ПЕРЕДНЯЯ ПОДПОЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
FRONT UNDERFLOOR STRUCTURE OF VEHICLE

Область техники
Настоящее изобретение относится к передней подпольной конструкции транспортного средства, включающей в себя передние дефлекторы для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию.
Уровень техники
Известна передняя подпольная конструкция транспортного средства для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию. В частности, в такой конструкции пара левого и правого подковообразных передних дефлекторов расположена спереди от пары левой и правой надколесных дуг соответственно в транспортном средстве (см., например, Патентный документ 1).
Обычная передняя подпольная конструкция транспортного средства предназначена как для достижения характеристик охлаждения тормозов, обеспечивая набегающий воздушный поток, который проходит к тормозным устройствам для передних шин, так и для снижения коэффициента лобового сопротивления транспортного средства в целом посредством ограничения набегающего воздушного потока, который проходит в передние надколесные дуги.
Патентный документ
Патентный документ 1: публикация заявки на патент Японии № 2008-279819.
Техническая проблема
Однако в обычной передней подпольной конструкции транспортного средства передние вершинные части подковообразных передних дефлекторов расположены в положениях ближе к передней части транспортного средства, чем положения передних поверхностей передних шин, когда они ориентированы прямо, и в положениях снаружи в направлении ширины транспортного средства от положений внутренних поверхностей передних шин, когда они ориентированы прямо, или эквивалентно в положениях, перекрывающих передние шины, когда они ориентированы прямо, в направлении ширины транспортного средства.
Другими словами, обычная конструкция конфигурирована для активного обеспечения набегающего воздушного потока, который проходит к тормозным устройствам, не принимая во внимание, что набегающий воздушный поток, который сталкивается с передними шинами или передними подвесками, становится причиной увеличения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции транспортного средства. Кроме того, обычная конструкция такова, что линия обтекания набегающего воздушного потока, который поступает от передней части транспортного средства к передним шинам, является линией обтекания, параллельной продольному направлению транспортного средства, без учета того, что линия обтекания, отклоняющаяся в направлении ширины транспортного средства, протекающем в сторону задней части транспортного средства, втягивается (см. фиг. 6 Патентного документа 1).
Таким образом, при движении более высокий, чем ожидаемый, набегающий воздушный поток сталкивается с передними шинами или передней подвеской и проходит в передние надколесные дуги. В результате существует проблема; то есть набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию, возмущается, создается турбулентный поток, в котором присутствует много вихревых структур (например, вихревые трубки и вихревые слои) в областях передних шин, вихревые структуры постепенно нарастают и, следовательно, увеличивают аэродинамическое сопротивление и, таким образом, заданные усовершенствования аэродинамических характеристик не могут ожидаться.
Настоящее изобретение было разработано ввиду указанных выше проблем. Задачей настоящего изобретения является создание передней подпольной конструкции транспортного средства, которая способна уменьшить аэродинамическое сопротивление, производимое потоком набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, таким образом, достигая заданных усовершенствований аэродинамических характеристик.
Решение задачи
Для решения указанной выше задачи в соответствии с настоящим изобретением создана передняя подпольная конструкция транспортного средства, включающая в себя передние дефлекторы, расположенные спереди от передних шин соответственно в транспортном средстве и выполненные с возможностью перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, причем каждый передний дефлектор включает переднюю вершинную часть, наружную оконечную часть и поверхность перенаправления потока. Передняя вершинная часть находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем положение передней поверхности каждой из передних шин, когда она ориентирована прямо, и расположена в положении ближе к центральной линии транспортного средства, которая является внутренней в направлении ширины транспортного средства, чем положения внутренних поверхностей каждой из передних шин, когда они ориентированы прямо. Внешняя оконечная часть находится в положении ближе к задней части транспортного средства, чем передняя вершинная часть, и находится в положении снаружи в направлении ширины транспортного средства от передней вершинной части. Поверхность перенаправления потока соединяет переднюю вершинную часть и наружную оконечную часть и сконфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, поверхность перенаправления потока перенаправляет набегающий воздушный поток наружу в транспортном средстве.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе, показывающий в целом подпольную конструкцию электромобиля (как примера транспортного средства), в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 2 - вид снизу, показывающий переднюю подпольную конструкцию в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 3 - вид спереди, наблюдаемый в направлении стрелки А на фиг. 2, показывающий часть электромобиля на стороне передней левой шины, в которой применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 4 - вид для пояснения относительного положения переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 5 - вид сбоку, показывающий часть электромобиля на стороне передней левой шины, в которой применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 6 - вид в перспективе, показывающий передний дефлектор в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 7 - вид с торца в сечении, выполненном по линии B-B с фиг. 6, показывающий монтажную конструкцию для переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 8 - вид с торца в сечении, выполненном по линии C-C с фиг. 6, показывающий монтажную конструкцию для переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 9 - вид в перспективе, показывающий нижнее защитное ограждение в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 10 - вид с торца в сечении, выполненном по линии D-D с фиг. 9, показывающий выступающую часть с изогнутой поверхностью переднего нижнего защитного ограждения в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 11 - круговая диаграмма, показывающая классификацию источников аэродинамического сопротивления типичных пассажирских автомобилей (например, автомобилей с двигателем внутреннего сгорания).
Фиг. 12 - представление набегающего воздушного потока, показывающее набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию и передние шины в электромобиле сравнительного примера.
Фиг. 13 - вид линий обтекания набегающего воздушного потока, показывающий набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю подпольную конструкцию и передние шины в электромобиле, в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 14 - вид линий обтекания набегающего воздушного потока, показывающий набегающий воздушный поток, который обтекает переднюю левую шину в электромобиле, в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения.
Фиг. 15 - вид для пояснения модификации 1, включающей передние дефлекторы, имеющие формы, отличные от форм в варианте 1 осуществления изобретения в передней подпольной конструкции.
Фиг. 16 - вид для пояснения модификации 2, включающей передние дефлекторы, имеющие формы, отличные от форм в варианте 1 осуществления изобретения в передней подпольной конструкции.
Описание вариантов осуществления изобретения
Наилучший способ выполнения передней подпольной конструкции транспортного средства согласно настоящему изобретению будет описан ниже со ссылками на вариант 1 осуществления изобретения, показанный на чертежах. В частности, в нижеследующем описании передняя и задняя части в продольном направлении транспортного средства будут упоминаться как "передняя часть транспортного средства" и "задняя часть транспортного средства" соответственно. Кроме того, центральная ось, проходящая в продольном направлении транспортного средства в виде снизу транспортного средства, будет упоминаться как центральная линия CL транспортного средства. Направление к центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства будет упоминаться как "внутрь транспортного средства", и направление от центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства будет упоминаться как "направление наружу от транспортного средства." Сторона, близкая к центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства, будет упоминаться как "обращенная внутрь в направлении ширины транспортного средства", и сторона, удаленная от центральной линии CL транспортного средства в направлении ширины транспортного средства, будет упоминаться как "направленная наружу в направлении ширины транспортного средства".
