專利名稱：機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬機(jī)動(dòng)車節(jié)能領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，流經(jīng)翼形物體上下表面的氣流速度不同時(shí)，就會(huì)在翼形物體上下表面形成不同的空氣壓力，氣流速度慢的一面，形成的壓力大于空氣流速快的一面。如果使翼體的下表面的氣流速度慢于上表面時(shí)，就形成了浮升力。加大翼體與水平面的夾角(仰角)，就可以進(jìn)一步使上表面流速上升而下表面流速降低，從而使浮升力增大，這就是飛機(jī)的原理。
有機(jī)動(dòng)車駕駛經(jīng)驗(yàn)的人會(huì)有這樣的體會(huì)有些機(jī)動(dòng)車在高速行駛時(shí)，會(huì)有一種“飄”的感覺，速度越大，這種感覺越明顯。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是也由于車身的空氣動(dòng)力學(xué)特性，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了向上的浮升力，速度越大，產(chǎn)生的浮升力也越來越大。
以現(xiàn)代的技術(shù)眼光來看，這種浮升力具有一定的危害性，需要盡量避免。很多機(jī)動(dòng)車在開始設(shè)計(jì)時(shí)，就通過大量風(fēng)洞試驗(yàn)來盡量減少車體表面上可能會(huì)產(chǎn)生浮升力的外形結(jié)構(gòu)。
但是，如果換一種角度來看，人們也完全可以把這種浮升力作為一種有益的資源，加以利用。這是因?yàn)楸娝苤|(zhì)量小的機(jī)動(dòng)車，由于其車輪對(duì)地面的壓力較小，車輪與路面產(chǎn)生的摩擦阻力也小，行駛時(shí)所消耗的能量就少。我們可以利用這種浮升力部分抵消車身重量對(duì)路面的壓力，使機(jī)動(dòng)車消耗更少的能源，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的前提是我們要找到可以充分利用這種資源的方法，并在利用這種資源的同時(shí)又能確保行車安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，最大限度的利用這種浮升力資源，提高機(jī)動(dòng)車的能源利用效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于包括翼體、支撐架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器組、中央處理機(jī)、執(zhí)行電路和電動(dòng)機(jī)，所述的翼體通過支撐架固定在機(jī)動(dòng)車體上方外表面的適當(dāng)位置。所述中央處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸入口與傳感器組連接，所述中央處理機(jī)的數(shù)據(jù)輸出口與和執(zhí)行電路連接。所述電動(dòng)機(jī)的電源與執(zhí)行電路的輸出口連接，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪連接。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿與翼體轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng)齒輪連接。
本裝置安裝在機(jī)動(dòng)車體上方外表面的適當(dāng)位置，當(dāng)機(jī)動(dòng)車運(yùn)行時(shí)，本裝置將產(chǎn)生向上的浮升力，該浮升力作用于車體的主承載結(jié)構(gòu)上，從而可以部分抵消機(jī)動(dòng)車對(duì)路面的壓力，車輪與路面的摩擦阻力也相應(yīng)減小，達(dá)到節(jié)能的目的。中央處理機(jī)根據(jù)機(jī)動(dòng)車的行駛狀態(tài)，可實(shí)時(shí)調(diào)整裝置產(chǎn)生的浮升力的大小，在達(dá)到最大節(jié)能效率的同時(shí)又可以確保機(jī)動(dòng)車輛的行駛安全。
作為優(yōu)選，所述的翼體采用高強(qiáng)度復(fù)合材料制作，其上下表面按空氣動(dòng)力學(xué)原理加工，空氣在高速流過翼體時(shí)，如翼體保持一定的仰角，其下表面的空氣壓力大于上表面的空氣壓力，使翼體產(chǎn)生向上的升力。
作為優(yōu)選，所述的翼體的兩端有圓柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線與翼體的橫向水平剖面相垂直。在翼體一端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定有傳動(dòng)齒輪。在電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，翼體可以隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
作為優(yōu)選，所述的支撐架為兩只，分別橫向固定在車體的主承載結(jié)構(gòu)如車架或底盤上。支撐架的上端露出車體上表面，其頂端部分有一軸孔，兩只支撐架的軸孔的軸線是重合一致的，該軸線與車體縱向軸線相垂直，軸孔內(nèi)部安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。所述翼體轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端分別固定在兩個(gè)支撐架軸孔的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承上，并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
