Способ регулирования аэродинамического стабилизатора автомобиля и устройство для его осуществления

Способ регулирования аэродинамического стабилизатора автомобиля и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам управления регулируемых аэродинамических стабилизаторов, используемых для транспортных средств (в дальнейшем т.с.) с целью усиления тяговых характеристик, уменьшения аэродинамического сопротивления, усиления торможения и стабилизации курсовой устойчивости скоростных т.с. любого типа. Известен способ регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно одной стороной установленной на поверхности кузова или кабины т.с., заключающийся в приложении внешнего усилия к тыльной стороне аэродинамической поверхности для перемещения последней из уложенного на поверхность кузова или кабины нерабочего положения в рабочее положение, при котором указанная поверхность располагается под углом к поверхности, с которой она поворотно связана, и обратно ((RU 2169679, B62D 35/00, опубл. 27.06.2001).

Данное известное решение принято в качестве прототипа для заявленного способа.

Известно устройство регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно нижней стороной установленной на поверхности кузова или кабины т.с., содержащее тягу, одним концом связанную с приводом ее перемещения, а другим концом шарнирно связанную с тыльной стороной аэродинамической поверхности (JP №60163772, B62D 37/02, опубл. 26.08.1985).

Данное известное решение принято в качестве прототипа для заявленного устройства.

Недостаток известных способа и устройства заключается в том, что регулирование имеет прямую зависимость от мощностных характеристик привода, обеспечивающего угловое перемещение аэродинамической поверхности. Как правило, с целью упрощения конструкции этого привода тягу, передающую усилие на аэродинамическую поверхность, располагают в плоскости, перпендикулярной самой аэродинамической поверхности (условно принятой в качестве плоскости). При такой схеме связи тяги с этой поверхностью усилие привода на тяге настолько велико, что небольшое перемещение тяги приводит к полному подъему аэродинамической поверхности. Узкий диапазон регулирования определен исключительно типом конструктивной схемы связи тяги с аэродинамической поверхностью. При таком исполнении выбор точного углового положения аэродинамической поверхности определяется методом нескольких пробных положений, после чего водитель выбирает то, что в большей степени отвечает условиям движения т.с. Только водитель, учитывая весь комплекс факторов, влияющий в данный момент на устойчивость т.с., при сохранении максимально возможной скорости движения т.с., может подобрать такой угол положения стабилизирующих устройств по отношению к горизонтальной плоскости т.с., который создает наилучшую устойчивость и оптимальный прижим колес к дороге при минимальном сопротивлении встречному аэродинамическому потоку. Однако для этого необходимо, чтобы шаг углового изменения поверхности адаптивно соответствовал возможностям водителя корректировать это положение.

Расширение диапазона регулирования (или темпа, или скорости углового подъема аэродинамической поверхности, или времени для перевода этой поверхности из горизонтального положения в развернутое угловое положение) возможно за счет передачи усилия от электродвигателя на тягу через редуктор. Но использование редукторов с такими кинематическими возможностями для высокооборотных электродвигателей приводит к тому, что габариты и масса привода превышают возможности их компоновки в т.с., например в зоне крыши.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по изменению схемы расположения тяги подъема аэродинамической поверхности по отношению к последней при сохранении маломощных компактных характеристик самого привода, что позволит расширить диапазон регулирования углового положения аэродинамической поверхности.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении точности выбора требуемого углового положения аэродинамической поверхности за счет адаптивного восприятия водителем поведения т.с. во время движения в соответствии с положением аэродинамической поверхности на этом т.с.

Указанный технический результат для способа достигается тем, что в способе регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно одной стороной установленной на поверхности кузова или кабины т.с., заключающемся в приложении внешнего усилия к тыльной стороне аэродинамической поверхности для перемещения последней из уложенного на поверхность кузова или кабины нерабочего положения в рабочее положение, при котором указанная поверхность располагается под углом к поверхности, с которой она поворотно связана, и обратно, внешнее усилие к тыльной стороне аэродинамической поверхности прикладывают под углом к последней из точки, расположенной на поверхности кузова или кабины т.с. на расстоянии от аэродинамической поверхности со стороны одного бокового края этой поверхности, в направлении точки, расположенной на тыльной стороне отражательной поверхности у противоположного бокового края или между верхним и нижним краями этой поверхности со стороны противоположного бокового края, при этом приложение внешнего усилия осуществляют с одновременным перемещением точки приложения этого усилия на тыльной стороне аэродинамической поверхности по траектории от нижнего края со стороны противоположного бокового края, или противоположного края, или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю аэродинамической поверхности.