Первый вариант осуществления изобретения
Сначала будет описана конфигурация.
На фиг. 1 изображен вид в перспективе, показывающий подпольную конструкцию электромобиля в целом (как примера транспортного средства), в котором применена передняя подпольная конструкция в варианте 1 осуществления изобретения. Подпольная конструкция в целом будет описана ниже со ссылками на фиг. 1.
Как показано в целом на фиг. 1, подпольная конструкция электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения включает пару из левой и правой передних шин 1L, 1R, пару из левой и правой задних шин 2L, 2R, переднее нижнее защитное ограждение 3, заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя, нижнее защитное ограждение 5 первой батареи, нижнее защитное ограждение 6 второй батареи, заднее нижнее защитное ограждение 7, пару из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R и пару из левого и правого задних дефлекторов 9L, 9R.
Пара левой и правой передних шин 1L, 1R служит и как рулевые колеса, и как ведущие колеса и упруго установлена на корпусе транспортного средства при помощи рычагов 10L, 10R передней подвески соответственно (см. фиг. 2).
Пара левой и правой задних шин 2L, 2R упруго установлена на корпусе транспортного средства при помощи задней подвески (не показана), такой как подвеска свободных колес.
Переднее нижнее защитное ограждение 3 является элементом, который закрывает область передней подпольной конструкции, проходящую от фланцевой части 11a облицовки 11 переднего бампера к элементу 12 передней подвески (см. фиг. 2). Закрывающая поверхность переднего нижнего защитного ограждения 3 сформирована как плавно изогнутая поверхность с наклонной частью 3 с наклоном вниз в сторону задней части транспортного средства и горизонтальной частью 3b, которая непрерывна относительно наклонной части 3a. Наклонная часть 3а снабжена выступающей частью с изогнутой поверхностью 31 (или выступающим элементом с изогнутой поверхностью), имеющей большую ось в направлении ширины транспортного средства, и горизонтальная часть 3b снабжена четырьмя выступами 32, проходящими в продольном направлении транспортного средства, и двумя выпускными отверстиями 33, 34.
Заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя является элементом, который закрывает центральную область передней подпольной конструкции, проходящую от элемента 12 передней подвески (см. фиг. 2) в сторону задней части отсека электродвигателя. Закрывающая поверхность заднего нижнего защитного ограждения 4 отсека электродвигателя сформирована как горизонтальная поверхность в таком же положении, как и горизонтальная часть 3b переднего нижнего защитного ограждения 3. Заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя снабжено четырьмя выступами 41, проходящими в продольном направлении транспортного средства, двумя выпускными отверстиями 42, 43, имеющими малое проходное сечение, которые сформированы в сторону передней части транспортного средства, и выпускное отверстие 44, имеющее большое проходное сечение, которое сформировано в сторону задней части транспортного средства.
Защитное ограждение 5 первой батареи и защитное ограждение 6 второй батареи являются элементами, соединенными друг с другом для закрывания центральной задней подпольной области, проходящей от задней части отсека электродвигателя к задней части (непоказанного) батарейного блока. Закрывающие поверхности нижнего защитного ограждения 5, 6 батарей сформированы как горизонтальные поверхности в том же положении, как и закрывающая поверхность заднего нижнего защитного ограждения 4 отсека электродвигателя. Нижние защитные ограждения 5, 6 батарей снабжены четырьмя выступами 51, 61, каждый из которых соответственно проходит в продольном направлении транспортного средства. В частности, заднее нижнее защитное ограждение 4 отсека электродвигателя и нижние защитные ограждения батарей 5, 6 соединены друг с другом для формирования центрального нижнего защитного ограждения в целом.
Заднее нижнее защитное ограждение 7 является элементом, который закрывает заднюю подпольную область, проходящую от элемента задней подвески (непоказанного) к кромочной части 13a облицовки 13 заднего бампера. Закрывающая поверхность заднего нижнего защитного ограждения 7 имеет диффузорную конструкцию, сформированную как отклоняющая поверхность, наклоненная вверх в сторону задней части транспортного средства, проходя от положения той же горизонтальной поверхности, как и второе нижнее защитное ограждение 6 батарей. Заднее нижнее защитное ограждение 7 снабжено четырьмя выступами 71, которые проходят в продольном направлении транспортного средства и постепенно увеличиваются по высоте в сторону задней части транспортного средства, и тремя выпускными отверстиями 72, 73, 74, расположенными между выступами 71.
Пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположена в переднем положении спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R соответственно, выступая вниз из переднего положения, таким образом, для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает передние шины 1L, 1R при движении. В частности, термин "набегающий воздушный поток" относится к относительному потоку воздуха, сформированному вокруг транспортного средства во время движения транспортного средства.
Пара из левого и правого задних дефлекторов 9L, 9R расположена в переднем положении спереди от пары из левой и правой задних шин 2L, 2R, соответственно, выступая вниз из переднего положения, таким образом, для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает задние шины 2L, 2R при движении.
Фиг. 2 и 3 являются видами, показывающими переднюю подпольную конструкцию в варианте 1 осуществления изобретения. Передняя подпольная конструкция будет описана ниже со ссылками на фиг. 2 и 3.
Как показано на фиг. 2 и 3, передняя подпольная конструкция электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения включает пару левой и правой передних шин 1L, 1R, переднее нижнее защитное ограждение 3, пару левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, пару левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески, облицовку 11 переднего бампера, элемент 12 передней подвески, пару левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, буфер 15 крыла и передние элементы 16L, 16R.
Пара из левой и правой передних шин 1L, 1R, пара левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески и пара левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R установлены слева и справа соответственно от передней подпольной конструкции электромобиля EV. Пара левой и правой передних шин 1L, 1R установлена с возможностью поворота и упруго установлена при помощи рычагов 10L, 10R передней подвески соответственно, удерживаемых элементом 12 передней подвески. В этом случае пара левой и правой передних шин 1L, 1R находится в паре левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R соответственно для обеспечения пространства для движения, которое допускает поворотное движение передних шин 1L, 1R, связанное с управлением, вертикальное возвратно-поступательное движение, связанное с отскоком и обратным ходом и т.п.
Переднее нижнее защитное ограждение 3, которое закрывает область передней подпольной конструкции за исключением пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, пары из левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R и пары из левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески, присоединено к центральной части передней подпольной конструкции электромобиля EV в направлении ширины транспортного средства. Переднее нижнее защитное ограждение 3 имеет выступающую часть с изогнутой поверхностью 31, которая находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, и имеет более длинный размер в направлении ширины транспортного средства, чем размер в продольном направлении транспортного средства. Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет функцию перенаправления потока для управления скоростью набегающего воздушного потока, который поступает от передней части транспортного средства, таким образом, чтобы сдерживать расходящийся набегающий воздушный поток в направлении ширины транспортного средства и, таким образом, сводить набегающий воздушный поток в область ниже центральной части передней подпольной конструкции, отцентрированный относительно центральной линии CL транспортного средства.