作為優(yōu)選，所述的支撐架的外部安裝有空氣整流罩，該空氣整流罩按空氣動(dòng)力學(xué)原理制作，空氣在高速流過罩面時(shí)，其左右罩面產(chǎn)生的空氣壓力應(yīng)完全一致。整流罩水平剖面的縱向軸線與車體縱向軸線平行。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的部分組件與支撐架一起固定在空氣整流罩內(nèi)。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，空氣整流罩不僅可以減小本裝置的空氣阻力，同時(shí)也可以改變車體表面的氣流特征，增加車輛高速行駛時(shí)的橫向穩(wěn)定性。
作為優(yōu)選，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)輸出軸及翼體轉(zhuǎn)動(dòng)軸傳動(dòng)齒輪連接，由齒輪組和渦輪蝸桿組成，負(fù)責(zé)傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，控制翼體的轉(zhuǎn)動(dòng)。合理設(shè)置齒輪組的齒輪比，就可以對(duì)翼體的仰角進(jìn)行精確控制，從而改變翼體產(chǎn)生的浮升力的大小。
作為優(yōu)選，所述的傳感器組包括速度傳感器、制動(dòng)狀態(tài)傳感器、車輪壓力傳感器、翼體仰角傳感器等，負(fù)責(zé)采集車輛速度、制動(dòng)狀態(tài)、車輪壓力、翼體角度等數(shù)據(jù)信息送中央處理機(jī)，使中央處理機(jī)根據(jù)這些信息來判斷機(jī)動(dòng)車的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)翼體的仰角進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
作為優(yōu)選，所述的中央處理機(jī)內(nèi)保存有各種車輛運(yùn)行狀況下的翼體角度調(diào)整預(yù)案(數(shù)據(jù))，根據(jù)傳感器組采集到的數(shù)據(jù)信息，判斷機(jī)動(dòng)車的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)用相應(yīng)的調(diào)整預(yù)案，通過執(zhí)行電路控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)整翼體的仰角以改變翼體產(chǎn)生的浮升力，適應(yīng)各種行車狀態(tài)。
作為優(yōu)選，所述電動(dòng)機(jī)的電源與執(zhí)行電路的輸出口連接，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪連接。在中央處理機(jī)的控制下為，提供驅(qū)動(dòng)力調(diào)整翼體的仰角。
作為優(yōu)選，所述的機(jī)動(dòng)車是指以內(nèi)燃機(jī)、熱氣機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電磁動(dòng)力機(jī)械(磁懸浮動(dòng)力)等機(jī)械作為動(dòng)力源的車輛。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是1.采用物理方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，更有利于環(huán)保。
2.應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)和閉環(huán)反饋技術(shù)來控制裝置的工作狀態(tài)，使裝置節(jié)能效率達(dá)到最高。
3.可對(duì)各種不同行車狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)，隨時(shí)改變車體的空氣動(dòng)力學(xué)特性，使機(jī)動(dòng)車在高速運(yùn)行時(shí)的具有比現(xiàn)在更好的行駛穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明的示意圖。
圖2是本發(fā)明的工作流程圖。
圖中1.翼體，2.支撐架，21.空氣整流罩3.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，4.車體外表面，5.車體主承載結(jié)構(gòu)6.電動(dòng)機(jī)，7.執(zhí)行電路，8.中央處理機(jī)，9.傳感器組具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
本實(shí)施例中，裝置由翼體1、支撐架2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3、傳感器組9、中央處理機(jī)8、執(zhí)行電路7和電動(dòng)機(jī)6組成。
所述的翼體1通過支撐架2固定在機(jī)動(dòng)車體上方外表面4的上方，并與車體外表面4有一定的距離，以保證氣流正常通過，并使翼體可自由轉(zhuǎn)動(dòng)而不碰到。
所述的支撐架2固定在機(jī)動(dòng)車體主承載結(jié)構(gòu)5(底盤、車身)上。所述的支撐架2與所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的部分組件固定在空氣整流罩21內(nèi)。
所述的中央處理機(jī)8的數(shù)據(jù)輸入口與傳感器組9連接，所述的中央處理機(jī)8的數(shù)據(jù)輸出口與和執(zhí)行電路7連接。
所述的電動(dòng)機(jī)6的電源與執(zhí)行電路7的輸出口連接，所述的電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的傳動(dòng)齒輪連接。
所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的蝸桿與翼體1轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng)齒輪連接。
