低阻力低噪音装置及机动运载工具

文档序号:1575450 发布日期:2020-01-31 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 低阻力低噪音装置及机动运载工具 (Low-resistance low-noise device and motor vehicle ) 是由 查戈成 于 2018-07-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及空气动力学技术领域,尤其涉及一种低阻力低噪音装置及机动运载工具。该低阻力低噪音装置,其外壳体的外壳前端设置有第一外壳开口;内壳体至少部分的设置在外壳体的内部,且内壳体的内壳前端靠近第一外壳开口;外壳体的内表面和内壳体的外表面之间形成主通道;沿外壳体的轴向,主通道靠近外壳前端的截面积不小于靠近外壳后端的截面积;沿垂直于外壳体的轴向,外壳体的内表面和内壳体的外表面中至少一个表面设置有延伸至所在表面的端面的波纹部。该机动运载工具包括低阻力低噪音装置。本发明的目的在于提供低阻力低噪音装置及机动运载工具,以降低噪音和减小阻力。(The invention relates to the technical field of aerodynamics, in particular to low-resistance low-noise devices and a motor vehicle, wherein the front end of an outer shell of the low-resistance low-noise device is provided with a th outer shell opening, an inner shell is at least partially arranged inside the outer shell, the front end of an inner shell of the inner shell is close to a th outer shell opening, a main channel is formed between the inner surface of the outer shell and the outer surface of the inner shell, the cross section area of the main channel close to the front end of the outer shell is not smaller than that close to the rear end of the outer shell along the axial direction of the outer shell, and at least surfaces of the inner surface of the outer shell and the outer surface of the inner shell are provided with corrugated parts extending to the end surfaces of the main channel along the axial direction perpendicular to the outer shell.)

低阻力低噪音装置及机动运载工具

技术领域

本发明涉及空气动力学技术领域,尤其涉及一种低阻力低噪音装置及机动运载工具。

背景技术

机动运载工具诸如汽车、货车、摩托车、船、飞机等已成为现代世界人类交通的主要形式。在一些情况下,机动运载工具行进的速度可以变化,从每小时十英里到超过每小时四百英里。这些速度足以在机动运载工具行进通过流体时对机动运载工具造成显著的空气动力阻力。因此,大多数机动运载工具都是根据空气动力学设计的,并采用流体动力学的概念,以实现相对于未根据空气动力学设计的机动运载工具降低阻力。另外,通过根据空气动力学设计机动运载工具,可以提高机动运载工具的性能和汽油里程数。

在行进期间施加至机动运载工具的相当一部分阻力通常从运载工具座舱上突出的外部侧视镜。图1-1和图1-2每幅图均示出了外部侧视镜的常见形状。在行进期间,这些镜子均暴露于迎面而来的流体,增加了施加至机动运载工具的阻力并降低了燃料效率。

除了阻力以外,机动运载工具行进通过流体诸如空气的另一产物是噪音。当操作机动运载工具时操作员听到的在行进期间产生的大部分噪音都不是来自于引擎。相反,噪音是机动运载工具周围的流体紊流的产物。特别地,侧视镜是操作员在行进期间听到的噪音的主要来源之一。

阻力和噪音是外部侧视镜的形状造成的流动情况的直接结果。例如,流动情况诸如高湍流压力波动和涡旋脱落会在机动运载工具行进通过流体时产生阻力、噪音,并在镜子的平坦后表面下游产生低底面压力。另外,这些流动情况会造成称为底流的情况。图1-3中可以看到使用常见的外部侧视镜如何造成涡旋脱落的示例,该图示出了行进通过空气的侧视镜,空气被示出为在侧视镜周围行进的流线;如图所示,流动情况是侧视镜具有流线型前表面并以平坦背部(如镜子)突然终止的结果。在机动运载工具的平坦或大致平坦表面后面诸如机动运载工具的后端也会造成这些情况。

因此,本申请针对上述问题提供一种新的低阻力低噪音装置及机动运载工具,以降低噪音和减小阻力。

发明内容

本发明的目的在于提供低阻力低噪音装置及机动运载工具,以降低噪音和减小阻力。

基于上述目的,本发明提供的低阻力低噪音装置,包括外壳体、内壳体和连接件;所述外壳体和所述内壳体通过所述连接件连接;