Как показано на фиг. 2 и 3, передняя подпольная конструкция электромобиля EV снабжена парой левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R как пластинчатых элементов для перенаправления потока, которые расположены спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R соответственно, выступая вниз от нижней поверхности передней подпольной конструкции. При столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства при движении, пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R вызывает разветвление набегающего воздушного потока на два потока, перенаправляя один из разветвленных потоков внутрь транспортного средства для формирования потока внутрь транспортного средства и перенаправляя другой поток наружу от транспортного средства для формирования потока, направленного наружу от транспортного средства. Поток воздуха, который проходит внутрь транспортного средства, отводится вокруг внутренних сторон пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, пары из левого и правого рычагов 10L, 10R передней подвески и пары из левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, которые установлены слева и справа соответственно от передней подпольной конструкции. Кроме того, поток воздуха, который проходит в направлении наружу от транспортного средства, отводится вокруг внешней стороны пары из левой и правой передних шин 1L, 1R и пары из левой и правой передних надколесных дуг 14L, 14R, которые установлены слева и справа соответственно от передней подпольной конструкции.
Фиг. 4-8 являются видами, показывающими конфигурацию переднего дефлектора в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения. Конфигурация переднего дефлектора будет описана ниже со ссылками на фиг. 4-8.
Как показано на фиг. 4, каждый из пары левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R включает переднюю вершинную часть 8a, внутреннюю оконечную часть 8b, внешнюю оконечную часть 8c, первую поверхность 8d перенаправления потока и вторую поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока). В частности, каждый передний дефлектор 8L, 8R имеет форму, симметричную относительно центральной линии CL транспортного средства, и, таким образом, далее описание будет дано относительно конфигурации переднего дефлектора 8L, и описание переднего дефлектора 8R будет опущено.
Как показано на фиг. 4, на передней подпольной конструкции транспортного средства расположена передняя вершинная часть 8a, таким образом, что эта передняя вершинная часть 8a находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем положение передней поверхности TFR передней шины 1L, когда она ориентирована прямо (или передней поверхности передней шины в ее положении движения прямо в продольном направлении транспортного средства), и также находится со смещением внутрь в направлении ширины транспортного средства к центральной линии CL транспортного средства относительно положения внутренней поверхности TIN передней шины, когда она ориентирована прямо (или внутренней поверхности передней шины в ее положении движения прямо в направлении ширины транспортного средства). Положение передней вершинной части 8a в продольном направлении транспортного средства и положение передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства заданы на основе направления линий обтекания набегающим воздушным потоком таким образом, что набегающий воздушный поток, который поступает от передней части транспортного средства в продольном направлении транспортного средства, проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняясь в направлении ширины транспортного средства. Другими словами, положение передней вершинной части 8a в продольном направлении транспортного средства и положение передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства заданы так, что передняя вершинная часть 8a разветвляет поток F обтекающего шину набегающего воздушного потока, имеющего угол θ отклонения и поступающего к передней шине 1L, на поток FIN внутрь транспортного средства и на поток FOUT наружу от транспортного средства. В частности, угол θ отклонения относится к углу, сформированному продольным направлением транспортного средства и направлением линий F обтекания шины в виде снизу транспортного средства. Угол θ отклонения имеет величины, изменяющиеся в соответствии со скоростью набегающего воздушного потока таким образом, что угол θ отклонения небольшой, когда скорость набегающего воздушного потока мала, в то время как угол θ отклонения увеличивается, когда скорость набегающего воздушного потока становится более высокой. Таким образом, расположение передней вершинной части 8a задают экспериментальным способом и т.п. для задания области со скоростью набегающего воздушного потока, дающего большой эффект уменьшения сопротивления движению, и расположения передней вершинной части 8a на основе угла θ отклонения в области с определенной скоростью набегающего воздушного потока.
Как показано на фиг. 4, внутренняя оконечная часть 8b находится в положении ближе к задней части транспортного средства, чем передняя вершинная часть 8a, и внутри относительно передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства. Положение внутренней оконечной части 8b в направлении ширины транспортного средства по существу совпадает с положением внутренней поверхности 14a передней надколесной дуги 14L в направлении ширины транспортного средства.
Как показано на фиг. 4, внешняя оконечная часть 8c находится в положении ближе к задней части транспортного средства, чем передняя вершинная часть 8a, и снаружи в направлении ширины транспортного средства относительно передней вершинной части 8a. Положение внешней оконечной части 8c в продольном направлении транспортного средства таково, что внешняя оконечная часть 8c расположена немного ближе к задней части транспортного средства относительно внутренней оконечной части 8b. Положение внешней оконечной части 8c в направлении ширины транспортного средства таково, что внешняя оконечная часть 8c находится снаружи от центральной оси TCL передней шины 1L, когда она ориентирована прямо (или по центральной линии по ширине передней шины в ее положении движения прямо).
Как показано на фиг. 4, первая поверхность перенаправления потока 8d соединяет переднюю вершинную часть 8a и внутреннюю концевую часть 8b и конфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, первая поверхность перенаправления потока 8d перенаправляет набегающий воздушный поток внутрь транспортного средства, формируя поток внутрь транспортного средства. Первая поверхность перенаправления потока 8d конфигурирована как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность наклонена внутрь транспортного средства (или отклоняющая поверхность наклонена внутрь транспортного средства в сторону задней части транспортного средства), таким образом, для перенаправления линии FIN обтекания внутрь транспортного средства набегающего воздушного потока, разветвляемого передней вершинной частью 8a, к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящего под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства.
Как показано на фиг. 4, первая поверхность 8d перенаправления потока соединяет переднюю вершинную часть 8a и внутреннюю концевую часть 8b и конфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, первая поверхность 8d перенаправления потока перенаправляет набегающий воздушный поток внутрь транспортного средства для формирования потока внутрь транспортного средства. Первая поверхность 8d перенаправления потока конфигурирована как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность наклонена внутрь транспортного средства (или отклоняющая поверхность наклонена внутрь транспортного средства в сторону задней части транспортного средства), таким образом, для перенаправления линии FIN обтекания внутрь транспортного средства набегающего воздушного потока, разветвляемого передней вершинной частью 8a, к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящего ниже центральной части передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства.
