車輛的前部地板下構造的製作方法
2023-05-31 13:59:51
專利名稱：車輛的前部地板下構造的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過突出部件對前部地板下的周圍流動的行駛風的流動進行整流的車輛的前部地板下構造。
背景技術：
目前，作為對前部地板下的周圍流動的行駛風的流動進行整流的車輛的前部地板下構造，已知有在車輛前端部的設定前保險槓面板的位置設有作為突出部件的下巴擾流板(例如，參照專利文獻I)。在該現有的車輛的前部地板下構造中，目標是通過設置下巴擾流板來限制流入車輛的前部地板下的行駛風的風量，在隨著車速上升而上浮的車體前部產生抑制上浮的向下 的力(下降力)。專利文獻I:(日本)特開2006 - 327281號公報但是，現有的車輛的前部地板下構造為在車輛前端部的位置設置有使升力係數下降的下巴擾流板的構造。因此，對於在前部地板下流動的行駛風來說，下巴擾流板成為阻礙行駛風平滑的流動使空氣阻カ係數上升的阻力突起，具有不能期望所希望的空氣動カ性能提聞的問題。S卩、車輛的地板下的空氣阻カ係數⑶(Constant Drug的略稱)是行駛風在地板下怎麼樣平滑的流動的指標。對此，車輛的地板下的升力係數CL (Constant Lift的略稱)是在地板下流動的行駛風將多少車身上浮的上舉カ的指標。該空氣阻力係數CD與升力係數CL的關係是當確保通過平滑的流動流入地板下的行駛風的流量時，成為空氣阻力係數CD下降，升力係數CL上升的趨勢。另ー方面，當限制流入地板下的行駛風的流量時，成為升カ係數CL下降，空氣阻カ係數⑶上升的趨勢。這樣，空氣阻カ係數⑶和升力係數CL為相反的指標。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而創立的，其目的在於，提供一種車輛的前部地板下構造，通過降低行駛中在前部地板下的周圍流動的行駛風的空氣阻力，可實現所希望的空氣動カ性能的提聞。為了實現上述目的，本發明的車輛的前部地板下構造中，設置從車輛的前部地板下面向下方突出的突出部件，對行駛中在前部地板下的周圍流動的行駛風的流動進行整流，使所述突出部件作為配置於前輪的車輛前方位置且跨過車輛中心線的前部地板下中央部位置的曲面突出部件，所述曲面突出部件在所述車輛中心線的位置其車輛前後方向突出周長最長，隨著從所述車輛中心線向車寬方向的兩側離開，其車輛前後方向突出周長逐漸變短。
圖I是表示適用了實施例I的前部地板下構造的電動汽車(車輛的一例)的整體地板下構造的立體圖；圖2是表示實施例I的前部地板下構造的底面圖；圖3是表示適用了實施例I的前部地板下構造的電動汽車的左側前輪部的圖2的箭頭A方向正面圖；圖4是表示實施例I的前部地板下構造的前導流板的位置關係的說明圖；圖5是表示適用了實施例I的前部地板下構造的電動汽車的左側前輪部的側面圖；圖6是表示實施例I的前部地板下構造的前導流板的立體圖；圖7是表示實施例I的前部地板下構造的前導流板的安裝構造的圖6的B — B線 端面圖；圖8是表示實施例I的前部地板下構造的前導流板的安裝構造的圖6的C 一 C線端面圖；圖9是表示實施例I的前部地板下構造的前下蓋板的立體圖；圖10是表示實施例I的前部地板下構造的前下蓋板的曲面突出部的圖9的D —D線端面圖；圖11是表示一般的乘用車(發動機車)的空氣阻カ的阻力發生源分類的圓圖形圖；圖12是表示比較例的在電動汽車的前部地板下、前輪的周圍流動的行駛風的流動的行駛風流動圖；圖13是表示在適用了實施例I的前部地板下構造的電動汽車的前部地板下、前輪的周圍流動的行駛風的流動的行駛風流線圖；圖14是表示在適用了實施例I的前部地板下構造的電動汽車的左側的前輪的周圍流動的行駛風的流動的行駛風流線圖；符號說明EV電動汽車(車輛的一例)ILUR左右一對前輪2L、2R左右一對後輪3 前下蓋板3a傾斜部31曲面突出部(曲面突出部件)4 電動機室後部下蓋板5 第一蓄電池下蓋板6 第二蓄電池下蓋板7 後下蓋板8L、8R 左右一對的前導流板8a前方頂部8b內側端部8c外側端部