所述外壳体沿自身的轴线方向具有外壳前端和与所述外壳前端相应的外壳后端;所述外壳前端设置有第一外壳开口,所述外壳后端设置有与所述第一外壳开口相应的第二外壳开口;

所述内壳体具有内壳前端和与所述内壳前端相应的内壳后端;所述内壳体至少部分的设置在所述外壳体的内部,且所述内壳前端靠近所述第一外壳开口;

所述外壳体的内表面和所述内壳体的外表面之间形成主通道,以使气流通过所述主通道从所述第一外壳开口流到所述第二外壳开口;沿所述外壳体的轴向,所述主通道靠近所述外壳前端的截面积不小于靠近所述外壳后端的截面积;

沿垂直于所述外壳体的轴向,所述外壳体的内表面和所述内壳体的外表面中至少一个表面设置有延伸至所在表面的端面的波纹部。

可选地,所述外壳体的内表面和所述内壳体的外表面中至少一个表面设置的波纹部经过原点的曲线为:Y=h+A·sin(nx+α);其中,原点为相对于某一任意确定的曲线上的任意一点;

式中,x为所述曲线上的单元点与原点的周向距离;

Y为所述曲线上的单元点与原点的垂直于周向的距离;

h为所述曲线至所述外壳体的轴线的平均高度;

A为所述曲线沿垂直于所述外壳体的轴向所在的面上的波纹振幅;

n为所述曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;

α为原点的相位角。

可选地,所述外壳体的内表面靠近所述外壳前端设置有波纹部,相应的,原点包括第一原点,曲线包括经过第一原点的第一曲线,所述第一曲线为:Y1=h1+A1·sin(n1x11);式中,x1为所述第一曲线上的单元点与第一原点的周向距离;Y1为所述第一曲线上的单元点与第一原点的垂直于周向的距离;h1为所述第一曲线至所述外壳体的轴线的平均高度;A1为所述第一曲线沿垂直于所述外壳体的轴向所在的面上的波纹振幅;n1为所述第一曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α1为第一原点的相位角;

所述外壳体的内表面靠近所述外壳后端设置有波纹部,相应的,原点包括第二原点,曲线包括经过第二原点的第二曲线,所述第二曲线为:Y2=h2+A2·sin(n2x22);式中,x2为所述第二曲线上的单元点与第二原点的周向距离;Y2为所述第二曲线上的单元点与第二原点的垂直于周向的距离;h2为所述第二曲线至所述外壳体的轴线的平均高度;A2为所述第二曲线沿垂直于所述外壳体的轴向所在的面上的波纹振幅;n2为所述第二曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α2为第二原点的相位角;

所述内壳体的外表面靠近所述内壳前端设置有波纹部,相应的,原点包括第三原点,曲线包括经过第三原点的第三曲线,所述第三曲线为:Y3=h3+A3·sin(n3x33);式中,x3为所述第三曲线上的单元点与第三原点的周向距离;Y3为所述第三曲线上的单元点与第三原点的垂直于周向的距离;h3为所述第三曲线至所述外壳体的轴线的平均高度;A3为所述第三曲线沿垂直于所述外壳体的轴向所在的面上的波纹振幅;n3为所述第三曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α3为第三原点的相位角;

所述内壳体的外表面靠近所述内壳后端设置有波纹部,相应的,原点包括第四原点,曲线包括经过第四原点的第四曲线,所述第四曲线为:Y4=h4+A4·sin(n4x44);式中,x4为所述第四曲线上的单元点与第四原点的周向距离;Y4为所述第四曲线上的单元点与第四原点的垂直于周向的距离;h4为所述第四曲线至所述外壳体的轴线的平均高度;A4为所述第四曲线沿垂直于所述外壳体的轴向所在的面上的波纹振幅;n4为所述第四曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α4为第四原点的相位角。

可选地,所述第一原点、所述第二原点、所述第三原点和所述第四原点共线。

可选地,沿所述外壳体的轴向,所述主通道的长度L:1%H≤L≤50%H;其中,H为所述内壳后端沿垂直于所述外壳体的轴向的最大尺寸;

