, задних колес 16. А именно, удовлетворительный эффект выравнивания воздушного потока можно получать посредством компактной конструкции, которая сокращает величину выступа вогнутых участков 20 в сторону внутреннего участка кузова транспортного средства. Кроме того, так как направляющие желоба 34 не сообщаются с вогнутыми участками 20, то воздух не вытекает из вогнутых участков 20 в направляющие желоба 34, и давление вогнутых участков 20 не снижается, и можно эффективно создавать как эффект ослабления затекания воздушных потоков F в колесные ниши 14, так и эффект выравнивания воздушных потоков F, которые проникли в колесные ниши 14.
Кроме того, поскольку в аэродинамических конструкциях 10 для транспортного средства вогнутые участки 20 и направляющие желоба 34 расположены так, чтобы углубляться относительно общего участка 28 стенки подкрылка 18, столкновение с передним колесом 15, задним колесом 16 не составляет проблемы. Соответственно, вогнутые участки 20 и направляющие желоба 34 можно проектировать на основании их рабочих характеристик, необходимых с точки зрения аэродинамики, без ограничения размеров и форм или схемы расположения и т.п. для предотвращения столкновения с передним колесом 15, задним колесом 16.
Впрочем, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства случается, что между подкрылком 18, который образует внутреннюю поверхность колесной ниши 14, и передним колесом 15 и задним колесом 16 пристает налипший материал (далее называемый льдом/снегом H), например снег или лед, или что-то подобное.
В данном случае, так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства стенки 22 направления воздушного потока, которые формируют конструкцию вогнутых участков 20, либо продолжаются вдоль вертикальной прямой линии VL, либо продолжаются наклонно вперед относительно вертикальной прямой линии VL, то стенки 22 направления воздушного потока не формируют отрицательных углов относительно вертикального направления (вертикали кузова транспортного средства) со стороны внутренней поверхности колесной ниши 14. А именно, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства вертикально направленная поверхность, которая вмещает лед/снег H, не сформирована на внутренней поверхности колесной ниши 14, и лед/снег H легко выпадает.
Например, хотя в аэродинамической конструкции 100 для транспортного средства, относящейся к сравнительному примеру, показанному на фиг.6A, можно получить аэродинамические эффекты, которые аналогичны эффектам в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, стенки 102 направления воздушного потока, которые отходят вниз от концевых участков 24A, задних в продольном направлении кузова транспортного средства, стенок 24 столкновения с воздушным потоком, формируют отрицательные углы. Поэтому в аэродинамической конструкции 100 для транспортного средства лед/снег H, который налип и накопился, захватывается на стенках 102 направления воздушного потока, которые направлены вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства и в сторону переднего колеса 15, и выпадение льда/снега H становится затруднительным.
Напротив, в вышеописанной аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства стенки 22 направления воздушного потока не формируют отрицательных углов, или, другими словами, в данном случае отсутствуют участки, на которых захватывается лед/снег H, и поэтому лед/снег H легко выпадает. А именно, в вышеописанной аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, при том, что обеспечиваются необходимые аэродинамические характеристики, повышается способность сбрасывать лед/снег H по сравнению с аэродинамической конструкцией 100 для транспортного средства.
Кроме того, так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства не формируется отрицательных углов относительно вертикального направления, как описано выше, то, обеспечением совпадения направления разъема пресс-формы во время формования с данным направлением, подкрылок 18 можно формовать с использованием простой конструкции формы (конструкции пресс-формы), которая не содержит участка поднутрения. По данной причине подкрылок 18, который формирует аэродинамическую конструкцию 10 для транспортного средства, можно изготавливать недорого, как неразъемную конструкцию, или без использования раздвижной пресс-форму для формования неразъемной конструкции, как в случае подкрылка 104, который аэродинамическую конструкцию 100 для транспортного средства.
Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства нижний вогнутый участок 20 располагается, в общем, в восходящем направлении относительно вышеупомянутой горизонтальной линии HL, или, иначе, соответствующие стенки 24 столкновения с воздушным потоком располагаются в восходящем направлении относительно горизонтальной линии HL, которая проходит через ось RC вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16 в состоянии нормального хода, и расстояние L от стенки 24 столкновения с воздушным потоком до поверхности переднего колеса 15, заднего колеса 16 является большим. Вследствие этого, ослабляется ощущение зависимости рулевого управления от запирающего воздействия стенок 24 столкновения с воздушным потоком на воздушный поток F.
Например, как показано на фиг.6B, в аэродинамической конструкции 100 для транспортного средства, связанной со сравнительным примером, стенка 24 столкновения с воздушным потоком расположена вблизи горизонтальной линии HL, которая проходит через ось RC вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16 в состоянии нормального хода, или, иначе говоря, стенка 102 направления воздушного потока проходит через горизонтальную линию HL. Поэтому расстояние L вдоль продольного направления кузова транспортного средства от стенки 24 столкновения с воздушным потоком до переднего колеса 15 и заднего колеса 16 является небольшим (по существу, равным кратчайшему расстоянию L0 вдоль продольного направления кузова транспортного средства между подкрылком 18 и передним колесом 15). Поэтому воздушный поток Fv, который формируется и возмущается вследствие блокирования воздушного потока F на стенках 24 столкновения с воздушным потоком, воздействует аэродинамической силой на поверхность переднего колеса 15, заднего колеса 16 (толкает переднее колесо 15, заднее колесо 16 вперед). Аэродинамическая сила, прилагаемая таким образом к переднему колесу 15, заднему колесу 16, передается через рулевое устройство, руль водителю, и можно полагать, что у водителя будет создаваться чувство изменения ощущения рулевого управления.
Напротив, так как в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства расстояние L вдоль продольного направления кузова транспортного средства от стенки 24 столкновения с воздушным потоком до переднего колеса 15, заднего колеса 16 является большим, то даже если формируется воздушный поток Fv, который возмущается на стенке 24 столкновения с воздушным потоком, аэродинамическая сила, прилагаемая воздушным потоком Fv к переднему колесу 15, заднему колесу 16, ослабляется. Кроме того, в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства участок, на котором давление повышается из-за стенок 24 столкновения с воздушным потоком и стенок направления воздушного потока, расположен только с верхней стороны в вертикальном направлении кузова транспортного средства относительно центра вращения колеса. Поэтому в случае, когда воздушный поток Fv достигает переднего колеса 15 на, по существу, кратчайшем расстоянии от стенки 24 столкновения с воздушным потоком, так как аэродинамическая сила, обусловленная воздушным потоком Fv, делится на составляющую силы, которая толкает переднее колесо 15, заднее колесо 16 вперед, и составляющую силы, которая толкает переднее колесо 15, заднее колесо вниз, то сила, толкающая переднее колесо 15, заднее колесо 16 вперед, становится незначительной. А именно, воздействие (аэродинамическая сила), которое оказывается на переднее колесо 15, заднее колесо 16 в результате выравнивания воздушного потока в колесной нише 14, является незначительным. Поэтому в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства фактически подавляется создание у водителя чувства изменения ощущения рулевого управления. Кроме того, направленную вниз силу можно увеличить за счет составляющей силы, которая толкает переднее колесо 15, заднее 16 колесо вниз, как описано выше.
Следует отметить, что вышеописанные варианты осуществления показывают пример, в котором обеспечены два вогнутых участка 20, но настоящее изобретение не ограничено данными вариантами осуществления и может быть конструкцией, содержащей, например, один или, по меньшей мере, три вогнутых участка 20, в зависимости от требуемых аэродинамических характеристик и т.п.
Кроме того, вышеописанный вариант осуществления показывает пример, в котором аэродинамическая конструкция 10 для транспортного средства содержит направляющие желоба 34, хотя настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления и может быть конструкцией, которая не содержит направляющих желобов 34.
Кроме того, вышеописанный вариант осуществления показывает пример, в котором вогнутые участки 20 расположены на заднем участке 14A колесной ниши 14, хотя настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления. При условии, что стенки 22 направления воздушного потока являются конструкциями, которые не образуют отрицательных углов относительно вертикального направления кузова транспортного средства, вогнутые участки 20 могут быть расположены на любом участке на задней стороне в продольном направлении кузова транспортного средства относительно оси RC вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16.