Как показано на фиг. 4, вторая поверхность 8e перенаправления потока соединяет переднюю вершинную часть 8a и наружную оконечную часть 8c и конфигурирована таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, вторая поверхность перенаправления потока 8e перенаправляет набегающий воздушный поток наружу в транспортном средстве для формирования потока наружу от транспортного средства. Вторая поверхность 8e перенаправления потока имеет изогнутую поверхность 8e1 перенаправления потока, конфигурированную как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность наклонена косо назад и наружу в транспортном средстве (или отклоняющая поверхность наклонена наружу в транспортном средстве в сторону задней части транспортного средства), и плоскую поверхность 8e2 перенаправления потока, конфигурированную как отклоняющая поверхность, имеющая такой угол наклона, что отклоняющая поверхность отклоняется поперечно наружу в транспортном средстве (или отклоняющая поверхность наклонена наружу в транспортном средстве с большим углом отклонения, чем у изогнутой поверхности 8е1 перенаправления потока). Изогнутая поверхность 8е1 перенаправления потока постепенно перенаправляет косо наружу обтекающий поток FOUT наружу от транспортного средства из набегающего воздушного потока, разветвляемого передней вершинной частью 8а, формируя направленный косо наружу поток. Плоская поверхность 8e2 перенаправления потока перенаправляет косо наружу поток воздуха от изогнутой поверхности 8е1 перенаправления потока далее наружу в направлении ширины транспортного средства, формируя поток, направленный наружу в направлении ширины транспортного средства.
Как показано на фиг. 5, высота выступания переднего дефлектора 8L от нижней поверхности передней подпольной конструкции задана меньшей, чем передняя наклонная линия FL, и большей, чем горизонтальная линия DL входного проема. Используемый здесь термин передняя наклонная линия FL относится к линии, которая соединяет положение контакта передней шины 1L и положение нижнего края облицовки 11 переднего бампера. Термин горизонтальная линия DL входного проема относится к линии, которая соединяет нижние концы переднего крыла 17 в горизонтальном направлении. Другими словами, высота выступания переднего дефлектора 8L от нижней поверхности передней подпольной конструкции задана таким образом, что высота, которая позволяет предотвращать столкновение с дорожной поверхностью, была задана как максимальная предельная высота (то есть в соответствии с передней наклонной линией FL) и высота, которая позволяет полностью достигать функций перенаправления потока во время движения, задана как высота нижнего предела (то есть по горизонтальной линии DL входного проема).
Как показано на фиг. 6, конкретная конфигурация переднего дефлектора 8L включает как единое целое корпус 81 дефлектора, имеющий первую поверхность 8d перенаправления потока и вторую поверхность 8e перенаправления потока, и крепежную фланцевую часть 82 для установки корпуса 81 дефлектора на буфере 15 крыла. Передний дефлектор 8L изготовлен с использованием гибкого материала, такого как полипропилен, содержащий резину. Кроме того, корпус 81 дефлектора снабжен множеством прорезей 83 (например, тремя в варианте 1 осуществления изобретения), ориентированных сверху вниз относительно транспортного средства. Гибкий материал и прорези 83 предотвращают ослабление функции перенаправления потока, даже если передний дефлектор 8L подвергается воздействию деформирующей силы, например, когда передний дефлектор 8L легко деформируется камнем и т.п., и после деформации немедленно восстанавливает его первоначальную форму восстанавливающейся силой. Крепежная фланцевая часть 82 снабжена множеством отверстий 84 под J-образный болт (например, четырьмя в варианте 1 осуществления изобретения). В этом случае вторая поверхность 8e перенаправления потока снабжена на ее стороне оконечной части нависающим вырезом 85 для установки второй поверхности 8e перенаправления потока на кромочной части 11a облицовки 11 переднего бампера.
Как показано на фиг. 7, установка переднего дефлектора 8L осуществляется посредством установки буфера 15 крыла с предварительно установленной J-образной гайкой 86 и ввинчивания J-образного болта 87 с внешней стороны в отверстия 84 под J-образный болт. Как показано на фиг. 8, установка второй поверхности 8e перенаправления потока ее оконечной частью осуществляется посредством прикрепления буфера 15 крыла к кромочной части 11а облицовки переднего бампера 11 J-образным болтом 88 и J-образной гайкой 89 и свинчивания J-образных болтов 87 с внешней стороны через отверстия 84 под J-образный болт со второй поверхностью 8e перенаправления потока, проходящей по кромочной части 11а по нависающему вырезу 85.
Фиг. 9 и 10 являются видами, показывающими переднее нижнее защитное ограждение в передней подпольной конструкции в варианте 1 осуществления изобретения. Конфигурация передней подпольной конструкции будет описана ниже со ссылками на фиг. 9 и 10.
Как показано на фиг. 9, переднее нижнее защитное ограждение 3 является пластиной со смоляным покрытием, имеющей трапецеидальную форму, таким образом, что она закрывает всю область передней подпольной конструкции за исключением области пары левой и правой передних шин 1L, 1R. Как показано на фиг. 10, переднее нижнее защитное ограждение 3 прикреплено к буферу 15 крыла J-образными болтами (не показаны). Переднее нижнее защитное ограждение 3 имеет выступающую часть с изогнутой поверхностью 31, выступающую вниз ниже главной поверхности переднего нижнего защитного ограждения 3, которая находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R. Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет форму мяча для регби, таким образом, что размер WL в направлении ширины транспортного средства длиннее, чем размер SL в продольном направлении, и его поверхность имеет форму гладкой изогнутой поверхности. Выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет окружность выступания в продольном направлении транспортного средства (или окружность поверхности выступающей части с изогнутой поверхностью 31 в ее положении в направлении ширины транспортного средства на ее конце, обращенном в сторону передней части транспортного средства, и ее конце, обращенном в сторону задней части транспортного средства), которая имеет наибольшую длину в положении центральной линии CL транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства постепенно становится короче с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Другими словами, выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 конфигурирована следующим образом. Как показано на фиг. 10, высота РН выступа задана самой большой в положении центральной линии CL транспортного средства, и, таким образом, скорость набегающего воздушного потока задана самой высокой в положении центральной линии CL транспортного средства. В этом случае скорость набегающего воздушного потока постепенно уменьшается с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.
Далее будет описано действие конструкции.
Сначала описание будет дано "относительно аэродинамического сопротивления транспортному средству". Затем действие передней подпольной конструкции электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения будет описано в разделах "действие для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин", "действие передних дефлекторов для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передним шинам" и "действие для уменьшения аэродинамического сопротивления в комбинации".
Аэродинамическое сопротивление транспортному средству
Аэродинамическое сопротивление D (Н) транспортному средству определено уравнением (1):
2
D=CD×1/2×ρ×u×А (1),
3
2
где CD - коэффициент лобового сопротивления (который является безразмерным числом); ρ - плотность (кг/м) воздуха; u - относительная скорость воздуха и транспортного средства (м/с); и A - площадь (м) лобовой поверхности.
Как очевидно из уравнения (1), аэродинамическое сопротивление D имеет величину, которая пропорциональна коэффициенту CD (аббревиатура термина "постоянное сопротивление") лобового сопротивления и пропорциональна квадрату относительной скорости u воздуха и транспортного средства (которая равна скорости набегающего воздушного потока или равна скорости движения транспортного средства, например, когда вообще нет воздушного потока).