沿所述外壳体的轴向,所述第一曲线的长度S1:0≤S1≤80%L;

沿所述外壳体的轴向,所述第二曲线的长度S2:0≤S2≤80%L;其中,S1+S2≤L;

沿所述外壳体的轴向,所述第三曲线的长度S3:0≤S3≤80%L;

沿所述外壳体的轴向,所述第四曲线的长度S4:0≤S4≤80%L;其中,S3+S4≤L。

可选地,沿垂直于所述外壳体的轴向的截取平面在所述外壳体的内表面和所述内壳体的外表面之间的距离为b;

所述第一曲线沿垂直于所述外壳体的轴向的波纹振幅A1与b的关系式为:A1=c1β1×b;

所述第二曲线沿垂直于所述外壳体的轴向的波纹振幅A2与b的关系式为:A2=c2β2×b;

所述第三曲线沿垂直于所述外壳体的轴向的波纹振幅A3与b的关系式为:A3=c3β3×b;

所述第四曲线沿垂直于所述外壳体的轴向的波纹振幅A4与b的关系式为:A4=c4β4×b;

式中,c1、c2、c3和c4为常量系数,且0≤c1≤100%,0≤c2≤100%,0≤c3≤100%,0≤c4≤100%;

β1、β2、β3和β4为递增系数;其中,

0≤β1≤1,且β1为z1的递减函数;z1为所述截取平面与所述外壳前端之间的距离,且z1≤S1

0≤β2≤1,且β2为z2的递减函数;z2为所述截取平面与所述外壳后端之间的距离,且z2≤S2

0≤β3≤1,且β3为z3的递减函数;z3为所述截取平面与所述内壳前端之间的距离,且z3≤S3

0≤β4≤1,且β4为z4的递减函数;z4为所述截取平面与所述内壳后端之间的距离,且z4≤S4

可选地,递减函数β(z):β(z)=-kz或者

Figure BDA0001738034560000051

式中,k为系数,且k≥0;

其中,z为z1、z2、z3或者z4;相应的,β为β1、β2、β3或者β4,S为S1、S2、S3或者S4

可选地,所述低阻力低噪音装置为外部侧视镜;

所述内壳体的内壳后端固定连接有侧视镜面;气流沿所述外壳体的轴向从所述第一外壳开口流到所述第二外壳开口,在所述侧视镜面下游形成一个由射流构成的尾缘,以使所述尾缘消除或减弱涡旋脱落并降低阻力和噪声;

或者,所述内壳体的内壳后端固定连接有侧视镜面;所述内壳体具有贯穿所述内壳前端和所述内壳后端的内壳流通管道,且所述内壳流通管道贯穿所述侧视镜面;气流沿所述外壳体的轴向从所述第一外壳开口流到所述第二外壳开口,在所述侧视镜面下游形成一个由射流构成的尾缘,以使所述尾缘消除或减弱涡旋脱落并降低阻力和噪声。

可选地,所述低阻力低噪音装置附接在运载工具的尾部和/或运载工具的车头的尾部;

所述内壳体与所述尾部连接,或者所述尾部的一部分形成所述内壳体的至少一部分;

所述外壳后端和所述内壳后端凸出于所述尾部,或者所述外壳后端和所述内壳后端与所述尾部齐平。

基于上述目的,本发明提供的机动运载工具,包括所述的低阻力低噪音装置。

本发明提供的低阻力低噪音装置及机动运载工具,通过在外壳体的内表面和内壳体的外表面之间形成主通道,且沿外壳体的轴向主通道靠近外壳前端的截面积不小于靠近外壳后端的截面积,以使主通道从第一外壳开口到第二外壳开口逐渐减少,形成一个收缩通道或者类似于收缩通道;通过该通道可加速气流并在内壳体的内壳后端下游形成一个由射流构成的尾缘,这种平稳的虚拟尾缘可防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端下游压力,以降低噪音和减小阻力。通过外壳体的内表面和内壳体的外表面中至少一个表面设置有延伸至所在表面的端面的波纹部,以进一步优化主通道,以进一步防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端下游压力,以降低噪音和减小阻力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-1为现有的附接有外部侧视镜的机动运载工具的一部分的顶视图;

