專(zhuān)利名稱(chēng)：一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
水陸兩棲車(chē)輛既能勝任陸地推進(jìn)、又能在水中航行，適用于多種工況等特點(diǎn)而得到廣泛研究和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)證明，在水中航行時(shí)，以較低速度在水中航行的兩棲車(chē)輛，其摩擦阻力最高可達(dá)到總水上阻力的70％，因此通過(guò)減少摩擦阻力是保證車(chē)輛的快速性重要方法之一。
當(dāng)兩棲車(chē)輛在水中航行時(shí)，車(chē)輛周?chē)倪吔鐚訋в幸槐铀S著車(chē)體一起前進(jìn)。由于水的粘性，車(chē)輛在航行過(guò)程中受到切應(yīng)力的作用，亦即車(chē)體與水之間產(chǎn)生了摩擦力，它在運(yùn)動(dòng)方向的合力便是車(chē)體的摩擦阻力。
經(jīng)試驗(yàn)證明，被氣泡包圍兩棲車(chē)輛車(chē)底的情形下，車(chē)輛摩擦阻力R與空氣的相對(duì)消耗量有關(guān)，并且可利用如下公式近似計(jì)算R=RF(1-0.365v0v)---(1)]]>式(1)中，v0為氣層中空氣的平均速度，v為兩棲車(chē)體航速。根據(jù)兩棲車(chē)體摩擦阻力的處理方法，車(chē)體摩擦阻力可以由計(jì)算相當(dāng)平板的摩擦阻力與由粗糙度增加的摩擦阻力之和來(lái)估算，即摩擦阻力RF可以近似表示為下式RF＝(CF+ΔCF)×ρv2S/2 (2)式(2)中，CF為光滑平板摩擦阻力系數(shù)，ΔCF為粗糙度補(bǔ)償系數(shù)，ρ為水的質(zhì)量密度，v為航速，S為兩棲車(chē)體濕表面積。
實(shí)驗(yàn)證明在相同條件下，在20℃的環(huán)境中，空氣的粘性系數(shù)最低可達(dá)到水的粘性系數(shù)的1/56。由式(1)得知，利用氣流進(jìn)入兩棲車(chē)體底部的外表面區(qū)域，通過(guò)改變邊界附近流體流態(tài)，即以粘性系數(shù)值比較低的氣體局部替換粘性系數(shù)值高的流體，來(lái)改變流體邊界層上粘性阻力值以實(shí)現(xiàn)減阻的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供能運(yùn)用在兩棲車(chē)輛上減小航行阻力、節(jié)約能量、提高航速的一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括一端與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣喉管連接的單向閥，單向閥的另一端接輸氣管后經(jīng)兩棲車(chē)體底部孔、與裝在兩棲車(chē)體底部外壁上的各排氣通道的噴氣接頭相連通，噴氣接頭上裝有多個(gè)排氣通道。
所述的排氣通道與噴氣接頭呈輻射狀均布，各個(gè)排氣通道上開(kāi)有從內(nèi)到外間距逐個(gè)縮小、而孔逐個(gè)擴(kuò)大的多個(gè)噴嘴。
所述的噴嘴的設(shè)置方向均與兩棲車(chē)航行方向的兩棲車(chē)體底部向后傾角度為15°。
本實(shí)用新型具有的有益的效果是利用發(fā)動(dòng)機(jī)的排廢氣壓力，將廢氣經(jīng)廢氣喉管、輸氣管傳輸?shù)絻蓷?chē)體底部的排氣通道，并通過(guò)排氣通道中的噴嘴向外噴射氣體。一方面可以使得兩棲車(chē)體底部形成一薄層氣泡膜，通過(guò)減小兩棲車(chē)輛底部流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，從而到達(dá)減阻的目的；另一方面利用廢氣余壓做功，也可節(jié)約能量。試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)噴嘴氣流和水流之間的夾角大約是15°時(shí)，最大可以使摩擦阻力下降到原來(lái)的1/6。經(jīng)過(guò)仿真試驗(yàn)，裝備有本裝置的兩棲車(chē)輛在水中航行時(shí)，可以有效地減少摩擦阻力、節(jié)約能量，同時(shí)達(dá)到提高航速的目的。由于是利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，故在具有大功率發(fā)動(dòng)機(jī)(高于1000KW)的重型兩棲車(chē)輛上使用本裝置時(shí)，具有明顯的減阻、節(jié)能效果。本實(shí)用新型不局限于履帶式重型兩棲車(chē)輛，同樣適用于輪式重型兩棲車(chē)輛。


圖1是本實(shí)用新型兩棲車(chē)輛車(chē)體示意圖；圖2是圖1的仰視圖；圖3是圖2的A-A局部剖視圖；圖4是圖3的局部放大圖；圖5是圖4的B-B旋轉(zhuǎn)剖視圖。