Для уменьшения аэродинамического сопротивления D следует учитывать следующее:
(a) на какую величину отклоняется коэффициент CD лобового сопротивления от целевой величины;
(b) в чем состоит причина отклонения от целевой величины; и
(c) в какой степени составляет приближение к целевой величине при устранении причины.
Из указанного (a) и (c) могут быть получены на основе коэффициента CD лобового сопротивления, точно вычисленного посредством вычислительной гидродинамики; однако точное определение значения (b) является трудным с учетом только скорости или давления, вычисленных посредством вычислительной гидродинамики.
Что касается аэродинамического сопротивления D, на фиг. 11 показана классификация источников аэродинамического сопротивления для типичных пассажирских автомобилей (например, автомобилей с двигателем внутреннего сгорания). Как показано на фиг. 11, внешняя форма транспортного средства формирует самую большую пропорцию источников лобового сопротивления. Однако подпольная конструкция и шины формируют вторую по величине пропорцию источников лобового сопротивления, которая превышает пропорцию аэродинамического сопротивления, вызванного вентиляцией двигательного отсека. Другими словами, нельзя сказать точно, что аэродинамическое сопротивление D зависит только от моделирования внешней формы транспортного средства, и можно наблюдать, что следует учитывать источники лобового сопротивления, включающие подпольную конструкцию и шины, а также вентиляцию двигательного отсека.
Между тем, были сделаны усовершенствования аэродинамических характеристик для снижения аэродинамического сопротивления D, нацеленные главным образом на моделирование внешней формы транспортного средства. Однако в случае, например, с транспортным средством, которое должно гарантировать удобство езды на его задних сиденьях, усовершенствования аэродинамических характеристик, даже если они сделаны посредством моделирования внешней формы транспортного средства, имеют присущие им ограничения из-за ограничений конструкции, то есть потребности обеспечения пространства салона в области задних сидений. Другими словами, когда необходимые аэродинамические характеристики заданы на высоком уровне для увеличения запаса хода, усовершенствования, сделанные только посредством моделирования внешней формы транспортного средства, не позволят достигнуть желательных аэродинамических характеристик.
Также можно отметить, что то, насколько запас хода увеличивается с данной емкостью полностью заряженной батареи, является очень важным, в частности, для электромобиля, имеющего батарею, установленную в ограниченном пространстве подпольной конструкции. В электромобиле, когда усовершенствования аэродинамических характеристик, выполненные посредством моделирования внешней формы транспортного средства, достигли их предела, минимизация аэродинамического сопротивления, вызванного подпольной конструкцией и всеми шинами, приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления электромобилю в целом и увеличению запаса хода, который является насущной технической проблемой. В этом случае для достижения эффективного снижения аэродинамического сопротивления для подпольной конструкции и всех шин сдерживание турбулентного потока, произведенного передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток, важно для достижения снижения аэродинамического сопротивления, вызванного подпольной конструкцией и всеми шинами.
Действие для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин
Как описано выше, в электромобиле минимизация аэродинамического сопротивления, вызванного подпольной конструкцией и всеми шинами, важна для увеличения запаса хода. Ниже будет дано описание относительно действия для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин в электромобиле EV в варианте 1 осуществления изобретения, отражающем указанное выше.
В электромобиле EV, как показано на фиг. 1, нижние защитные ограждения 3, 4, 5, 6, 7 закрывают по существу всю область подпольной конструкции за исключением шин и так далее. Это обеспечивает получение ровной, непрерывной, гладкой поверхности, проходящей от переднего конца транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, и набегающего воздушного потока, который поступает к передней части транспортного средства и формирует главный обтекающий поток FMAIN, проходящий под подпольной центральной областью, отцентрированной относительно центральной линии CL транспортного средства. Таким образом, набегающий воздушный поток, который поступает с передней стороны транспортного средства, обтекает нижние защитные ограждения 3, 4, 5, 6, 7 и ровно уходит в сторону задней части транспортного средства. Заднее нижнее защитное ограждение 7, которое закрывает заднюю подпольную конструкцию, в частности, имеет диффузорную конструкцию и, таким образом, содействует выходу набегающего воздушного потока в сторону задней части транспортного средства. Таким образом, набегающий воздушный поток ровно проходит по правильной линии под подпольной центральной областью, проходящей от переднего конца транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, таким образом, что аэродинамическое сопротивление D в центральной подпольной области уменьшается.
В электромобиле EV, как показано на фиг. 1, пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположена спереди от пары из левой и правой передних шин 1L, 1R соответственно. Таким образом, набегающий воздушный поток, который обтекает передние шины 1L, 1R во время движения, перенаправляется, чтобы сдерживать набегающий воздушный поток в область передних шин 1L, 1R. В результате аэродинамическое сопротивление D в областях передних шин 1L, 1R уменьшается благодаря сдерживанию набегающего воздушного потока в область передних шин 1L, 1R, где в основном вызывается увеличение аэродинамического сопротивления.
В электромобиле EV, показанном на фиг. 1, пара из левого и правого задних дефлекторов 9L, 9R расположена спереди от пары из левой и правой задних шин 2L, 2R соответственно. Таким образом, набегающий воздушный поток во время движения перенаправляется для обхода задних шин 2L, 2R. В результате аэродинамическое сопротивление D от набегающего воздушного потока в областях задних шин 2L, 2R уменьшается в результате обхода задних шин 2L, 2R.
В электромобиле EV, как показано на фиг. 1, переднее нижнее защитное ограждение 3 снабжено выступающей частью с изогнутой поверхностью 31 для регулирования скорости набегающего воздушного потока. Это сдерживает расходящийся набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства при движении, таким образом, для формирования главного обтекающего потока FMAIN, проходящего ниже центральной части передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства. В результате набегающий воздушный поток, который поступает от переднего конца транспортного средства, сводится в центральную область передней подпольной конструкции таким образом, что аэродинамическое сопротивление D уменьшается в центральной области передней подпольной конструкции.
Как описано выше, электромобиль EV в варианте 1 осуществления изобретения имеет подпольную конструкцию, предназначенную для улучшения аэродинамических характеристик подпольной конструкции и всех шин. Это понижает аэродинамическое сопротивление D подпольной конструкции и всех шин электромобиля EV и, таким образом, позволяет достигать усовершенствований аэродинамических характеристик в целом таким образом, что запас хода электромобиля EV увеличивается.
Действие для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передним шинам благодаря выступающей части с изогнутой поверхностью
Как описано выше, в электромобиле для достижения эффективного снижения аэродинамического сопротивления подпольной конструкции и всех шин важно, чтобы турбулентный поток, производимый передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток, сдерживался для достижения снижения аэродинамического сопротивления. Ниже будет дано описание относительно действия для уменьшения аэродинамического сопротивления передней подпольной конструкции и передних шин выступающей части с изогнутой поверхностью 31 из переднего нижнего защитного ограждения 3 в электромобиле EV в варианте 1 осуществления изобретения, отражающее указанное выше.