图1-2为现有的附接有外部侧视镜的机动运载工具的一部分的侧视图;

图1-3为现有的经受流场的机动运载工具外部侧视镜的侧视图,图中示出了流场的流线,显示了机动运载工具外部侧视镜如何引起涡旋脱落;

图2-1为本发明实施例提供的低阻力低噪音装置的前视立体图;

图2-2为图2-1所示的低阻力低噪音装置的前视图;

图2-3为图2-1所示的低阻力低噪音装置的侧视图;

图2-4为图2-1所示的低阻力低噪音装置的后视图;

图2-5为图2-1所示的低阻力低噪音装置的线框前视立体图;

图2-6为图2-2所示的低阻力低噪音装置的A-A向剖面图;

图2-7为图2-6所示的低阻力低噪音装置经受流场的示意图;

图2-8为图2-2所示的低阻力低噪音装置的B-B向剖面图;

图3-1为本发明实施例提供的另一低阻力低噪音装置的前视立体图;

图3-2为图3-1所示的低阻力低噪音装置的前视图;

图3-3为图3-1所示的低阻力低噪音装置的后视图;

图3-4为图3-1所示的低阻力低噪音装置的线框前视立体图;

图4-1为本发明实施例提供的另一低阻力低噪音装置的前视立体图;

图4-2为图4-1所示的低阻力低噪音装置的宽度方向的截面图;

图5-1为本发明实施例提供的附接有低阻力低噪音装置的机动运载工具的立体图;

图5-2为图5-1所示的低阻力低噪音装置沿机动运载工具长度方向的部分截面图;

图5-2为图5-1所示的低阻力低噪音装置沿机动运载工具长度方向的部分截面图;

图5-3为图5-2所示的部分截面图的变形图;

图5-4为图5-2所示的部分截面图的另一变形图;

图6-1为本发明实施例提供的另一附接有低阻力低噪音装置的机动运载工具的立体图;

图6-2为本发明实施例提供的另一附接有低阻力低噪音装置的机动运载工具的立体图。

图标:100-低阻力低噪音装置;110-外壳体;111-外壳前端;112-外壳后端;113-第一外壳开口;114-第二外壳开口;120-内壳体;121-内壳前端;122-内壳后端;130-连接件;140-主通道;150-内壳流通管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供了一种低阻力低噪音装置,可以使用任何适合的附接方法将低阻力低噪音装置附接至任何适合的对象,技术人员基于各种考虑诸如形成对象的材质根据特定实施方案能选择附接至对象的适合低阻力低噪音装置以及适合的附接方法。在本实施例描述的实施方案中,其中一些低阻力低噪音装置被描述为可以附接至机动运载工具的外部侧视镜,使得机动运载工具具有阻力和噪音降低的特征。在其他实施方案中,低阻力低噪音装置被描述为附接至机动运载工具或形成机动运载工具的一部分。机动运载工具可以包括任何适合的机动运载工具,诸如汽车、轿车、货车、摩托车、船、机车、飞行器、飞机、射弹等等。然而要注意的是,本实施例描述的元件、特征和部件不限于这些示例,并且可以以任何适合的方式形成任何适合的低阻力低噪音装置。

图2-6至图2-8、图4-2、图5-3和图5-4中所示的箭头为气流流动的方向。

参见图2-1至图6-2所示,本实施例提供的低阻力低噪音装置,包括外壳体110、内壳体120和连接件130;外壳体110和内壳体120通过连接件130连接。

外壳体110沿自身的轴线方向具有外壳前端111和与外壳前端111相应的外壳后端112;外壳前端111设置有第一外壳开口113,外壳后端112设置有与第一外壳开口113相应的第二外壳开口114。

内壳体120具有内壳前端121和与内壳前端121相应的内壳后端122;内壳体120至少部分的设置在外壳体110的内部,且内壳体120的内壳前端121靠近外壳体110的第一外壳开口113。可选地,内壳体120的内壳前端121位于外壳体110的第一外壳开口113之内;可选地,内壳体120的内壳前端121伸出外壳体110的第一外壳开口113;可选地,内壳体120沿自身的轴线方向具有内壳前端121和内壳后端122;可选地,外壳体110的轴线与内壳体120的轴线重合。