Указанный технический результат для устройства достигается тем, что в устройстве регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно нижней стороной установленной на поверхности кузова или кабины т.с., содержащем тягу, одним концом связанную с приводом ее перемещения, а другим концом шарнирно связанную с тыльной стороной аэродинамической поверхности, отличающееся тем, что тяга выполнена в виде двуплечего рычага, точка опоры которого размещена на поверхности кузова или кабины т.с. на расстоянии от одного бокового края аэродинамической поверхности с тыльной ее стороны, плечо двуплечего рычага, шарнирно связанное с аэродинамической поверхностью, расположено под углом к тыльной аэродинамической поверхности в направлении к противоположному боковому краю аэродинамической поверхности, а шарнир на этом плече двуплечего рычага размещен с возможностью перемещения в направляющих на тыльной стороне аэродинамической поверхности в направлении от нижнего края со стороны противоположного бокового края, или противоположного края, или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю аэродинамической поверхности.

Указанные признаки для каждого из объектов являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения приведенными совокупностями признаков требуемого технического результата.

На фиг.1 - кинематическая схема устройства регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., вид с тыльной стороны аэродинамического стабилизатора;

фиг.2 - показана демонстрация изменения углового положения аэродинамического стабилизатора, вид с наружной стороны аэродинамического стабилизатора.

Согласно настоящему изобретению способ регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно одной стороной установленной на поверхности кузова или кабины т.с., заключается в приложении внешнего усилия к тыльной стороне аэродинамической поверхности для перемещения последней из уложенного на поверхность кузова или кабины нерабочего положения в рабочее положение, при котором указанная поверхность располагается под углом к поверхности, с которой она поворотно связана, и обратно. Под понятием уложенной на поверхность кузова или крыши кабины аэродинамической поверхности понимается такое положение, горизонтальное или близкое к горизонтальному, при котором данная поверхность не оказывает существенного влияния на обтекающий т.с. воздушный поток.

Внешнее усилие к тыльной стороне аэродинамической поверхности прикладывают под углом к последней из точки, расположенной на поверхности кузова или кабины т.с. на расстоянии от аэродинамической поверхности со стороны одного бокового края этой поверхности, в направлении точки, расположенной на тыльной стороне аэродинамической поверхности у противоположного бокового края или между верхним и нижним краями этой поверхности со стороны противоположного бокового края.

Приложение внешнего усилия осуществляют с одновременным перемещением точки приложения этого усилия на тыльной стороне аэродинамической поверхности по траектории от нижнего края со стороны противоположного бокового края, или противоположного края, или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю аэродинамической поверхности.

Иначе говоря, приложение внешнего усилия к тыльной стороне аэродинамической поверхности всегда находится в плоскости, расположенной под углом, отличным от 90°, к условной плоскости самой аэродинамической поверхности в направлении от одного бокового края к другому. А перемещение внешнего усилия осуществляют по траектории, которая расположена в направлении от одного бокового края аэродинамической поверхности к другому, этой же поверхности, у которого на расстоянии от этой поверхности организована точка опоры реактивного момента прилагаемого внешнего усилия.

При таком исполнении увеличивается путь перемещения усилия, приложенного к аэродинамической поверхности. В результате этого темп или скорость подъема аэродинамической поверхности для водителя становится адекватной скорости оценки влияния конкретного угла подъема этой поверхности в реальном отрезке времени при движении т.с.

Настоящий способ может быть реализован следующим устройством регулирования аэродинамического стабилизатора т.с., выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно нижней стороной установленной на поверхности кузова или кабины т.с., содержащим тягу, одним концом связанную с приводом ее перемещения, а другим концом шарнирно связанную с тыльной стороной аэродинамической поверхности. Тяга выполнена в виде двуплечего рычага, точка опоры которого размещена на поверхности кузова или кабины т.с. на расстоянии от одного бокового края аэродинамической поверхности с тыльной ее стороны, плечо двуплечего рычага, шарнирно связанное с аэродинамической поверхностью, расположено под углом к тыльной аэродинамической поверхности в направлении к противоположному боковому краю аэродинамической поверхности, а шарнир на этом плече двуплечего рычага размещен с возможностью перемещения в направляющих на тыльной стороне аэродинамической поверхности в направлении от нижнего края со стороны противоположного бокового края или противоположного края или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю аэродинамической поверхности.

Ниже представляется пример конкретного исполнения этого устройства (фиг.1, 2).

Стабилизаторы представляют из себя плоскостную или изогнутую аэродинамическую поверхность 1. Аэродинамический поток встречного воздуха, наталкиваясь при движении т.с. на стабилизатор "прижимает" т.с. к дороге. При этом, если стабилизатор установлен в задней части т.с., к дороге больше прижимаются задние колеса, а если в передней - передние. В рамках настоящего изобретения рассматривается стабилизатор, установленный на крыше, вблизи от стыка с лобовым стеклом, слева относительно условной срединной продольной вертикальной плоскости т.с.

