[发明专利]用于车辆的空气动力学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改进车辆的空气动力学特性的装置。特别地，本发明涉及一种改进了具有箱形形状的车辆或挂车的后端处的特性的装置。

背景技术

近年来，总的来说，对于改进车辆的空气动力学特性方面的兴趣日益增加。其主要原因是燃料成本增加，对车辆空气动力学特性的改进因此可降低燃料消耗并因此可降低燃料成本。特别地，运输和载重业务类的专业公司感受到了保持低燃料成本的迫切性，这也是载重车辆的制造商们为何希望提供具有低燃料消耗的车辆的原因。许多载重车辆都具有箱形形状，从而其货箱或挂车是大致箱形的。这种形状有一定的好处，特别地，这是适合于在货箱内设法装载尽可能多货物的形状。然而，货箱的后端将因此包括呈直角的角部并具有不适合于空气动力学的形状。为了改进空气动力学特性并实现风阻的降低，已经对挂车或货箱的后端进行了修改。在现有技术中，众所周知的是：使用永久安装的、用于改进车辆空气动力学特性的刚性结构，例如风板或类似装置。然而，这样的结构通常不便用于卡车或挂车，因为它们将可能挡住从货箱门到货箱的路径。因此，这种结构将最可能需要是易拆卸或易安装的，从而它们不会干涉通过货箱门到货箱的通路，例如通过仅安装在货箱门上。然而，这些种类的结构可能会使挂车/卡车增加一些长度，而在许多国家中，对卡车的长度存在一定限制，从而所增加的风板可能导致车辆过长或者导致货箱本身必须变小(即变短)。在US 4,142,755中公开了一种结构，其目的是成流线型地形成挂车或卡车的后部。此结构由刚性杆或刚性护罩形成，该刚性杆对形成该结构的表面的柔性材料进行支撑。为了克服上述问题，已提出了使用易于在展开位置和存放位置之间切换的装置。例如，在US 5,823,610中公开了这种变型，其中描述到：卡车或挂车的后端设置有可膨胀的囊状物，通过使该囊状物在滚动柱体上卷起或展开，该囊状物的位置可在展开位置和存放位置之间变化。当囊状物处于其展开位置时，该囊状物可膨胀，从而挂车的后端形成更有利的空气动力学形状。在US 5,375,903中公开了可膨胀的空气囊状物的又一个例子，其中该空气囊状物在搁置状态时处于收缩状况下，且通过由于车辆移动而引起的动压力而膨胀。该空气囊状物还包括扰流器元件，该扰流器元件在空气囊状物膨胀时移动到展开位置，在此展开位置，该扰流器元件相对于车辆成角度地延伸。US 6,409,252也描述了一种可膨胀的设备，其用于改进挂车后端处的空气动力学特性。此设备可以使用与US 5,375,903中描述的膨胀装置类似的膨胀装置。US 6,409,252中的结构设置有水平延伸(以稳定侧表面并使之平坦)和竖直延伸(以使上表面和下表面平坦)的内部索。在US 4,688,841中描述了一种用于降低车辆上的空气阻力的装置，该装置利用织物封闭件的外表面和内表面之间的压力差而自行膨胀。

因此，已知了多种用于改进挂车或卡车后端处的空气动力学特性的可膨胀结构。这些结构的好处是具有柔性且可在展开的膨胀状态和松弛的非膨胀状态之间改变，在所述膨胀状态中，希望能降低风阻，而在所述非膨胀状态中，其结构大致是扁平的。然而，如果这样的结构(即可膨胀结构)未制成气密的或在该结构内存在孔洞，则该结构将塌缩。此外，还需要某些种类的充气机构来将空气填充到该结构内。因此，希望提供一种不具有上述缺陷的柔性结构。

发明内容

本发明涉及一种用于降低车辆或挂车的风阻的空气动力学装置。该空气动力学装置用于在车辆或挂车的后端处或后端附近安装到车辆结构。本发明尤其适合于具有箱形形状的车辆(例如普通的货运卡车、大客车或挂车)，所述车辆具有相对于侧壁、车顶和地板大致成直角的后端壁。该空气动力学装置包括柔性片状材料。该片状材料优选是可塌缩和非自支撑的，从而，该片状材料可布置到车辆或挂车上使得该片状材料在其处于搁置位置(resting position)时沿着所述车辆结构悬垂。该柔性片状材料还布置成使得其在展开时延伸超过所述车辆或挂车的后端。该柔性片状材料具有内侧或内部以及外侧或外部。该内侧是在所述柔性片材处于搁置状态时面向所述车辆结构并在所述柔性片材展开时面向车辆纵向中心线的侧。该外侧是在所述柔性片材结构处于其搁置位置时背对着所述车辆结构并在所述柔性片材展开时背对着车辆纵向中心线的侧。所述柔性材料附接到车辆结构使得该柔性材料由于柯恩达效应(coanda effect)而展开。