所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3采用渦輪蝸桿的結(jié)構(gòu)的目的不僅是可以實(shí)現(xiàn)軸向的動(dòng)力傳輸，還可以利用渦輪蝸桿的自鎖特性防止翼體在外力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)沒有動(dòng)力輸出時(shí)，蝸桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，翼體轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng)齒輪被鎖死，即使翼體受到較大的空氣壓力，仍可緊緊固定在當(dāng)前位置而不轉(zhuǎn)動(dòng)，確保本裝置的工作狀態(tài)不會(huì)因?yàn)橥饬υ蚨l(fā)生改變。
所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3還采用齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)需要的變齒輪比和變傳動(dòng)比。因此即使翼體受到較大的空氣壓力，電動(dòng)機(jī)仍然可以在較小的輸出功率下驅(qū)動(dòng)翼體按要求進(jìn)行精確的角度調(diào)整。
由于翼體的仰角的任何微小改變都可能使高速運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車車體的空氣動(dòng)力學(xué)特征發(fā)生劇烈變化，因此，本裝置中，對(duì)測(cè)量傳感器的要求較高，需要具有穩(wěn)定的工作特性和較高的測(cè)量精度。
裝置的工作工程如下見圖2。
首先，在裝置的中央處理機(jī)中8設(shè)置一個(gè)行車速度閥值如40KM每小時(shí)，中央處理機(jī)8將把傳感器組9采集的實(shí)時(shí)速度信息與該閥值做比較，實(shí)時(shí)車速小于該閥值時(shí)說明機(jī)動(dòng)車處于開始啟步或低速行駛的速度區(qū)間時(shí)，中央處理機(jī)8將保持翼體1在某一仰角位置，使裝置的氣流阻力最小，產(chǎn)生的浮升力也最小。
當(dāng)機(jī)動(dòng)車行駛速度超過該閥值后，裝置開始工作傳感器組9采集汽車的實(shí)時(shí)行車信息送入中央處理機(jī)8數(shù)據(jù)輸入口，中央處理機(jī)8根據(jù)該信息判斷汽車的行駛狀態(tài)，并調(diào)用內(nèi)部存儲(chǔ)的調(diào)整預(yù)案的數(shù)據(jù)，通過輸出口送執(zhí)行電路7，控制執(zhí)行電路7內(nèi)部電子開關(guān)的通斷，從而控制電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)動(dòng)與停止。電動(dòng)機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的齒輪組和渦輪蝸桿組同步轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3將轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳送給翼體1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的傳動(dòng)齒輪，帶動(dòng)翼體1繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，。翼體1仰角的大小又被傳感器組9中的翼體仰角傳感器采集并回送到中央處理機(jī)8。中央處理機(jī)8再根據(jù)該數(shù)據(jù)對(duì)翼體仰角進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，實(shí)現(xiàn)高精度的閉環(huán)正反饋控制。整個(gè)控制過程根據(jù)車輛行駛狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行，以確保達(dá)到最佳效果。
裝置的中央處理機(jī)8內(nèi)保存有各種車輛運(yùn)行狀況下的翼體1角度調(diào)整預(yù)案(數(shù)據(jù))，根據(jù)傳感器組9采集到的數(shù)據(jù)信息，判斷機(jī)動(dòng)車的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)用相應(yīng)的調(diào)整預(yù)案，通過執(zhí)行電路控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)整翼體1的仰角度以改變翼體1產(chǎn)生的浮升力，適應(yīng)各種行車狀態(tài)。
在中央處理機(jī)8中還設(shè)置有一個(gè)安全壓力閥值，該閥值是確保機(jī)動(dòng)車即可安全行駛又能最大限度節(jié)能的最小路面壓力值。當(dāng)車體高速運(yùn)行時(shí)，裝置產(chǎn)生的浮升力較大，可能導(dǎo)致實(shí)際壓力值小于安全壓力閥值，此時(shí)車體漂浮的狀態(tài)過于明顯，車體的操控穩(wěn)定性大大降低，中央處理機(jī)8將根據(jù)預(yù)案調(diào)整翼體1仰角，降低裝置產(chǎn)生的浮升力，使壓力值回歸至安全壓力閥值。
中央處理機(jī)中這些調(diào)整預(yù)案和閥值參數(shù)是在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的車體外形、車輪壓力、行車速度、制動(dòng)狀態(tài)測(cè)試得出的最佳調(diào)整參數(shù)，可以在確保機(jī)動(dòng)車在行駛安全可靠的前提下，獲得最大的節(jié)能效率。所有這些參數(shù)根據(jù)具體車型的不同，在裝置安裝調(diào)試時(shí)被作為調(diào)整預(yù)案預(yù)先存儲(chǔ)在中央處理機(jī)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于包括翼體、支撐架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器組、中央處理機(jī)、執(zhí)行電路和電動(dòng)機(jī)，翼體通過支撐架固定在機(jī)動(dòng)車體上方外表面，中央處理機(jī)通過傳感器組和執(zhí)行電路控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳送給翼體，帶動(dòng)翼體轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的翼體采用高強(qiáng)度復(fù)合材料制作，其上下表面按空氣動(dòng)力學(xué)原理加工，空氣在高速流過翼體時(shí)，下表面的空氣壓力大于上表面的空氣壓力，使翼體產(chǎn)生向上的升力。