外壳体110的内表面和内壳体120的外表面之间形成主通道140,以使气流通过主通道140从外壳体110的第一外壳开口113流到外壳体110的第二外壳开口114,以使气流通过主通道140从外壳体110的外壳前端111流到外壳体110的外壳后端112;可选地,沿外壳体110的轴向,主通道140靠近外壳前端111的截面积不小于靠近外壳后端112的截面积;可选地,从第一外壳开口113流到第二外壳开口114,主通道140的截面积呈渐缩状。

沿垂直于外壳体110的轴向,外壳体110的内表面和内壳体120的外表面中至少一个表面设置有延伸至所在表面的端面的波纹部。波纹部例如为多个凸起以及相邻凸起形成的凹槽,凸起和凹槽沿外壳体110的轴向延伸并延伸至所在表面的端面。可选地,沿垂直于外壳体110的轴向,外壳体110的内表面和内壳体120的外表面中至少一个表面设置有波纹部,且该波纹部沿外壳体110的轴向延伸至所在表面的端面。可选地,外壳体110的内表面设置有波纹部;可选地,内壳体120的外表面设置有波纹部;可选地,外壳体110的内表面和内壳体120的外表面中均设置有波纹部。可选地,波纹部设置在外壳体110的内表面和/或内壳体120的外表面的全部或者部分。

本实施例中所述低阻力低噪音装置,通过在外壳体110的内表面和内壳体120的外表面之间形成主通道140,且沿外壳体110的轴向主通道140靠近外壳前端111的截面积不小于靠近外壳后端112的截面积,以使主通道140从第一外壳开口113到第二外壳开口114逐渐减少,形成一个收缩通道或者类似于收缩通道;通过该通道可加速气流并在内壳体120的内壳后端122下游形成一个由射流构成的尾缘,这种平稳的虚拟尾缘可防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。通过外壳体110的内表面和内壳体120的外表面中至少一个表面设置有延伸至所在表面的端面的波纹部,以进一步优化主通道140,以进一步防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。

本实施例的可选方案中,外壳体110的内表面和内壳体120的外表面中至少一个表面设置的波纹部经过原点的曲线为:Y=h+A·sin(nx+α);其中,原点为相对于某一任意确定的曲线上的任意一点;符合该公式的曲线,在特定环境中使主通道140可防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。

式中,x为曲线上的单元点与原点的周向距离;

Y为曲线上的单元点与原点的垂直于周向的距离;

h为曲线至所述外壳体110的轴线的平均高度;也可以理解为沿垂直于外壳体110的轴向,经过单元点的曲线偏移外壳体110的轴线的距离。

A为曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅;可选地,A大于等于0。

n为曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;可选地,n为自然数,例如1≤n≤100的自然数;又如n为1、2、3、5、30、60、90等等。

α为原点的相位角。可选地,0≤α≤2π;可选地,0≤α≤π。

本实施例的可选方案中,靠近外壳前端111的外壳体110的内表面、靠近外壳后端112的外壳体110的内表面、靠近内壳前端121的内壳体120的外表面和靠近内壳后端122的内壳体120的外表面中的一个或者多个设置有延伸至所在表面的端面的波纹部。

例如,可选地,外壳体110的内表面靠近外壳前端111设置有波纹部,相应的,原点包括第一原点,曲线包括经过第一原点的第一曲线,第一曲线为:Y1=h1+A1·sin(n1x11);式中,x1为第一曲线上的单元点与第一原点的周向距离;Y1为第一曲线上的单元点与第一原点的垂直于周向的距离;h1为第一曲线至外壳体110的轴线的平均高度;A1为第一曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅;n1为第一曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α1为第一原点的相位角;可选地,A1大于等于0,n1为自然数,0≤α1≤π。

