一種合成射流汽車減阻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車減阻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種合成射流汽車減阻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車在行駛時(shí)，需要擠開周圍的空氣，汽車前面受氣流壓力并且形成真空，產(chǎn)生壓力差。此外，各層空氣之間以及空氣與汽車表面還存在摩擦，再加上冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)、室內(nèi)通風(fēng)以及汽車表面外凸零件引起的氣流干擾等，就形成了空氣阻力?？諝庾枇Πㄓ袎翰钭枇?又稱形狀阻力)，誘導(dǎo)阻力，表面阻力(又稱摩擦阻力)，內(nèi)部阻力(又稱內(nèi)循環(huán)阻力)以及干擾阻力組成?？諝庾枇εc汽車的形狀、汽車的正面投影面積有關(guān)?？諝庾枇εc汽車行駛速度成正比，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，空氣阻力的數(shù)值將顯著增加。汽車要運(yùn)動(dòng)就必須克服空氣阻力，當(dāng)阻力增加時(shí)，汽車的驅(qū)動(dòng)力也必須跟著增加，也就會(huì)增加汽車功耗和油耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠減小汽車空氣阻力進(jìn)而降低油耗的合成射流汽車減阻裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種合成射流汽車減阻裝置，包括設(shè)于車頭前端的第一壓力傳感器，設(shè)于車尾后端的第二壓力傳感器，以及設(shè)于車尾玻璃頂部的合成射流噴射裝置，所述合成射流噴射裝置包括由壓電振動(dòng)隔膜與合成射流噴口構(gòu)成的合成射流腔體、設(shè)于壓電振動(dòng)隔膜外側(cè)的壓電驅(qū)動(dòng)器，所述壓電驅(qū)動(dòng)器連接有驅(qū)動(dòng)控制器，所述第一壓力傳感器通過(guò)信號(hào)處理裝置與所述驅(qū)動(dòng)控制器的輸入電路相連接，所述第二壓力傳感器通過(guò)所述信號(hào)處理裝置與所述驅(qū)動(dòng)控制器的反饋電路相連接，所述驅(qū)動(dòng)控制器通過(guò)接收所述第一壓力傳感器和/或所述第二壓力傳感器檢測(cè)的信號(hào)來(lái)控制所述壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述壓電振動(dòng)隔膜振動(dòng)產(chǎn)生合成射流。
[0005]所述驅(qū)動(dòng)控制器采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制器，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制器還包括直流升壓電路、交流逆變電路、濾波電路。
[0006]所述合成射流噴射裝置還包括供電電源，所述供電電源的電壓為12V。
[0007]所述第一壓力傳感器設(shè)有車頭前端中心，所述第二壓力傳感器設(shè)于車尾后端中心。
[0008]所述合成射流噴口開口方向向上。
[0009]本發(fā)明的工作原理是:汽車行駛時(shí)，首先由安裝于車頭前端的第一壓力傳感器測(cè)量汽車行駛時(shí)氣流相對(duì)于汽車行駛時(shí)的風(fēng)速，測(cè)得的風(fēng)速由信號(hào)處理裝置收集，并由信號(hào)處理裝置將風(fēng)速信號(hào)作為控制參數(shù)傳遞到驅(qū)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)速輸出信號(hào)給壓電驅(qū)動(dòng)器，控制壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜振動(dòng)產(chǎn)生射流;使射流從合成射流噴口噴出，分離車身表面的氣流。
[0010]本發(fā)明的閉環(huán)控制過(guò)程為:當(dāng)?shù)谝粔毫鞲衅鳈z測(cè)的數(shù)值大于第一數(shù)值時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器控制壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜產(chǎn)生合成射流，分離車身表面的氣流;第二壓力傳感器檢測(cè)的數(shù)值小于等于第二數(shù)值時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器控制壓電驅(qū)動(dòng)器停止工作，也就停止產(chǎn)生合成射流;第二壓力傳感器檢測(cè)的數(shù)值大于第二數(shù)值時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器控制壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜產(chǎn)生更強(qiáng)的合成射流，以分離更強(qiáng)的氣流，達(dá)到減小阻力的作用。其中第一數(shù)值和第二數(shù)值的設(shè)定可通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)定。