Во-первых, на фиг. 12 показаны результаты аналитических тестов, которые изобретатели выполнили с набегающим воздушным потоком, который обтекает переднюю подпольную конструкцию и передние шины электромобиля. Анализы причин и механизма аэродинамического сопротивления в области передней подпольной конструкции транспортного средства на основе результатов испытаний показали, что когда передние дефлекторы 8L, 8R используются для перенаправления потока, следует учитывать два указанных ниже момента.
A) Когда набегающий воздушный поток сталкивается с передними шинами 1L, 1R или рычагами 10L, 10R передней подвески, столкновение набегающего воздушного потока производит высокое аэродинамическое сопротивление, и, кроме того, когда шины поворачиваются при рулежке, набегающий воздушный поток возмущается и, таким образом, производит более высокое аэродинамическое сопротивление. Кроме того, когда набегающий воздушный поток втягивается в передние надколесные дуги 14L, 14R, передние надколесные дуги 14L, 14R заполняются воздухом, таким образом, создавая вихревую структуру (например, вихревую трубку или вихревой слой), и вихревая структура создает высокое аэродинамическое сопротивление. Другими словами, было обнаружено, что области передних шин 1L, 1R (то есть передних шин 1L, 1R и их периферийные области (то есть рычаги 10L, 10R передней подвески, передние надколесные дуги 14L, 14R и т.д.)), с которыми сталкивается набегающий воздушный поток или в которые втягивается набегающий воздушный поток, являются местоположениями, где в основном вызывается увеличение аэродинамического сопротивления.
(B) Фокусирование на линии обтекания воздуха, поступающего к передней части транспортного средства, поступающего к паре левой и правой передних шин 1L, 1R, можно наблюдать как явление, подобное обратному откату; например, когда судно движется, днище судна отталкивает воду, и, таким образом, происходит обратный откат. Другими словами, было обнаружено, что, в то время как транспортное средство движется, передняя подпольная конструкция оттесняет окружающий воздух и, таким образом, линия обтекания, имеющая угол отклонения, отклоняющийся в направлении ширины транспортного средства в сторону задней части транспортного средства, ориентируется, как показано стрелками на фиг. 12.
Между тем, в варианте 1 осуществления изобретения передние вершинные части 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположены в положении ближе к центральной линии CL транспортного средства, которая находится внутри в направлении ширины транспортного средства относительно положений внутренних поверхностей TIN передних шин 1L, 1R, когда они ориентированы прямо, принимая во внимание линию тока набегающего воздушного потока, отклоняющегося в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, как показано на фиг. 13 и 14, когда набегающий воздушный поток, который проходит в сторону задней части транспортного средства и отклоняется в направлении ширины транспортного средства, достигает передних вершинных частей 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, набегающий воздушный поток отклоняется от передних вершинных частей 8a в потоки в двух направлениях, которые направлены внутрь транспортного средства и направлены наружу от транспортного средства соответственно. Набегающий воздушный поток, ответвленный внутрь транспортного средства, перенаправляется первыми поверхностями 8d перенаправления потока и отводится вокруг внутренних сторон периферии пары из левой и правой передних шин 1L, 1R. Между тем, набегающий воздушный поток, ответвленный наружу от транспортного средства, перенаправляется вторыми поверхностями 8e перенаправления потока и отводится вокруг внешних сторон периферии пары из левой и правой передних шин 1L, 1R.
Другими словами, первая поверхность 8d перенаправления потока выполняет функцию перенаправления потока для отклонения расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства к внутреннему сходящемуся набегающему воздушному потоку и, таким образом, направления набегающего воздушного потока назад к передней подпольной конструкции. Между тем, вторая поверхность 8e перенаправления потока выполняет функцию перенаправления потока для отклонения расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства для образования более расходящегося набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства и, таким образом, выпуска набегающего воздушного потока за пределы транспортного средства (наружу в направлении ширины транспортного средства).
Пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R выполняет функцию перенаправления потока для отвода потоков набегающего воздушного потока вокруг внутренних и внешних периферий пары из левой и правой передних шин 1L, 1R, чтобы уменьшить набегающий воздушный поток в области передних шин, где главным образом создается аэродинамическое сопротивление. Другими словами, как показано на фиг. 13, линия обтекания, которая предотвращает проникновение набегающего воздушного потока в область передних шин 1L, 1R, сформирована как линия обтекания потока после передних дефлекторов 8L, 8R таким образом, чтобы сдерживать возникновение турбулентного потока в областях передних шин 1L, 1R.
Было отмечено, что, например, когда турбулентный поток возникает в передней области шины, вихревая структура (вихревая трубка и вихревой слой) существует в очень небольшом масштабе в турбулентном потоке, и частота возникновения процесса формирования вихревой трубки из вихревого слоя (или процесса перехода от вихревого слоя к вихревой трубке) увеличивается. В этом случае известно, что формируется мелкомасштабная вихревая структура, и турбулентный поток нарастает, таким образом, увеличивая аэродинамическое сопротивление D. Таким образом, сдерживание возникновения турбулентного потока в областях передних шин непосредственно приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления D.
Как описано выше, в электромобиле EV в варианте 1 осуществления изобретения передние вершинные части 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R расположены так, чтобы разветвлять набегающий воздушный поток, который поступает от передней части транспортного средства и отклоняется в направлении ширины транспортного средства, на потоки в двух направлениях, которые направлены внутрь транспортного средства и направлены наружу от транспортного средства соответственно. Таким образом, турбулентный поток, производимый передней подпольной конструкцией и передними шинами, которые находятся в области, куда входит набегающий воздушный поток при движении, сдерживается таким образом, что может достигаться уменьшение аэродинамического сопротивления D.
Действие для уменьшения аэродинамического сопротивления посредством комбинации
Для снижения аэродинамического сопротивления D, вызванного передней подпольной конструкцией и передними шинами, важно, чтобы набегающий воздушный поток, ответвленный внутрь транспортного средства передними дефлекторами, поддерживался с направлением внутрь, пока набегающий воздушный поток не проходит через области передних шин. Далее приводится описание относительно действия для уменьшения аэродинамического сопротивления комбинацией выступающей части с изогнутой поверхностью 31 и передних дефлекторов 8L, 8R в варианте 1 осуществления изобретения, отражающее указанное выше.
Передняя вершинная часть 8a пары из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R разветвляет набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства, во внутреннем направлении. В этом случае первые поверхности 8d перенаправления потока перенаправляют поток FIN внутрь транспортного средства, ответвляя набегающий воздушный поток к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящего под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства. В это время, например, когда набегающий воздушный поток, направленный к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, подвергается сопротивлению, отталкиваясь от стороны главного обтекающего потока FMAIN, набегающий поток движется назад к внутренним поверхностям передних шин 1L, 1R и в передние надколесные дуги 14L, 14R.