可选地,外壳体110的内表面靠近外壳后端112设置有波纹部,相应的,原点包括第二原点,曲线包括经过第二原点的第二曲线,第二曲线为:Y2=h2+A2·sin(n2x22);式中,x2为第二曲线上的单元点与第二原点的周向距离;Y2为第二曲线上的单元点与第二原点的垂直于周向的距离;h2为第二曲线至外壳体110的轴线的平均高度;A2为第二曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅;n2为第二曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α2为第二原点的相位角;可选地,A2大于等于0,n2为自然数,0≤α2≤π。

可选地,内壳体120的外表面靠近内壳前端121设置有波纹部,相应的,原点包括第三原点,曲线包括经过第三原点的第三曲线,第三曲线为:Y3=h3+A3·sin(n3x33);式中,x3为第三曲线上的单元点与第三原点的周向距离;Y3为第三曲线上的单元点与第三原点的垂直于周向的距离;h3为第三曲线至外壳体110的轴线的平均高度;A3为第三曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅;n3为第三曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α3为第三原点的相位角;可选地,A3大于等于0,n3为自然数,0≤α3≤π。

可选地,内壳体120的外表面靠近内壳后端122设置有波纹部,相应的,原点包括第四原点,曲线包括经过第四原点的第四曲线,第四曲线为:Y4=h4+A4·sin(n4x44);式中,x4为第四曲线上的单元点与第四原点的周向距离;Y4为第四曲线上的单元点与第四原点的垂直于周向的距离;h4为第四曲线至外壳体110的轴线的平均高度;A4为第四曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅;n4为第四曲线在沿x线上任意0-2π区间内的波数;α4为第四原点的相位角;可选地,A4大于等于0,n4为自然数,0≤α4≤π。

本实施例的可选方案中,第一原点、第二原点、第三原点和第四原点可以共线,也可以在不共线;可选地,第一原点、第二原点、第三原点和第四原点共线,以使第一曲线、第二曲线、第三曲线和第四曲线的基点位于同一直线上,以便于调整第一曲线、第二曲线、第三曲线和第四曲线的各个参数,以优化主通道,防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端下游压力,以降低噪音和减小阻力。

本实施例的可选方案中,沿外壳体110的轴向,主通道140的长度L:1%H≤L≤50%H;其中,H为内壳后端122沿垂直于外壳体110的轴向的最大尺寸。主通道140的长度L例如可以为内壳后端122的最大尺寸H的1%、5%、20%、30%、45%或48%等等。

可选地,外壳体110的内表面和内壳体120的外表面中至少一个表面设置的波纹部经过原点的曲线,该曲线的长度为S。

可选地,沿外壳体110的轴向,外壳体110的内表面靠近外壳前端111设置的波纹部的第一曲线的长度S1:0≤S1≤80%L;第一曲线的长度S1可以为外壳体110的长度L的1%、5%、20%、35%、50%、60%或70%等等。

可选地,沿外壳体110的轴向,外壳体110的内表面靠近外壳后端112设置的波纹部的第二曲线的长度S2:0≤S2≤80%L;其中,S1+S2≤L;第二曲线的长度S2可以为外壳体110的长度L的1%、5%、20%、35%、50%、60%或70%等等。

可选地,沿外壳体110的轴向,内壳体120的外表面靠近内壳前端121设置的波纹部的第三曲线的长度S3:0≤S3≤80%L;第三曲线的长度S3可以为外壳体110的长度L的1%、5%、20%、35%、50%、60%或70%等等。

可选地,沿外壳体110的轴向,内壳体120的外表面靠近内壳后端122设置的波纹部的第四曲线的长度S4:0≤S4≤80%L;其中,S3+S4≤L。第四曲线的长度S4可以为外壳体110的长度L的1%、5%、20%、35%、50%、60%或70%等等。

本实施例的可选方案中,沿垂直于外壳体110的轴向的截取平面在外壳体110的内表面和内壳体120的外表面之间的距离为b;也即沿垂直于外壳体110的轴向,主通道140的截面宽度尺寸为b,也即主通道140的通道宽度为b。