8d第一整流面8e第二整流面8el曲面整流部8e2平面整流部9L、9R左右一對的後導流板TFR行進狀態輪胎前端面TIN行進狀態輪胎內側面CL 車輛中心線
Θ 擴展角度F 輪胎流線束FIN車輛內側流線束FOUT車輛外側流線束FMAIN行駛風的主流線束WL 車寬方向尺寸SL 前後方向尺寸
具體實施例方式下面，基於附圖所示的實施例I說明實現本發明的車輛的前部地板下構造的最佳方式。另外，在下面的說明中，分別將車輛前後方向的前方及後方稱為車輛前方及車輛後方。另外，在車輛的底面圖中將向車輛前後方向延伸的中心軸作為車輛中心線CL，在車寬方向，將接近車輛中心線CL的方向稱為車輛內側，將遠離車輛中心線CL的方向稱為車輛外偵牝將與車輛中心線CL近的ー側稱為車寬方向內側，將與車輛中心線CL遠的ー側稱為車寬方向外側。實施例I首先，說明構成。圖I是表示適用了實施例I的前部地板下構造的電動汽車(車輛的一例)的整體地板下構造的立體圖。下面，基於圖I說明整體地板下構造。如圖I所示，實施例I的電動汽車EV的整體地板下構造具備左右ー對的前輪1L、IR、左右ー對的後輪2L、2R、前下蓋板3、電動機室後部下蓋板4、第一蓄電池下蓋板5、第二蓄電池下蓋板6、後下蓋板7、左右一對的前導流板8L、8R、左右一對的後導流板9L、9R。左右ー對的前輪1L、1R是轉向輪且是驅動輪，經由前懸架連杆10L、10R(參照圖2)弾性支承於車身上。左右ー對的後輪2L、2R經由後擺臂式懸架等的未圖示的後懸架彈性支承於車身上。前下蓋板3是覆蓋從前保險槓面板11的凸緣部Ila至前懸架構件12 (參照圖2)的前部地板下區域的部件。該前下蓋板3的蓋板面由朝向車輛後方井向下方傾斜的傾斜部3a和與該傾斜部3a連續的水平部3b形成為平滑的折曲面。在傾斜部3a形成有以車寬方向為長徑曲面突出部31 (曲面突出部件)，在水平部3b形成有向車輛前後方向延伸的四根突條32和兩個排水ロ 33、34。另外，前下蓋板3具有朝向車輛後方其寬度尺寸(車寬方向的寬度尺寸)逐漸縮小的傾斜側面部35、35。電動機室後部下蓋板4是覆蓋從前懸架構件12 (參照圖2)至電動機室後部的中央前部地板下區域的部件。該電動機室後部下蓋板4的蓋板面形成幹與前下蓋板3的水平部3b相同的位置的水平面。在電動機室後部下蓋板4形成有向車輛前後方向延伸的四根突條41和在車輛前方側開ロ面積小的兩個排水ロ 42、43，在車輛後方側形成有開ロ面積大的ー個排水ロ 44。第一蓄電池下蓋板5和第二蓄電池下蓋板6是通過相互連接覆蓋從電動機室後部至未圖示的蓄電池単元的後端部的中央後部地板下區域的部件。該兩蓄電池下蓋板5、6的蓋板面形成幹與電動機室後部下蓋板4的蓋板面相同的位置的水平面。在兩蓄電池下蓋板5、6形成有向車輛前後方向延伸的四根突條51、61。另外，電動機室後部下蓋板4和兩蓄電池下蓋板5、6通過相互連接作為整體構成中央下蓋板。後下蓋板7是覆蓋從未圖示的後懸架部件至後保險槓面板13的凸緣部13a的後 部地板下區域的部件。該後下蓋板7的蓋板面為形成於從與第二蓄電池下蓋板6相同的水平面的位置朝向車輛後方且向上方傾斜的傾斜面的擴散構造。