Стабилизатор поворотно крепится к кузову т.с. в верхней его части шарнирно своим нижним краем 2 и может изменять угол наклона по отношению к горизонтальной плоскости (условно крыша кузова или кабины) от 0° до 90° за счет управления углом наклона аэродинамической поверхности водителем в процессе движения т.с. вокруг оси, проходящей через шарниры 3 прикрепления аэродинамической поверхности к поверхности 4 кузова или кабины. Изменение угла наклона плоскости стабилизатора по отношению к горизонтальной плоскости т.с. осуществляется системой управления стабилизатором, состоящей из двуплечего рычага 5, шарнирно с возможностью качания закрепленного на кузове или крыше т.с. Одно плечо 6 этого рычага связано с тянущим приводом 7 (условно показан в виде возвратно-перемещающейся тяги), а другое плечо 8 рычага размещено с возможностью перемещения в направляющих 9 на тыльной стороне аэродинамической поверхности в направлении от нижнего края со стороны противоположного бокового края 10, или противоположного бокового края, или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю 11 аэродинамической поверхности 1.

Точка опоры 12 двуплечего рычага 5 размещена на поверхности кузова или кабины т.с. на расстоянии от одного бокового края 13 аэродинамической поверхности с тыльной ее стороны, плечо 8 двуплечего рычага, шарнирно связанное с аэродинамической поверхностью 1, расположено под углом к тыльной аэродинамической поверхности в направлении к противоположному боковому краю аэродинамической поверхности.

Изменение водителем угла наклона аэродинамического стабилизатора по отношению к горизонтальной плоскости т.с. на различных участках дороги в зависимости от характера движения т.с. (набор скорости, торможение, движение на максимальной скорости, преодоление поворота) с учетом дополнительных факторов (состояние покрытия дороги, вес т.с., распределение веса по осям, тип и рисунок протектора, покрышек т.п.) повышает среднюю скорость движения т.с. по сравнению с т.с., оборудованным аэродинамическим стабилизатором, не имеющим возможности регулировать свой угол наклона во время движения. Так при угловом положении двуплечего рычага по отношению к плоскости аэродинамической поверхности в точке связи рычага с аэродинамической поверхностью происходит расклад силы, одна из составляющих которой направлена на подъем аэродинамической поверхности. Так как подъем осуществляется в направляющих, которые имеют достаточную длину, то градиент угла подъема становится малым. Таким образом, существенно расширяется диапазон контролируемого регулирования подъема аэродинамической поверхности, позволяющей по мере подъема поверхности оценивать ее влияние на поведение т.с. во время движения. Кроме того, смещенное положение двуплечего рычага позволяет монтировать привод подъема аэродинамической поверхности в боковых зонах кузова т.с., например в зоне стоек, что невозможно в известных решениях, а также при прохождении поворота, усилить прижим т.с. на соответствующий бок, в связи с тем что, результирующая сила будет направлена за пределы т.с., в сторону поворота.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при изготовлении скоростных или спортивных т.с. Изобретение промышленно применимо, так как может быть реализовано с использованием известных технологий, применяемых при изготовлении нерегулируемых аэродинамических стабилизаторов.

1. Способ регулирования аэродинамического стабилизатора транспортного средства, выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно одной стороной установленной на поверхности кузова или кабины транспортного средства, заключающийся в приложении внешнего усилия к тыльной стороне аэродинамической поверхности для перемещения последней из уложенного на поверхность кузова или кабины нерабочего положения в рабочее положение, при котором указанная поверхность располагается под углом к поверхности, с которой она поворотно связана, и обратно, отличающийся тем, что внешнее усилие к тыльной стороне аэродинамической поверхности прикладывают под углом к последней из точки, расположенной на поверхности кузова или кабины транспортного средства на расстоянии от аэродинамической поверхности со стороны одного бокового края этой поверхности, в направлении точки, расположенной на тыльной стороне аэродинамической поверхности у противоположного бокового края или между верхним и нижним краями этой поверхности со стороны противоположного бокового края, при этом приложение внешнего усилия осуществляют с одновременным перемещением точки приложения этого усилия на тыльной стороне аэродинамической поверхности по траектории от нижнего края со стороны противоположного бокового края или противоположного края или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю аэродинамической поверхности.

2. Устройство регулирования аэродинамического стабилизатора транспортного средства, выполненного в виде аэродинамической поверхности, поворотно нижней стороной установленной на поверхности кузова или кабины транспортного средства, содержащее тягу, одним концом связанную с приводом ее перемещения, а другим концом шарнирно связанную с тыльной стороной аэродинамической поверхности, отличающееся тем, что тяга выполнена в виде двуплечего рычага, точка опоры которого размещена на поверхности кузова или кабины транспортного средства на расстоянии от одного бокового края аэродинамической поверхности с тыльной ее стороны, плечо двуплечего рычага, шарнирно связанное с аэродинамической поверхностью, расположено под углом к тыльной аэродинамической поверхности в направлении к противоположному боковому краю аэродинамической поверхности, а шарнир на этом плече двуплечего рычага размещен с возможностью перемещения в направляющих на тыльной стороне аэродинамической поверхности в направлении от нижнего края со стороны противоположного бокового края или противоположного края или зоны нижнего угла у этого края в направлении к верхнему краю аэродинамической поверхности.