一種合成射流汽車減阻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車減阻設備技術領域，特別涉及一種合成射流汽車減阻裝置。
【背景技術】
[0002]汽車在行駛時，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)動機、室內(nèi)通風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。空氣阻力包括有壓差阻力(又稱形狀阻力)，誘導阻力，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?？諝庾枇εc汽車行駛速度成正比，當汽車高速行駛時，空氣阻力的數(shù)值將顯著增加。汽車要運動就必須克服空氣阻力，當阻力增加時，汽車的驅動力也必須跟著增加，也就會增加汽車功耗和油耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠減小汽車空氣阻力進而降低油耗的合成射流汽車減阻裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種合成射流汽車減阻裝置，包括設于車頭前端的第一壓力傳感器，設于車尾后端的第二壓力傳感器，以及設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隔膜與合成射流噴口構成的合成射流腔體、設于壓電振動隔膜外側的壓電驅動器，所述壓電驅動器連接有驅動控制器，所述第一壓力傳感器通過信號處理裝置與所述驅動控制器的輸入電路相連接，所述第二壓力傳感器通過所述信號處理裝置與所述驅動控制器的反饋電路相連接，所述驅動控制器通過接收所述第一壓力傳感器和/或所述第二壓力傳感器檢測的信號來控制所述壓電驅動器驅動所述壓電振動隔膜振動產(chǎn)生合成射流。
[0005]所述驅動控制器采用壓電陶瓷驅動控制器，所述壓電陶瓷驅動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有車頭前端中心，所述第二壓力傳感器設于車尾后端中心。
[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，首先由安裝于車頭前端的第一壓力傳感器測量汽車行駛時氣流相對于汽車行駛時的風速，測得的風速由信號處理裝置收集，并由信號處理裝置將風速信號作為控制參數(shù)傳遞到驅動控制器，驅動控制器根據(jù)實時風速輸出信號給壓電驅動器，控制壓電驅動器驅動壓電振動隔膜振動產(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)控制過程為:當?shù)谝粔毫鞲衅鳈z測的數(shù)值大于第一數(shù)值時，驅動控制器控制壓電驅動器驅動壓電振動隔膜產(chǎn)生合成射流，分離車身表面的氣流;第二壓力傳感器檢測的數(shù)值小于等于第二數(shù)值時，驅動控制器控制壓電驅動器停止工作，也就停止產(chǎn)生合成射流;第二壓力傳感器檢測的數(shù)值大于第二數(shù)值時，驅動控制器控制壓電驅動器驅動壓電振動隔膜產(chǎn)生更強的合成射流，以分離更強的氣流，達到減小阻力的作用。其中第一數(shù)值和第二數(shù)值的設定可通過驅動控制器設定。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比優(yōu)點是:1、合成射流增強和放大了分離區(qū)域的渦結構，這種渦結構帶有高動量，注入分離區(qū)可促使分離區(qū)氣流較早再附。2、對于層流來說，合成射流噴射裝置工作于高頻下可促使邊界層提前轉捩，由于湍流邊界層較難發(fā)生分離，所以提前向湍流轉捩可以延遲分離。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)明在車尾后端設置第二壓力傳感器是因為尾部流場較為復雜，流場實時變化，通過第二壓力傳感器能夠測得經(jīng)合成射流改變后流場的速度，并通過信號處理裝置傳遞到驅動控制器的反饋電路，根據(jù)驅動控制器內(nèi)設定的參數(shù)判斷此時流場速度大小，從而進一步對壓電驅動器驅動壓電振動隔膜的振動進行控制，實現(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減阻的方式較小空氣阻力對汽車行駛的影響，進而降低了汽車油耗。而且本發(fā)明通過驅動控制器控制整個減阻裝置，實現(xiàn)對流場進行精準測量與控制，進一步地該減阻裝置采用了閉環(huán)控制的方式能夠實現(xiàn)對流場的實時控制。而且本裝置僅采用了兩個壓力傳感器、合成射流噴射裝置即可實現(xiàn)分流空氣阻力的作用，體積小巧，易于安裝，且成本較低，能夠廣泛應用于運輸工具領域。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0014]圖1是本發(fā)明安裝在汽車上的結構示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明安裝于汽車的側視圖；