Между тем, переднее нижнее защитное ограждение 3, которое закрывает переднюю подпольную конструкцию, имеет выступающую часть с изогнутой поверхностью 31, в которой размер WL в направлении ширины транспортного средства длиннее, чем размер SL в продольном направлении, которая находится в положении ближе к передней части транспортного средства, чем пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R. В этом случае выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 имеет окружность выступания в продольном направлении транспортного средства, которая задана как самая длинная в положении центральной линии CL транспортного средства, и окружность выступа в продольном направлении транспортного средства задана постепенно короче с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства.
Таким образом, набегающий воздушный поток имеет самую высокую скорость потока и самое низкое давление в положении центральной линии CL транспортного средства, и набегающий воздушный поток постепенно замедляется и также постепенно повышает его давление с увеличением расстояния от центральной линии CL транспортного средства с обеих сторон в направлении ширины транспортного средства. Из-за этого перепада давления линия обтекания набегающего воздушного потока, который поступает от передней части транспортного средства, протекает в положении на удалении от центральной линии CL транспортного средства и имеет высокое давление, отклоняется к центральной линии CL транспортного средства, где давление низкое. Это отклонение сдерживает расходящийся набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства в направлении ширины транспортного средства.
Другими словами, выступающая часть с изогнутой поверхностью 31 выполняет функцию перенаправления потока для сдерживания расходящегося набегающего воздушного потока, который поступает к передней части транспортного средства, таким образом, сводя набегающий воздушный поток для формирования набегающего воздушного потока, проходящего под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства, и, таким образом, формирующего главный обтекающий поток FMAIN набегающего воздушного потока (см. фиг. 13).
Благодаря функции перенаправления потока первых поверхностей 8d перенаправления потока, таким образом, набегающий воздушный поток, направленный к главному обтекающему потоку FMAIN набегающего воздушного потока, проходящему под центральной частью передней подпольной конструкции, совмещенной с центральной линией CL транспортного средства, ровно соединяется с главным обтекающим потоком FMAIN, сформированным по правильной линии выступающей частью с изогнутой поверхностью 31. Другими словами, движение набегающего воздушного потока назад к внутренним поверхностям передних шин 1L, 1R и в передние надколесные дуги 14L, 14R предотвращается.
Как описано выше, в конструкции перенаправления потока в варианте 1 осуществления изобретения принята конфигурация, в которой выступающая часть с изогнутой поверхностью 31, сформированной на переднем нижнем защитном ограждении 3, и пара из левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R используются в комбинации. Таким образом, набегающий воздушный поток, принимаемый парой левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R, проходит от первых поверхностей 8d перенаправления потока к главному обтекающему потоку FMAIN и ровно соединяется с главным обтекающим потоком FMAIN, сформированным по правильной линии выступающей частью с изогнутой поверхностью 31. Таким образом, аэродинамическое сопротивление D, создаваемое передней подпольной конструкцией и передними шинами при движении, можно дополнительно уменьшить.
Далее будут описаны предпочтительные эффекты.
Передняя подпольная конструкция электромобиля EV в варианте 1 осуществления изобретения может достигать предпочтительных эффектов, описанных ниже.
(1) Получена передняя подпольная конструкция транспортного средства (электромобиля EV), включающая передние дефлекторы 8L, 8R, расположенные спереди от передних шин 1L, 1R соответственно в транспортном средстве и конфигурированные для перенаправления набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, при этом каждый передний дефлектор 8L, 8R включает переднюю вершинную часть 8a, находящуюся в положении ближе к передней части транспортного средства, чем положение передней поверхности TFR каждой из передних шин 1L, 1R, когда они ориентированы прямо, и находящуюся в положении ближе к центральной линии CL транспортного средства, которая находится внутри в направлении ширины транспортного средства относительно внутренней поверхности TIN каждой из передних шин 1L, 1R, когда она ориентирована прямо; внешнюю оконечную часть 8c, находящуюся в положении ближе к задней части транспортного средства, чем передняя вершинная часть 8a, и находящуюся в положении снаружи в направлении ширины транспортного средства передней вершинной части 8a; и вторую поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока), соединяющую переднюю вершинную часть 8a и внешнюю оконечную часть 8c и конфигурированную таким образом, что при столкновении с воздухом, проходящим от передней части транспортного средства, вторая поверхность 8e перенаправления потока перенаправляет набегающий воздушный поток наружу в транспортном средстве для формирования потока, направленного наружу от транспортного средства.
Это позволяет уменьшать аэродинамическое сопротивление D, производимое потоком набегающего воздушного потока, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, таким образом, достигая заданных усовершенствований аэродинамических характеристик.
(2) Первая поверхность 8d перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) такова, что положение передней вершинной части 8a в продольном направлении транспортного средства и положение передней вершинной части 8a в направлении ширины транспортного средства заданы на основе направления линий обтекания набегающего воздушного потока таким образом, что набегающий воздушный поток, который поступает к передней части транспортного средства в продольном направлении транспортного средства, проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняясь в направлении ширины транспортного средства, таким образом, что первая поверхность 8d перенаправления потока сталкивается с набегающим потоком, имеющим угол θ расхождения, который поступает к каждой из передних шин 1L, 1R.
Это обеспечивает то, что передние дефлекторы 8L, 8R принимают набегающий воздушный поток, имеющий угол θ расхождения, таким образом, достигая функции перенаправления потока для обхода набегающего воздушного потока вокруг внешних сторон периферии передних шин 1L, 1R.
(3) Вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) перенаправляет набегающий воздушный поток, имеющий угол расхождения, направленный наружу в направлении ширины транспортного средства, формируя поток, направленный наружу в направлении ширины транспортного средства.
Таким образом, вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) перенаправляет ответвленный, направленный наружу транспортного средства обтекающий поток FOUT набегающего воздушного потока в направлении ширины транспортного средства таким образом, чтобы надежно обеспечивать формирование набегающего воздушного потока, который отводится вокруг внешней периферии каждой из передних шин 1L, 1R.
(4) Вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) включает изогнутую поверхность 8е1 перенаправления потока, конфигурированную для постепенного перенаправления потока набегающего воздушного потока, имеющего угол θ расхождения, таким образом, что набегающий воздушный поток становится направленным косо наружу потоком, и плоскую поверхность 8e2 перенаправления потока, конфигурированную для перенаправления косо наружу потока воздуха от изогнутой поверхности 8е1 перенаправления потока далее наружу в направлении ширины транспортного средства.
