устройство уменьшения аэродинамического лобового сопротивления при движении автомобиля

Формула изобретения

Устройство уменьшения аэродинамического лобового сопротивления при движении автомобиля, состоящее из лобового стекла автомобиля, кабины, колес автомобиля, кронштейнов, отличающееся тем, что на площади лобового сопротивления расположены сквозные отверстия отсоса воздуха, соединенные с емкостью; блок эжекторов последовательно подсоединен между выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания (д.в.с.) и глушителем шума; блок эжекторов соединен основным трубопроводом с емкостью, а через параллельно подсоединенные к нему трубопроводы с термоклапанами с емкостями, в которых расположены радиатор системы охлаждения д.в.с., радиатор системы смазки д.в.с., а также трубопровод, соединенный с устройством для включения вентиляции салона автомобиля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к автомобилестроению.

Известно устройство (Гухо В.Г. Аэродинамика автомобиля. - М: Машиностроение, 1987. Стр.275-276, рис.8.20 и рис.8.22), содержащее кронштейны, накладные элементы (щиты), расположенные на крыше кабины водителя в автомобиле-тягаче имеющие различную форму для обтекания воздушного потока.

Недостаток - накладные элементы (щиты), изменяя поток движения воздуха, сами оказывают аэродинамическое сопротивление движению автомобиля.

Наиболее близким аналогом является устройство (Гухо В.Г. Аэродинамика автомобиля. - М: Машиностроение, 1987. Стр.254 рис.7.25, рис.258, рис.7.30, рис.7.29; стр.259 рис.7.31, рис.7.32; стр.265, рис.8.6, рис.8.7), содержащее площадь лобового сопротивления автомобиля (рис.8.6.), отверстия для забора воздуха (рис.7.25) с целью охлаждения тягового двигателя, отверстия для отсоса (рис.7.35, рис.7.32, рис.7.30), колеса и кузов автомобиля.

Недостаток - отсос воздушного потока воздуха, охлаждающего агрегаты и узлы автомобиля, осуществляется вентиляторами (рис.7.30, рис.7.31, рис.7.32), работающими от дополнительного двигателя (стр.258).

Цель изобретения - уменьшение энергозатрат на отсос потока воздуха, оказывающего аэродинамическое сопротивление движению автомобиля.

Техническое решение достигается за счет:

- применения эжектора отработавших газов д.в.с.

- использования на площади лобового сопротивления отверстий для отсоса воздуха.

Указанный технический результат достигается за счет того, что на площади лобового сопротивления расположены сквозные отверстия отсоса воздуха, соединенные с емкостью; блок эжекторов последовательно подсоединен между выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания (д.в.с.) и глушителем шума; блок эжекторов соединен основным трубопроводом с емкостью, а через параллельно подсоединенные к нему трубопроводы с термоклапанами с емкостями, в которых расположены радиатор системы охлаждения д.в.с., радиатор системы смазки д.в.с., а также трубопроводом, соединенным с устройством для включения вентиляции салона автомобиля.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - схема устройства блока эжекторов, фиг.2 - схема подключения устройства к выпускному трубопроводу тягового двигателя автомобиля, фиг.3 - схема устройства термоклапанов, фиг.4 - схема включения вентиляции салона автобуса, фиг.5 - схема воздействия на автомобиль воздуха в процессе движения.

