[发明专利]一种FSAE赛车曲面出气口扩散器

说明书

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种FSAE赛车曲面出气口扩散器。

背景技术

近年来，大学生方程式汽车大赛(FSAE赛车)以其开放、设计原创在世界范围内迅速得到发展。随着比赛水平的不断提高，赛车发动机、底盘技术日益走向成熟，赛车设计者们从优异的空气动力学技术上寻求更高的突破。空气动力学特性对FSAE赛车各方面性能有重要的影响。其中，气动阻力系数和负升力系数是衡量赛车空气动力学特性的两个关键参数。气动阻力系数保证赛车具有高速行驶性能，负升力系数衡量赛车能够形成何种程度的下压力。据统计，赛车大约80％的附着力是由下压力产生，剩余20％由轮胎提供。足够的下压力可以提高FSAE赛车的抓地力，缩短制动距离，提高过弯速度，增加赛车在高速行驶过程中的稳定性。而扩散器正是产生下压力的主要结构。扩散器位于FSAE赛车的尾端，是车尾最低的气动部件。未安装扩散器的FSAE赛车，当赛车车速增加时，整车的附着力就会减小，导致后轮抓地力不足，发生侧滑；在高速入弯时会产生赛车侧滑，难以操控的现象。最终，不仅影响比赛成绩，而且对车手以及赛车造成很大的安全隐患。

现在绝大多数车队均采用平曲面出气口扩散器，这种扩散器由于曲面曲率变化小，难以有效地利用扩散器尾部与底盘之间的一部分间隙，因此产生的下压力小，轮胎的附着力差，转弯性能差。因此，我们迫切需要新的扩散器，以产生足够大的下压力，提高轮胎的抓地力，提高转弯速度和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种FSAE赛车曲面出气口扩散器，该扩散器最大化增加FSAE赛车的下压力，使赛车获得较好的地面附着力，改善赛车的空气动力学性能和操纵稳定性。

本发明所采用的技术方案是：一种FSAE赛车曲面出气口扩散器，包括依次连接的导流体、进气部、中央通道、过渡板、出气部，

所述导流体为三角楔结构，其前端高度高于其后端高度，其前端宽度小于其后端宽度，其两侧为内凹的导流曲面，空气经导流曲面进入进气部；

所述进气部为曲面板，其前端宽度大于其后端宽度，其前端与水平面的夹角比其后端与水平面的夹角小；进气部的前端宽度大于导流体的后端宽度；进气部采用曲面进气，改善进气质量，提高进气效率；

所述中央通道为4个平板组成的框体，中央通道的作用在于使气流平稳地进入过渡板进行过度；

所述过渡板为倾斜设置的平滑曲面板，其前端倾角与中央通道尾部倾角一致，其后端倾角与出气部的进气口倾角一致；过渡板的中间倾角平滑地变化，不能出现斜率急剧变化的地方；采用这种结构的过渡板不仅可以很好的结合后方出气部的斜度，还可以使气流平缓地过渡，不致在此处发生失速现象；

所述出气部包括2个出气单元，分别位于过渡板后端两侧；每个出气单元呈喇叭结构(即出气单元的进气口小于出气单元的出气口，每个出气单元的上部为曲面结构)；这种结构可以充分利用与赛车尾部底板之间存在的间隙，提高出气单元单位时间内的气流通过量，有效增加赛车的下压力，使赛车得到很好的地面附着力，获得优良的动力性。

更进一步的方案是，所述导流体的前端采用2-3度的倒角，前部采用倒角设计更平缓的分流，两边为曲面导流，可以更有效的利用气流；所述导流体的前端高度为2-2.5cm，所述导流体的后端宽度为40-45cm。采用该导流体可以更平缓地分流，前端到后端的气流也可以平稳地过渡，宽度方面可以与后部进气口前端良好的贴合。

更进一步的方案是，所述进气部的前端与水平面的倾角为10-12度，进气部的后端与水平面的倾角为20-22度。采用前后倾角差可以在充分利用离地间隙的情况下，使气流更快速地进入进气口。

更进一步的方案是，所述过渡板与水平面的夹角为3-5度，所述过渡板的宽度为30-35cm，所述过渡板的长度为23-25cm。采用该夹角可以良好贴合前部进气口尾端，采用该宽度可以充分利用赛车底盘的有限宽度，采用该长度可以使气流在此处有一段良好的过渡区域，不至于因为长度太短发生失速现象。

更进一步的方案是，所述出气单元的曲面与水平面的夹角为13-16度，出气单元的长度为40-45cm，出气单元的宽度为18-22cm，出气单元的尾部高度为23-27cm。采用该倾角可以良好的贴合前部过渡平板的尾端，长度可以在规则允许的情况下充分利用长度来增加出气量，宽度与尾部高度则是充分利用撑车杆的离地间隙，在不接触撑车杆的情况下，充分提高气流通过量。