後下蓋板7上形成有向車輛前後方向延伸朝向車輛後方其高度逐漸增加的四根突條71和配置於各突條71之間的位置的三個排水ロ 72、73、74。左右一對的前導流板8L、8R從左右一對的前輪1L、IR的前方位置向下方突出而設置，對行駛中在前輪1L、1R的周圍流動的行駛風的流動進行整流。另外，「行駛風」是指在車輛行駛時形成於車輛的周圍的相対的空氣的流動。左右一對的後導流板9L、9R從左右一對的後輪2L、2R的前方位置向下方突出而設置，對行駛中在後輪2L、2R的周圍流動的行駛風的流動進行整流。圖2及圖3是表示實施例I的前部地板下構造的圖。下面，基於圖2及圖3說明前部地板下構造。如圖2及圖3所示，實施例I的電動汽車EV的前部地板下構造具備左右ー對的前輪1L、IR、前下蓋板3、左右一對的前導流板8L、8R、左右ー對德前懸架連杆10L、10R、前保險槓面板11、前懸架構件12、左右一對的前車輪罩14L、14R、擋泥板保護部件15、前側構件16L、16R。在電動汽車EV的前部地板下的左右位置設定有左右ー對的前輪1L、IR、前懸架連杆10L、10R、前車輪罩14L、14R。左右ー對的前輪1L、IR通過支承於前懸架構件12的前懸架連杆10LU0R可擺動地彈性支承。而且，左右ー對的前輪1L、1R收納於左右ー對的前車輪罩14L、14R內，確保容許隨著轉向的前輪1L、IR的轉向運動及隨著跳躍、回彈的上下運動等的可動空間。在電動汽車EV的前部地板下的車寬方向中央部安裝有覆蓋前部地板下中除左右一對的前導流板8L、8R、前輪1L、IR、前車輪罩14L、14R、前懸架連杆10L、IOR的區域的前下蓋板3。該前下蓋板3在左右一對的前導流板8L、8R的車輛前方位置具有車寬方向尺寸比前後方向尺寸長的曲面突出部31。該曲面突出部31通過對從車輛前方流入的行駛風的流速控制，抑制行駛風向車寬方向擴展，具有將行駛風集中於以車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部下的區域的這樣的整流功能。如圖2及圖3所示，在電動汽車EV的前部地板下中的左右ー對的前輪1L、1R的車輛前方位置，從前部地板下底面向下方突出設置整流板部件即左右一對的前導流板8L、8R。該左右一對的前導流板8L、8R在行駛中受到來自車輛前方的行駛風時，將受到的行駛風的流動分支為兩部分，將分支的一方流動整流為朝向車輛內側流動，將分支的另一方流動整流為朝向車輛外側的流動。朝向該車輛內側的流動變為迂迴設定於前部地板下的左右位置的左右ー對的前輪1L、IR和前懸架連杆IOLUOR和前車輪罩14L、14R的內側的流動。另夕卜，朝向該車輛外側的流動變成迂迴設定於前部地板下的左右位置的左右ー對的前輪1L、IR和前車輪罩14L、14R的外側的流動。圖4 圖8是表示實施例I的前部地板下構造的前導流板的構成的圖。下面，基於圖4 圖8說明前導流板的構成。如圖4所示，左右一對前導流板8L、8R分別具有前方頂部8a、內側端部8b、外側端部8c、第一整流面8d、第二整流面8e。另外，前導流板8L、8R具有相對於車輛中心線CL相互線對稱的形狀，因此，下面，對前導流板8L的構成進行說明，省略對於前導流 板SR的說明。如圖4所示，前方頂部8a配置於在車輛的前部地板下中的前輪IL的行進狀態輪胎前端面(處於行進行駛時的姿勢的前輪的車輛前後方向前側端面)TFR的位置的車輛前方位置且前輪的行進狀態輪胎內側面(處於行進行駛時的姿勢的前輪的車寬方向內側面)TIN的位置的靠近車輛中心線CL的車寬方向內側位置。該前方頂部8a的車輛前後方向位置及車寬方向位置基於從車輛前方流入車輛前後方向的行駛風朝向車輛後方沿車寬方向擴展流動這種行駛風的流線方向確定。