Устройство состоит из блока 1 эжекторов для отсоса воздуха, увеличивающего коэффициент аэродинамического сопротивления при движении автомобиля с работающим тяговым двигателем внутреннего сгорания (д.в.с.) 16, эжекторных секций 2, 3, 4, 5 для увеличения или уменьшения разрежения при отсосе воздуха, эжекторов 6, 7, 8, 9; зазоров 10, 11, 12 между эжекторами; створчатых клапанов 13, 14, 15 для автоматического регулирования разрежения в блоке эжекторов, глушителя 17 шума, трубы 18 глушителя; трубопровода 19, выпускной трубопровод 20 для отвода отработавших газов из цилиндров д.в.с. 16; указатель 21 направления движения создаваемого разрежения, указатель 22 направления движения автомобиля 23, отверстия 24 для отсоса воздуха 25, щит (накладной элемент) 26 для изменения направления воздуха при движении автомобиля, емкость 27 для воздуха, отсасываемого через отверстия 24; основного трубопровода 28, трубопроводов 29, 30, 31; радиатора 32 системы охлаждения, радиатора 33 системы смазки, салона 34 автомобиля, ветровое стекло 41 автомобиля 23, термоклапанов 35 и 36, устройства 37 для включения вентиляции, положения 38, положения 39 рычажка устройства 37; цезерина 40, изменяющего объем при нагреве (Михайловский Е.В. и др. Устройство автомобиля. - М.: Машиностроение. 1981. Стр.73, рис.48), ветрового (лобового) стекла 41 автомобиля 23, площадь лобового сопротивления 42 автомобиля 23.

Работа устройства. Автомобиль 23 движется с работающим тепловым двигателем (д.в.с.) 16. Отработавшие газы из выпускного трубопровода 20 поступают по трубопроводу в блок 1 эжекторов, а именно в эжекторную секцию 2, где расположен эжектор 6 с наименьшим диаметром сопла. Согласно закона Бернули отработавшие газы, двигаясь под избыточным давлением и с большей скоростью, пройдя через эжектор 6 в момент преодоления зазора 10, засасывают из секции 3 воздух 25, создавая разрежение в трубопроводе 28. Пройдя эжектор 6 и получив дополнительное ускорение, струя отработавших газов проходит через эжектор 7, на выходе преодолевая зазор 11, засасывает воздух 25 из секции 4. Получив дополнительное ускорение, отработавшие газы проходят эжектор 8, преодолевают зазор 12, засасывают воздух 25 из секции 5. Далее смесь отработавших газов и воздуха 25 под избыточным давлением и увеличенной скоростью движения поступает в глушитель 17 шума, а затем в трубу 18 глушителя и в окружающую среду.

В блоке 1 эжекторов образуется разрежение, из-за чего воздух 25, пройдя через отверстия 24, отсасывается из емкости 27 и, следуя по указателю 21, поступает в зону нахождения створчатых клапанов 13, 14 и 15, а оттуда в эжекторные секции 2, 3, 4 и 5.

Однако отсос воздуха 25 через отверстия 24 приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления движения автомобиля 23, причем вне зависимости от площади лобового сопротивления. Чем больше разрежение создается в блоке 1 эжекторов, тем меньше аэродинамическое сопротивление движению автомобиля 23. При открытии термоклапанов 35 и 36, включении вентиляции салона 34 воздух 25 вначале проходит через отверстия отсоса 24 и охлаждает наружную поверхность радиаторов 32, 33 или вентилирует салон 34 автомобиля 23, а затем только смешивается с отработавшими газами в блоке 1 эжекторов поступает в глушитель 17 и трубу 18 глушителя. Причем это не нарушает процесс уменьшения аэродинамического сопротивления движения автомобиля 23.

Подбирая блок 1 эжекторов требуемой мощности, по разрежению достигают различную величину аэродинамического сопротивления, в том числе и полного его исключения при движении автомобиля 23.

Если в эксплуатации автомобиля 23 отверстия 24 отсоса воздуха 25 будут засорены (т.е. не пропускают воздух 25), разрежение в блоке 1 эжекторов не повысится. Створчатые клапаны 13, 14 и 15 автоматически начнут поочередно закрываться. Причем начиная из секции 5, где находится эжектор 9, имеющий наибольший диаметр сопла и в котором давление меньшее, в сравнении с давлением в эжекторах 8, 7, 6.

При прекращении работы д.в.с. 16 устройство не работоспособно.