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)是:1、合成射流增強(qiáng)和放大了分離區(qū)域的渦結(jié)構(gòu)，這種渦結(jié)構(gòu)帶有高動(dòng)量，注入分離區(qū)可促使分離區(qū)氣流較早再附。2、對(duì)于層流來(lái)說(shuō)，合成射流噴射裝置工作于高頻下可促使邊界層提前轉(zhuǎn)捩，由于湍流邊界層較難發(fā)生分離，所以提前向湍流轉(zhuǎn)捩可以延遲分離。3、合成射流在合成射流噴口附近起到“任意等效氣動(dòng)外形”的作用，從而影響和控制分離。4、本發(fā)明在車尾后端設(shè)置第二壓力傳感器是因?yàn)槲膊苛鲌?chǎng)較為復(fù)雜，流場(chǎng)實(shí)時(shí)變化，通過(guò)第二壓力傳感器能夠測(cè)得經(jīng)合成射流改變后流場(chǎng)的速度，并通過(guò)信號(hào)處理裝置傳遞到驅(qū)動(dòng)控制器的反饋電路，根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制器內(nèi)設(shè)定的參數(shù)判斷此時(shí)流場(chǎng)速度大小，從而進(jìn)一步對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜的振動(dòng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0012]綜上，本發(fā)明提供的合成射流汽車減阻裝置是主動(dòng)減阻的方式較小空氣阻力對(duì)汽車行駛的影響，進(jìn)而降低了汽車油耗。而且本發(fā)明通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制器控制整個(gè)減阻裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量與控制，進(jìn)一步地該減阻裝置采用了閉環(huán)控制的方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制。而且本裝置僅采用了兩個(gè)壓力傳感器、合成射流噴射裝置即可實(shí)現(xiàn)分流空氣阻力的作用，體積小巧，易于安裝，且成本較低，能夠廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸工具領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0014]圖1是本發(fā)明安裝在汽車上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明安裝于汽車的側(cè)視圖；
[0016]圖3是本發(fā)明連接關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-3所示，本發(fā)明提供的一種合成射流汽車減阻裝置，包括設(shè)于車頭9前端的第一壓力傳感器1，設(shè)于車尾10后端的第二壓力傳感器2，以及設(shè)于車尾玻璃11頂部的合成射流噴射裝置，合成射流噴射裝置包括由壓電振動(dòng)隔膜4與合成射流噴口 3構(gòu)成的合成射流腔體6、設(shè)于壓電振動(dòng)隔膜4外側(cè)的壓電驅(qū)動(dòng)器5，壓電驅(qū)動(dòng)器5連接有驅(qū)動(dòng)控制器7，第一壓力傳感器1通過(guò)信號(hào)處理裝置8與驅(qū)動(dòng)控制器7的輸入電路相連接，第二壓力傳感器2通過(guò)信號(hào)處理裝置8與驅(qū)動(dòng)控制器7的反饋電路相連接，驅(qū)動(dòng)控制器7通過(guò)接收第一壓力傳感器1和/或第二壓力傳感器2檢測(cè)的信號(hào)來(lái)控制壓電驅(qū)動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜4振動(dòng)產(chǎn)生合成射流。
[0018]在上述實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)控制器5采用現(xiàn)有的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制器，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制器還包括直流升壓電路、交流逆變電路、濾波電路，可以對(duì)采集的第一壓力傳感器1和第二壓力傳感器2采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，并根據(jù)分析結(jié)果控制壓電驅(qū)動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜4振動(dòng)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的合成射流，使汽車阻力降到最低，達(dá)到良好的行駛狀態(tài)，減少油耗。
[0019]在上述實(shí)施方式中，合成射流噴射裝置還包括供電電源，供電電源的電壓為12V，為了安裝方便該供電電源可以使用汽車本身的供電系統(tǒng)供電。
[0020]在上述實(shí)施方式中，為了使檢測(cè)到的數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)，將第一壓力傳感器1設(shè)于車頭前端中心，第二壓力傳感器2設(shè)于車尾后端中心，設(shè)于中心位置能夠更精確的檢測(cè)到空氣相對(duì)于汽車的流速，提高控制精確程度。