所述的翼體的兩端有圓柱形轉(zhuǎn)動(dòng)軸，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線于翼體的橫向水平剖面相垂直。在翼體一端的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定有傳動(dòng)齒輪。在電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，翼體可以隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的支撐架為兩只，分別橫向固定在車體的主承載結(jié)構(gòu)上。支撐架的上端露出車體上表面部分有一軸孔，兩只支撐架的軸孔的軸線是重合一致的，該軸線與車體縱向軸線相垂直，軸孔內(nèi)部安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。所述翼體轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩端分別固定在兩個(gè)支撐架軸孔的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承上，并可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的支撐架的外部安裝有空氣整流罩，該空氣整流罩按空氣動(dòng)力學(xué)原理制作，空氣在高速流過罩面時(shí)，其左右罩面產(chǎn)生的空氣壓力應(yīng)完全一致。整流罩水平剖面的縱向軸線與車體縱向軸線平行。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的部分組件與支撐架一起固定在空氣整流罩內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)輸出軸及翼體轉(zhuǎn)動(dòng)軸傳動(dòng)齒輪連接，由齒輪組和渦輪蝸桿組成，傳遞電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，控制翼體的仰角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的中央處理機(jī)內(nèi)保存有各種車輛運(yùn)行狀況下的翼體角度調(diào)整預(yù)案，根據(jù)傳感器組采集到的數(shù)據(jù)信息，調(diào)用相應(yīng)的調(diào)整預(yù)案，通過執(zhí)行電路控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來調(diào)整翼體的仰角以適應(yīng)各種行車狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的傳感器組包括速度傳感器、制動(dòng)狀態(tài)傳感器、車輪壓力傳感器、翼體仰角傳感器組成，采集車輛速度、制動(dòng)狀態(tài)、車輪壓力、翼體角度等數(shù)據(jù)信息送中央處理機(jī)，使中央處理機(jī)根據(jù)這些信息判斷車輛的運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)翼體的仰角進(jìn)行調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的電動(dòng)機(jī)的電源與執(zhí)行電路的輸出口連接，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)齒輪連接，在中央處理機(jī)的控制下為，提供驅(qū)動(dòng)力調(diào)整翼體的仰角。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)動(dòng)車輛的節(jié)能飛翼裝置，其特征在于所述的機(jī)動(dòng)車輛是指以內(nèi)燃機(jī)、熱氣機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電磁動(dòng)力機(jī)械(磁懸浮動(dòng)力)等機(jī)械做為動(dòng)力源的車輛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車駕駛臺(tái)集中顯示及操控系統(tǒng)，包括中央處理機(jī)、顯示屏(或觸摸顯示屏)、數(shù)據(jù)接口擴(kuò)展單元、視頻設(shè)備接口單元、操作按鍵組、環(huán)境亮度傳感器。其特征在于以一個(gè)平面顯示屏(或觸摸顯示屏)取代所有行車儀表和其他車載設(shè)備的顯示系統(tǒng)，在中央處理機(jī)的控制下，將汽車內(nèi)所有的數(shù)據(jù)信息和視頻信息在該顯示屏上進(jìn)行集中顯示，并通過本發(fā)明的操作按鍵組(或觸摸屏與操作按鍵組的組合)對(duì)各車載系統(tǒng)進(jìn)行集中控制。本發(fā)明還提供開放型數(shù)據(jù)接口，方便實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)和功能擴(kuò)充。本發(fā)明打破了汽車顯示與控制的傳統(tǒng)模式，將大大降低汽車生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化操作，可使我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域徹底擺脫國(guó)外的技術(shù)封鎖與產(chǎn)權(quán)訛詐，將極大促進(jìn)我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
文檔編號(hào)B62D37/00GK1850537SQ20061005061
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者關(guān)亮 申請(qǐng)人:關(guān)亮