圖中1、兩棲車(chē)體底部，2、履帶，3、排氣通道，4、噴嘴，5、噴氣接頭，6、發(fā)動(dòng)機(jī)，7、發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣噴口，8、廢氣喉管，9、單向閥，10、輸氣管，11、兩棲車(chē)體底部孔，12、兩棲車(chē)體底部外壁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)用新型包括一端與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣喉管連接的單向閥9，單向閥9的另一端接輸氣管10后經(jīng)兩棲車(chē)體底部孔1、與裝在兩棲車(chē)體底部外壁12上的各排氣通道3的噴氣接頭5相連通，噴氣接頭5上裝有多個(gè)排氣通道3。其中排氣通道3由冷彎外卷邊槽鋼加工而成，并焊接在兩棲車(chē)體底部1的外壁12上。
所述的排氣通道3與噴氣接頭5呈輻射狀均布，各個(gè)排氣通道3上開(kāi)有從內(nèi)到外間距逐個(gè)縮小、而孔逐個(gè)擴(kuò)大的多個(gè)噴嘴4，以保證在兩棲車(chē)體底部形成盡可能均勻的氣泡膜。
所述的噴嘴4的設(shè)置方向均與兩棲車(chē)航行方向的兩棲車(chē)體底部1向后傾角度為15°。
當(dāng)水陸兩棲車(chē)輛在水中航行時(shí)，兩棲車(chē)輛的氣泡減阻裝置利用發(fā)動(dòng)機(jī)6的排廢氣壓力，當(dāng)廢氣壓力超過(guò)單向閥9的工作壓力時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣噴口7，經(jīng)廢氣喉管8、單向閥9將廢氣通過(guò)輸氣管10傳輸?shù)絻蓷?chē)體底部排氣管道3，并通過(guò)排氣管道上的噴嘴4向外噴射氣體。單向閥9的設(shè)置同時(shí)保證了水不會(huì)溢到兩棲車(chē)體內(nèi)部。經(jīng)過(guò)仿真試驗(yàn)證實(shí)，裝備有本裝置的兩棲車(chē)輛在水中航行時(shí)，一方面利用廢氣余壓做功，節(jié)約能量；另一方面可以使得兩棲車(chē)體底部形成一薄層氣泡膜，改變了流體的流態(tài)，通過(guò)減小兩棲車(chē)輛底部流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，從而達(dá)到減小阻力、提高航速的目的。
上述具體實(shí)施方式
用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置，其特征在于包括一端與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣喉管連接的單向閥(9)，單向閥(9)的另一端接輸氣管(10)后經(jīng)兩棲車(chē)體底部孔(1)、與裝在兩棲車(chē)體底部外壁(12)上的各排氣通道(3)的噴氣接頭(5)相連通，噴氣接頭(5)上裝有多個(gè)排氣通道(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置，其特征在于所述的排氣通道(3)與噴氣接頭(5)呈輻射狀均布，各個(gè)排氣通道(3)上開(kāi)有從內(nèi)到外間距逐個(gè)縮小、而孔逐個(gè)擴(kuò)大的多個(gè)噴嘴(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置，其特征在于所述的噴嘴(4)的設(shè)置方向均與兩棲車(chē)航行方向的兩棲車(chē)體底部(1)向后傾角度為15°。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種兩棲車(chē)輛氣泡減阻節(jié)能裝置，包括一端與發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣喉管連接的單向閥，單向閥的另一端接輸氣管后經(jīng)兩棲車(chē)體底部孔、與裝在兩棲車(chē)體底部外壁上的各排氣通道的噴氣接頭相連通，噴氣接頭上裝有多個(gè)排氣通道。當(dāng)兩棲車(chē)輛在水中航行時(shí)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣余壓，將廢氣經(jīng)兩棲車(chē)體底部排氣通道，通過(guò)噴嘴斜向下噴射，使得兩棲車(chē)體底部形成一薄層氣泡膜。一方面通過(guò)改變兩棲車(chē)體底部流體的流態(tài)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)的變化來(lái)減小摩擦阻力；另一方面利用廢氣余壓做功，節(jié)約能量，提高航速。本實(shí)用新型不局限于履帶式重型兩棲車(chē)輛，同樣適用于輪式重型兩棲車(chē)輛。
文檔編號(hào)B60F3/00GK2806209SQ200520103089
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者何斌, 潘雙夏, 馮培恩 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)