[0021]為了使合成射流對(duì)空氣分流作用更明顯，減阻效果更好，本實(shí)施方式中合成射流噴口 3開口方向向上。
[0022]本發(fā)明的工作原理是:汽車行駛時(shí)，首先由安裝于車頭前端的第一壓力傳感器測(cè)量汽車行駛時(shí)氣流相對(duì)于汽車行駛時(shí)的風(fēng)速，測(cè)得的風(fēng)速由信號(hào)處理裝置收集，并由信號(hào)處理裝置將風(fēng)速信號(hào)作為控制參數(shù)傳遞到驅(qū)動(dòng)控制器，驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)實(shí)時(shí)風(fēng)速輸出信號(hào)給壓電驅(qū)動(dòng)器，控制壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜振動(dòng)產(chǎn)生射流;使射流從合成射流噴口噴出，分離車身表面的氣流。
[0023]上述實(shí)施方式旨在舉例說(shuō)明本發(fā)明可為本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或使用，對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實(shí)施方式，任何符合本權(quán)利要求書或說(shuō)明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點(diǎn)的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，包括設(shè)于車頭前端的第一壓力傳感器，設(shè)于車尾后端的第二壓力傳感器，以及設(shè)于車尾玻璃頂部的合成射流噴射裝置，所述合成射流噴射裝置包括由壓電振動(dòng)隔膜與合成射流噴口構(gòu)成的合成射流腔體、設(shè)于壓電振動(dòng)隔膜外側(cè)的壓電驅(qū)動(dòng)器，所述壓電驅(qū)動(dòng)器連接有驅(qū)動(dòng)控制器，所述第一壓力傳感器通過(guò)信號(hào)處理裝置與所述驅(qū)動(dòng)控制器的輸入電路相連接，所述第二壓力傳感器通過(guò)所述信號(hào)處理裝置與所述驅(qū)動(dòng)控制器的反饋電路相連接，所述驅(qū)動(dòng)控制器通過(guò)接收所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器檢測(cè)的信號(hào)來(lái)控制所述壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所述壓電振動(dòng)隔膜振動(dòng)產(chǎn)生合成射流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制器采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制器，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制器還包括直流升壓電路、交流逆變電路、濾波電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，所述合成射流噴射裝置還包括供電電源，所述供電電源的電壓為12V。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，所述第一壓力傳感器設(shè)有車頭前端中心，所述第二壓力傳感器設(shè)于車尾后端中心。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，所述合成射流噴口開口方向向上。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種合成射流汽車減阻裝置，包括設(shè)于車頭前端的第一壓力傳感器，設(shè)于車尾后端的第二壓力傳感器，以及設(shè)于擋風(fēng)玻璃頂部的合成射流噴射裝置，合成射流噴射裝置包括由壓電振動(dòng)隔膜與合成射流噴口構(gòu)成的合成射流腔體、設(shè)于壓電振動(dòng)隔膜外側(cè)的壓電驅(qū)動(dòng)器，壓電驅(qū)動(dòng)器連接有驅(qū)動(dòng)控制器，第一壓力傳感器通過(guò)信號(hào)處理裝置與驅(qū)動(dòng)控制器的輸入電路相連接，第二壓力傳感器通過(guò)信號(hào)處理裝置與驅(qū)動(dòng)控制器的反饋電路相連接，驅(qū)動(dòng)控制器通過(guò)接收第一壓力傳感器和/或第二壓力傳感器檢測(cè)的信號(hào)來(lái)控制壓電驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)壓電振動(dòng)隔膜振動(dòng)產(chǎn)生合成射流。本發(fā)明主動(dòng)減阻的方式較小空氣阻力對(duì)汽車行駛的影響，進(jìn)而降低了汽車油耗。
【IPC分類】B62D37/02
【公開號(hào)】CN105416418
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510905775
【發(fā)明人】胡興軍, 郭鵬, 李冠群, 張景銀, 郭峰, 薛超坦, 杜瑋, 曹杰訊, 劉宇堃
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日