[0016]圖3是本發(fā)明連接關系結構示意圖。
【具體實施方式】
[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，包括設于車頭9前端的第一壓力傳感器1，設于車尾10后端的第二壓力傳感器2，以及設于車尾玻璃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隔膜4與合成射流噴口 3構成的合成射流腔體6、設于壓電振動隔膜4外側的壓電驅動器5，壓電驅動器5連接有驅動控制器7，第一壓力傳感器1通過信號處理裝置8與驅動控制器7的輸入電路相連接，第二壓力傳感器2通過信號處理裝置8與驅動控制器7的反饋電路相連接，驅動控制器7通過接收第一壓力傳感器1和/或第二壓力傳感器2檢測的信號來控制壓電驅動器5驅動壓電振動隔膜4振動產(chǎn)生合成射流。
[0018]在上述實施方式中，驅動控制器5采用現(xiàn)有的壓電陶瓷驅動控制器，壓電陶瓷驅動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)進行分析、處理，并根據(jù)分析結果控制壓電驅動器5驅動壓電振動隔膜4振動產(chǎn)生不同強度的合成射流，使汽車阻力降到最低，達到良好的行駛狀態(tài)，減少油耗。
[0019]在上述實施方式中，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]在上述實施方式中，為了使檢測到的數(shù)據(jù)更精準，將第一壓力傳感器1設于車頭前端中心，第二壓力傳感器2設于車尾后端中心，設于中心位置能夠更精確的檢測到空氣相對于汽車的流速，提高控制精確程度。
[0021]為了使合成射流對空氣分流作用更明顯，減阻效果更好，本實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，首先由安裝于車頭前端的第一壓力傳感器測量汽車行駛時氣流相對于汽車行駛時的風速，測得的風速由信號處理裝置收集，并由信號處理裝置將風速信號作為控制參數(shù)傳遞到驅動控制器，驅動控制器根據(jù)實時風速輸出信號給壓電驅動器，控制壓電驅動器驅動壓電振動隔膜振動產(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]上述實施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領域專業(yè)技術人員實現(xiàn)或使用，對上述實施方式進行修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實施方式，任何符合本權利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點的方法、工藝、產(chǎn)品，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，包括設于車頭前端的第一壓力傳感器，設于車尾后端的第二壓力傳感器，以及設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隔膜與合成射流噴口構成的合成射流腔體、設于壓電振動隔膜外側的壓電驅動器，所述壓電驅動器連接有驅動控制器，所述第一壓力傳感器通過信號處理裝置與所述驅動控制器的輸入電路相連接，所述第二壓力傳感器通過所述信號處理裝置與所述驅動控制器的反饋電路相連接，所述驅動控制器通過接收所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器檢測的信號來控制所述壓電驅動器驅動所述壓電振動隔膜振動產(chǎn)生合成射流。2.根據(jù)權利要求1所述的一種合成射流汽車減阻裝置，其特征在于，所述驅動控制器采用壓電陶瓷驅動控制器，所述壓電陶瓷驅動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有車頭前端中心，所述第二壓力傳感器設于車尾后端中心。5.根據(jù)權利要求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，包括設于車頭前端的第一壓力傳感器，設于車尾后端的第二壓力傳感器，以及設于擋風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隔膜與合成射流噴口構成的合成射流腔體、設于壓電振動隔膜外側的壓電驅動器，壓電驅動器連接有驅動控制器，第一壓力傳感器通過信號處理裝置與驅動控制器的輸入電路相連接，第二壓力傳感器通過信號處理裝置與驅動控制器的反饋電路相連接，驅動控制器通過接收第一壓力傳感器和/或第二壓力傳感器檢測的信號來控制壓電驅動器驅動壓電振動隔膜振動產(chǎn)生合成射流。本發(fā)明主動減阻的方式較小空氣阻力對汽車行駛的影響，進而降低了汽車油耗。
【IPC分類】B62D37/02
【公開號】CN105416418
【申請?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
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月9日