Таким образом, вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) осуществляет перенаправление потока, выпуская набегающий воздушный поток (поток FOUT наружу от транспортного средства) наружу в направлении ширины транспортного средства, плавно отклоняя набегающий воздушный поток, таким образом, позволяя сдерживать возмущение в набегающем воздушном потоке, протекающем вдоль второй поверхности 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) и отклоняемом ею.
(5) Вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) такова, что положение внешней оконечной части 8c в направлении ширины транспортного средства находится снаружи от центральной оси TCL каждой из передних шин 1L, 1R, когда они ориентированы прямо.
Таким образом, даже если набегающий воздушный поток, выпускаемый наружу в направлении ширины транспортного средства от второй поверхности 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока), соединяется с набегающим воздушным потоком от передней части транспортного средства и втягивает обтекающий поток, искривленный в сторону задней части транспортного средства, направление набегающего воздушного потока вокруг плечевой зоны каждой из передних шин 1L, 1R может сдерживаться.
Хотя передняя подпольная конструкция транспортного средства согласно настоящему изобретению была описана выше со ссылками на вариант 1 осуществления изобретения, следует понимать, что конкретная конфигурация не ограничена вариантом 1 осуществления изобретения, и конструктивные изменения и добавления и т.п. могут быть внесены в него без отхода от сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.
В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором пара левого и правого передних дефлекторов 8L, 8R разделяет направленный на шины поток F набегающего воздушного потока, имеющий угол θ расхождения, по существу на два, и каждый включает первую поверхность 8d перенаправления потока и вторую поверхность 8e перенаправления потока, которые принимают разветвленные поток FIN внутрь транспортного средства и поток FOUT наружу от транспортного средства соответственно. Однако, например, как показывает модификация 1 на фиг. 15, каждый передний дефлектор 8L, 8R в варианте 1 осуществления изобретения может быть разделен на две части для формирования внутренних передних дефлекторов 81L, 81R и внешних передних дефлекторов 82L, 82R. В этом случае внешние передние дефлекторы 82L, 82R соответствуют передним дефлекторам согласно настоящему изобретению. Кроме того, например, как показывает модификация 2 на фиг. 16, передние дефлекторы 8L', 8R' могут быть приспособлены и конфигурированы для приема почти всего набегающего воздушного потока, который проходит к передним шинам, или принимать весь набегающий воздушный поток и перенаправлять набегающий воздушный поток наружу от транспортного средства.
В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) перенаправляет набегающий воздушный поток FOUT наружу в направлении ширины транспортного средства. Однако, например, поверхность перенаправления потока может конфигурироваться как отклоняющая поверхность, таким образом, что набегающий воздушный поток, встреченный под углом θ расхождения, отводится вокруг внешней стороны передних шин 1L, 1R и перенаправляется к задним концам передних надколесных дуг 14L, 14R.
В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором вторая поверхность 8e перенаправления потока (поверхность перенаправления потока) конфигурирована как комбинация изогнутой поверхности 8е1 перенаправления потока и плоской поверхности 8e2 перенаправления потока. Однако, например, поверхность перенаправления потока может конфигурироваться как плавно изогнутая поверхность, соединяющая переднюю вершинную часть и наружную оконечную часть. Кроме того, например, поверхность перенаправления потока может конфигурироваться как комбинация трех или больше изогнутых поверхностей.
В варианте 1 осуществления изобретения дан пример, в котором передняя подпольная конструкция применена в электромобиле EV. Однако настоящее изобретение, конечно, может быть применено для передней подпольной конструкции такого электромобиля, как гибридное транспортное средство или транспортное средство на топливных элементах, или также может применяться в передней подпольной конструкции транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. В частности, когда настоящее изобретение применяют в электромобиле, запас хода батареи увеличивается, таким образом, что может достигаться повышение эффективности использования электроэнергии. Когда настоящее изобретение применяют в транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания, может достигаться экономия топлива.
Эта заявка основана на предварительной заявке на патент Японии № 2010-89336, поданной 8 апреля 2010 г., и объявляет ее приоритет, и все содержание ее включено сюда посредством ссылки.
Промышленное применение
Согласно настоящему изобретению передняя вершинная часть каждого из передних дефлекторов находится в положении ближе к центральной линии транспортного средства, то есть внутри в направлении ширины транспортного средства относительно положения внутренней поверхности каждой из передних шин, когда они ориентированы прямо, с учетом того, что набегающий воздушный поток, который поступает от передней стороны транспортного средства, проходит в сторону задней части транспортного средства, отклоняясь в направлении ширины транспортного средства. Таким образом, когда расходящийся набегающий воздушный поток, который проходит в сторону задней части транспортного средства, достигает передней вершинной части каждого из передних дефлекторов, набегающий воздушный поток встречается с поверхностью перенаправления потока, которая соединяет переднюю вершинную часть и наружную оконечную часть. Набегающий воздушный поток, встречающийся с поверхностью перенаправления потока, перенаправляется поверхностью перенаправления потока для обхода вокруг внешней стороны периферии каждой из передних шин. Таким образом, каждый передний дефлектор выполняет функцию перенаправления потока для отвода набегающего воздушного потока вокруг внешней стороны периферии каждой из передних шин, таким образом, для уменьшения набегающего воздушного потока в области передних шин, где главным образом создается аэродинамическое сопротивление передней подпольной конструкции. Таким образом, это позволяет уменьшать аэродинамическое сопротивление, производимое набегающим воздушным потоком, который обтекает переднюю подпольную конструкцию при движении, таким образом, достигая заданных усовершенствований аэродинамических характеристик.
Перечень ссылочных позиций
EV - электромобиль (как пример транспортного средства).
1L, 1R - пара из левой и правой передних шин.
2L, 2R - пара из левой и правой задних шин.
3 - переднее нижнее защитное ограждение.
31 - выступающая часть с изогнутой поверхностью (или выступающий элемент с изогнутой поверхностью).
4 - заднее нижнее ограждение электродвигателя.
5 - первое нижнее защитное ограждение батарей.
6 - второе нижнее защитное ограждение батарей.
7 - заднее нижнее защитное ограждение.
8L, 8Ra - пара из левого и правого передних дефлекторов.
8a - передняя вершинная часть.
8b - внутренняя оконечная часть.
8c - внешняя оконечная часть.
8d - первая поверхность перенаправления потока.
8e - вторая поверхность перенаправления потока.
8е1 - изогнутая поверхность перенаправления потока.
8e2 - плоская поверхность перенаправления потока.
9L, 9R - пара из левого и правого задних дефлекторов.
TFR - передний край шины, когда она ориентирована прямо.
TIN - внутренняя поверхность шины, когда она ориентирована прямо.
CL - центральная линия транспортного средства.
θ - угол расхождения.
F - линии обтекания шины.
FIN - поток внутрь транспортного средства.
FOUT - поток наружу от транспортного средства.
FMAIN - главный обтекающий поток набегающего воздушного потока.
WL - размер в направлении ширины транспортного средства.
SL - размер в продольном направлении.