Кроме того, вышеописанный вариант осуществления показывает пример, в котором настоящее изобретение применяется в аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства, в которой вогнутые участки 20, которые предназначены для ослабления воздушного потока F, который направлен вперед внутри колесной ниши 14, попутно с вращением переднего колеса 15 или подобным образом, сформированы с задней стороны в продольном направлении кузова транспортного средства относительно оси RC вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16. Однако настоящее изобретение не ограничено данным вариантом осуществления. Например, как показано на фиг.5, настоящее изобретение можно применить в аэродинамической конструкции 70 для транспортного средства, в которой вогнутый участок 72 сформирован с передней стороны в продольном направлении кузова транспортного средства относительно оси RC вращения переднего колеса 15, заднего колеса 16 или подобным образом. В дополнение описания вогнутого участка 72, вогнутый участок 72 содержит стенку 74 столкновения с воздушным потоком, которая обращена в нижнюю сторону в вертикальном направлении кузова транспортного средства, и стенку 76 направления воздушного потока, которая опускается вниз в вертикальном направлении кузова транспортного средства от переднего края, в продольном направлении кузова транспортного средства, стенки 74 столкновения с воздушным потоком. В автомобиле, в котором применена аэродинамическая конструкция 70 для транспортного средства, поток воздуха при движении наталкивается на переднюю поверхность переднего колеса 15 и т.п., и образуется воздушный поток F1, который направлен с передней стороны к задней стороне переднего колеса 15 или подобным образом внутри колесной ниши 14, и, с другой стороны, создается воздушный поток F, который сопровождает вращение переднего колеса 15 и т.п. в направлении по стрелке R. Часть воздушного потока F1 направляется стенкой 76 направления воздушного потока и втекает в вогнутый участок 72 и сталкивается со стенкой 74 столкновения с воздушным потоком, и поэтому часть воздушного потока F1 перегораживается, и давление внутри вогнутого участка 72 возрастает. Вследствие этого, в аэродинамической конструкции 70 для транспортного средства воздушный поток F1, который не может протекать через вышеупомянутый участок, где повышается давление, выпускается из колесной ниши 14 так, чтобы протекать сбоку от переднего колеса 15 или подобным образом, как показано стрелкой D. С другой стороны, когда воздушный поток F достигает участка, на котором повышается давление, которое создается столкновением воздушного потока F1 со стенкой 74 столкновения с воздушным потоком, воздушный поток F выпускается из колесной ниши 14 так, чтобы протекать сбоку от переднего колеса 15 или подобным образом, как показано стрелкой E. При этом сила обоих воздушных потоков F1, F ослабляется, и воздушные потоки F1, F сталкиваются благодаря участку, на котором возрастает давление, которое формируется воздушным потоком F1, наталкивающимся на стенку 74 столкновения с воздушным потоком, и поэтому воздушные потоки F1, F плавно выпускаются сбоку от переднего колеса 15 или подобным образом. А именно, также благодаря аэродинамической конструкции 70 для транспортного средства воздушные потоки с внутренней стороны и со стороны колесной ниши 14 выравниваются. Посредством построения вышеописанных вогнутых участков 72 стенками 76 направления воздушного потока и стенками 74 столкновения с воздушным потоком, которые не образуют отрицательных углов по вертикальному направлению кузова транспортного средства, можно получить результаты, которые аналогичны результатам с аэродинамической конструкцией 10 для транспортного средства, например лед/снег H, который прилип и накопился с передней стороны переднего колеса 15, и т.п. легко сбрасывается, подкрылок 18 можно изготавливать с небольшими затратами и т.п. Кроме того, посредством обеспечения вогнутых участков 72 дальше вверх в вертикальном направлении кузова транспортного средства, чем ось RC вращения переднего колеса 15, или подобным образом, можно ослабить эффекты воздействия на ощущение рулевого направления. Следует отметить, что аэродинамическая конструкция 70 для транспортного средства соответствует аэродинамической конструкции 10 для транспортного средства также по отсутствию ограничения на число вогнутых участков 72 и т.п.