可选地,第一曲线沿垂直于外壳体110的轴向的波纹振幅A1与b的关系式为:A1=c1β1×b。

可选地,第二曲线沿垂直于外壳体110的轴向的波纹振幅A2与b的关系式为:A2=c2β2×b。

可选地,第三曲线沿垂直于外壳体110的轴向的波纹振幅A3与b的关系式为:A3=c3β3×b。

可选地,第四曲线沿垂直于外壳体110的轴向的波纹振幅A4与b的关系式为:A4=c4β4×b。

式中,c1、c2、c3和c4为常量系数,且0≤c1≤100%,0≤c2≤100%,0≤c3≤100%,0≤c4≤100%;

β1、β2、β3和β4为递增系数;其中,

0≤β1≤1,且β1为z1的递减函数;z1为截取平面与外壳前端111之间的距离,且z1≤S1

0≤β2≤1,且β2为z2的递减函数;z2为截取平面与外壳后端112之间的距离,且z2≤S2

0≤β3≤1,且β3为z3的递减函数;z3为截取平面与内壳前端121之间的距离,且z3≤S3

0≤β4≤1,且β4为z4的递减函数;z4为截取平面与内壳后端122之间的距离,且z4≤S4

通过第一曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅A1与b的关系式和β1为z1的递减函数,以使截取平面与外壳前端111之间的距离越大,振幅越小,也就是说靠近外壳体110中间的波纹振幅越小,以优化主通道140,防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。

通过第二曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅A2与b的关系式和β2为z2的递减函数,以使截取平面与外壳后端112之间的距离越大,振幅越小,也就是说靠近外壳体110中间的波纹振幅越小,以优化主通道140,防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。

通过第三曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅A3与b的关系式和β3为z3的递减函数,以使截取平面与内壳前端121之间的距离越大,振幅越小,也就是说靠近内壳体120中间的波纹振幅越小,以优化主通道140,防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。

通过第四曲线沿垂直于外壳体110的轴向所在的面上的波纹振幅A4与b的关系式和β4为z4的递减函数,以使截取平面与内壳后端122之间的距离越大,振幅越小,也就是说靠近内壳体120中间的波纹振幅越小,以优化主通道140,防止或减弱涡旋脱落并提高内壳后端122下游压力,以降低噪音和减小阻力。

可选地,递减函数β(z):β(z)=-kz或者

Figure BDA0001738034560000141

式中,k为系数,且k≥0;本领域技术人员可以理解的是,递减函数β(z)还可以为其他递减函数。

其中,z为z1、z2、z3或者z4;相应的,β为β1、β2、β3或者β4,S为S1、S2、S3或者S4。也就是说,

递减函数β1(z1):β1(z1)=-kz1或者

Figure BDA0001738034560000142

或者其他函数。

递减函数β2(z2):β2(z2)=-kz2或者

Figure BDA0001738034560000151

或者其他函数。

递减函数β3(z3):β3(z3)=-kz3或者

Figure BDA0001738034560000152

或者其他函数。

递减函数β4(z4):β4(z4)=-kz4或者或者其他函数。

本实施例的可选方案中,低阻力低噪音装置为外部侧视镜。

参见图2-1至图2-8、图4-1和图4-2所示,可选地,内壳体120的内壳后端122固定连接有侧视镜面;气流沿外壳体110的轴向从第一外壳开口113流到第二外壳开口114,也即从外壳体110的外壳前端111流向外壳后端112,在侧视镜面下游形成一个由射流构成的尾缘,以使尾缘消除或减弱涡旋脱落并降低阻力和噪声。其中,图2-1至图2-8所示例如可以为汽车、轿车等外部侧视镜;图4-1和图4-2所示例如可以为货车、卡车等外部侧视镜。

参见图3-1至图3-4所示,可选地,内壳体120的内壳后端122固定连接有侧视镜面;内壳体120具有贯穿内壳前端121和内壳后端122的内壳流通管道150,且内壳流通管道150贯穿侧视镜面;气流沿外壳体110的轴向从第一外壳开口113流到第二外壳开口114,在侧视镜面下游形成一个由射流构成的尾缘,以使尾缘消除或减弱涡旋脱落并降低阻力和噪声。通过内壳流通管道15以降低低阻力低噪音装置前后的压力差,进一步消除或减弱涡旋脱落并降低阻力和噪声。图3-1至图3-4所示例如可以为汽车、轿车等外部侧视镜。此外,内壳流通管道150还可以应用于货车、卡车等外部侧视镜上。

