[发明专利]一种合成射流汽车减阻装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车减阻设备技术领域，特别涉及一种合成射流汽车减阻装置。

背景技术

汽车在行驶时，需要挤开周围的空气，汽车前面受气流压力并且形成真空，产生压力差。此外，各层空气之间以及空气与汽车表面还存在摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成了空气阻力。空气阻力包括有压差阻力(又称形状阻力)，诱导阻力，表面阻力(又称摩擦阻力)，内部阻力(又称内循环阻力)以及干扰阻力组成。空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关。空气阻力与汽车行驶速度成正比，当汽车高速行驶时，空气阻力的数值将显著增加。汽车要运动就必须克服空气阻力，当阻力增加时，汽车的驱动力也必须跟着增加，也就会增加汽车功耗和油耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够减小汽车空气阻力进而降低油耗的合成射流汽车减阻装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种合成射流汽车减阻装置，包括设于车头前端的第一压力传感器，设于车尾后端的第二压力传感器，以及设于车尾玻璃顶部的合成射流喷射装置，所述合成射流喷射装置包括由压电振动隔膜与合成射流喷口构成的合成射流腔体、设于压电振动隔膜外侧的压电驱动器，所述压电驱动器连接有驱动控制器，所述第一压力传感器通过信号处理装置与所述驱动控制器的输入电路相连接，所述第二压力传感器通过所述信号处理装置与所述驱动控制器的反馈电路相连接，所述驱动控制器通过接收所述第一压力传感器和/或所述第二压力传感器检测的信号来控制所述压电驱动器驱动所述压电振动隔膜振动产生合成射流。

所述驱动控制器采用压电陶瓷驱动控制器，所述压电陶瓷驱动控制器还包括直流升压电路、交流逆变电路、滤波电路。

所述合成射流喷射装置还包括供电电源，所述供电电源的电压为12V。

所述第一压力传感器设有车头前端中心，所述第二压力传感器设于车尾后端中心。

所述合成射流喷口开口方向向上。

本发明的工作原理是：汽车行驶时，首先由安装于车头前端的第一压力传感器测量汽车行驶时气流相对于汽车行驶时的风速，测得的风速由信号处理装置收集，并由信号处理装置将风速信号作为控制参数传递到驱动控制器，驱动控制器根据实时风速输出信号给压电驱动器，控制压电驱动器驱动压电振动隔膜振动产生射流；使射流从合成射流喷口喷出，分离车身表面的气流。

本发明的闭环控制过程为：当第一压力传感器检测的数值大于第一数值时，驱动控制器控制压电驱动器驱动压电振动隔膜产生合成射流，分离车身表面的气流；第二压力传感器检测的数值小于等于第二数值时，驱动控制器控制压电驱动器停止工作，也就停止产生合成射流；第二压力传感器检测的数值大于第二数值时，驱动控制器控制压电驱动器驱动压电振动隔膜产生更强的合成射流，以分离更强的气流，达到减小阻力的作用。其中第一数值和第二数值的设定可通过驱动控制器设定。

本发明与现有技术相比优点是：1、合成射流增强和放大了分离区域的涡结构，这种涡结构带有高动量，注入分离区可促使分离区气流较早再附。2、对于层流来说，合成射流喷射装置工作于高频下可促使边界层提前转捩，由于湍流边界层较难发生分离，所以提前向湍流转捩可以延迟分离。3、合成射流在合成射流喷口附近起到“任意等效气动外形”的作用，从而影响和控制分离。4、本发明在车尾后端设置第二压力传感器是因为尾部流场较为复杂，流场实时变化，通过第二压力传感器能够测得经合成射流改变后流场的速度，并通过信号处理装置传递到驱动控制器的反馈电路，根据驱动控制器内设定的参数判断此时流场速度大小，从而进一步对压电驱动器驱动压电振动隔膜的振动进行控制，实现闭环控制。

综上，本发明提供的合成射流汽车减阻装置是主动减阻的方式较小空气阻力对汽车行驶的影响，进而降低了汽车油耗。而且本发明通过驱动控制器控制整个减阻装置，实现对流场进行精准测量与控制，进一步地该减阻装置采用了闭环控制的方式能够实现对流场的实时控制。而且本装置仅采用了两个压力传感器、合成射流喷射装置即可实现分流空气阻力的作用，体积小巧，易于安装，且成本较低，能够广泛应用于运输工具领域。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明安装在汽车上的结构示意图；

图2是本发明安装于汽车的侧视图；

图3是本发明连接关系结构示意图。

具体实施方式