参见图5-1至图5-4、图6-1和图6-2所示,本实施例的可选方案中,低阻力低噪音装置附接在运载工具的尾部和/或运载工具的车头的尾部;例如,低阻力低噪音装置附接在小汽车、货车等机动运载工具的尾部,又如,低阻力低噪音装置附接在货车等机动运载工具的车头的尾部。

可选地,内壳体120与尾部连接;可选地,尾部的一部分形成内壳体120的至少一部分。

可选地,外壳后端112和内壳后端122凸出于尾部;可选地,外壳后端112和内壳后端122与尾部齐平。

可选地,外壳体110的外壳前端111包括大致圆形的外表面,外壳体110的外壳后端112包括大致矩形的外表面或者大致圆形的外表面。可选地,外壳前端111的外径小于外壳后端112的外径。这提供流线型的气动形状。在该所示实施方案中,外壳后端112的大致矩形的外表面具有等于7.0厘米的宽度以及5厘米的高度。虽然示出了特定宽度和高度,但认为其他宽度和高度是合适的。

可选地,第一外壳开口113被示出为大致圆形的,第二外壳开口114被示出为大致矩形的或者大致圆形,但外壳体110限定的第一外壳开口113和第二外壳开口114可以具有任何适合的结构构造。根据特定实施方案,基于各种考量,技术人员能对外壳体110限定的第一外壳开口113和/或第二外壳开口114选择适合的结构构造,包括预期低阻力低噪音装置要实现的期望流动特性。认为适合外壳体110限定的第一外壳开口113和/或第二外壳开口114的示例结构构造包括圆形、三角形、正方形、矩形、椭圆形、卵形以及认为适合特定实施方案的任何其他结构构造。可选地,外壳体110的第一外壳开口113可以限定任何适合数量的开口,根据特定实施方案,基于各种考量,技术人员能选择在外壳体110的第一外壳开口113的适合数量,包括预期低阻力低噪音装置要实现的期望流动特性。认为适合在外壳体110的第一外壳开口113的示例数量包括一个、至少一个、两个、多个、三个、四个、五个以及认为适合特定实施方案的任何其他数量。

可选地,外壳体110具有从外壳前端111到外壳后端112减小的厚度。可选地,外壳体110具有从外壳前端111到外壳后端112相同的厚度。

可选地,内壳体120的内壳前端121具有曲线前缘;可选地,内壳体120的内壳前端121可以具有任何结构构造,根据特定实施方案,基于各种考量,技术人员能对内壳体120的内壳前端121选择适合的结构构造,包括在使用期间内壳前端121对流体的期望作用。认为适合内壳体120的内壳前端121的示例替代结构布置包括环形的、扁平的、尖的、锥形的以及认为适合特定实施方案的任何其他结构布置。

根据特定实施方案,基于各种考量,技术人员能选择形成低阻力低噪音装置的外壳体110、内壳体120和连接件130的适合材料,以及制造低阻力低噪音装置的外壳体110、内壳体120和连接件130的适合技术,包括低阻力低噪音装置的预期用途。认为适合形成低阻力低噪音装置的外壳体110、内壳体120和连接件130的示例材料包括金属、塑料、金属和塑料的组合、合成材料以及认为适合特定实施方案的任何其他材料。认为适合制造低阻力低噪音装置的外壳体110、内壳体120和连接件130的示例方法包括注塑成型、机械加工、3D打印以及认为适合特定实施方案的任何制造方法。

低阻力低噪音装置可以包括任何数量的连接件130,例如一个、至少一个、两个、多个、三个、四个、五个、六个、七个以及认为适合特定的任何其他数量。连接件130可以具有任何适合的结构构造,诸如平坦的、基本平摊的、曲线的、锥形的或认为适合特定实施方案的任何其他适合构造。

参见图5-1至图5-4、图6-1和图6-2所示,本实施例提供的一种机动运载工具包括所述的低阻力低噪音装置100,该低阻力低噪音装置100附接在运载工具的尾部和/或运载工具的车头的尾部。

本实施例中所述机动运载工具具有所述低阻力低噪音装置的优点,所公开的所述低阻力低噪音装置的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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