S卩，前方頂部8a的車輛前後方向位置及車寬方向位置以前方頂部8a將朝向前輪IL流入的保持擴展角度Θ的行駛風的輪胎流線束F分支為車輛內側流線束FIN和車輛外側流線束FOUT的方式確定。另外，擴展角度Θ是指在車輛底面圖中車輛前後方向和輪胎流線束F的方向形成的角。該擴展角度Θ為行駛風的流速慢時小的角度，且流速越快角度越大，根據行駛風的流速變動的值。因此，進行前方頂部8a的定位時，利用實驗等求出行駛阻カ的降低效果高的行駛風流速區域，基於求出的行駛風流速區域的擴展角度Θ進行前方頂部8a的定位。如圖4所示，內側端部Sb配置於前方頂部8a的車輛後方位置且前方頂部8a的車寬方向內側位置。該內側端部8b的車寬方向位置與前車輪罩14L的車寬方向內側面14a的車寬方向位置大致一致地配置。如圖4所示，外側端部Sc配置於前方頂部8a的車輛後方位置且前方頂部8a的車寬方向外側位置。該外側端部8c的車輛前後方向位置配置於內側端部Sb的稍稍靠車輛後方側的位置。該外側端部8c的車寬方向位置配置於前輪IL的行進狀態輪胎中心軸(處於行進行駛時的姿勢的前輪的寬度中心線)TCL的外側位置。如圖4所示，第一整流面8d將前方頂部8a和內側端部Sb連接，在受到來自車輛前方的行駛風時，將受到的行駛風的流動整流為朝向車輛內側的流動。該第一整流面8d通過形成具有朝向車輛內側的傾斜角度的(朝向車輛後方向車輛內側傾斜的)偏向面，將由前方頂部8a分支的行駛風的車輛內側流線束FIN整流為朝向通過以車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部的下方的行駛風的主流線束FMAIN的流動。該第一整流面8d的偏向面作為向沿前下蓋板3的傾斜側面部35、35的角度傾斜的面。第一整流面8d的內側端部Sb附近部位大致與前下蓋板3的傾斜側面部35、35平行。
如圖4所示，第二整流面8e連接前方頂部8a和外側端部8c連接，在受到來自車輛前方的行駛風時，將受到的行駛風的流動整流為朝向車輛外側的流動。該第二整流面Se具有朝向車輛後斜向外側的傾斜角度的(朝向車輛後方向車輛外側傾斜)偏向面即曲面整流部Sel和具有朝向車輛橫外側的傾斜角度的(以比曲面整流部Sel大的傾斜角度向車輛外側傾斜)偏向面即平面整流部8e2。曲面整流部Sel將由前方頂部8a分支的行駛風的車輛外側流線束FOUT以成為朝向斜方向外側的流線束的方式逐漸進行整流。平面整流部8e2將朝向從曲面整流部8el的斜方向外側的流動進一歩整流為朝向車寬方向外側的流動。如圖5所示，前導流板8L的從前部地板下底面的突出高度設定為比前部傾斜線FL低，比門部水平線DL高。在此，前部傾斜線FL為連接前輪IL的接地位置和前保險槓面板11的下端位置的線。門部水平線DL是在水平方向連接前擋泥板17的下端的線。S卩，設定前導流板8L的從前部地板下底面的突出高度時，將可防止與路面幹涉的高度作為上限高度(前部傾斜線FL)，將行駛中可以發揮充分的整流功能的高度作為下限高度(門部水平線DL)。
如圖6所示，前導流板8L的具體的構成為一體地具有具有第一整流面8d和第二整流面Se的導流板主體部81、將導流板主體部81安裝於擋泥板保護部件15的安裝凸緣部82。該前導流板8L使用含橡膠的聚丙烯等具有撓性的原材料製造。另外，在導流板主體部81，在車輛上下方向形成多個狹縫83 (實施例I中三個部位)。由於該撓性原材料和狹縫83如因飛石等容易變形，變形後利用復原カ立即恢復形狀，即使受到變形カ也不損害整流功能。在安裝凸緣部82形成多個J 一螺栓孔84 (實施例I中四個部位)。而且，第二整流面Se的端部側因進行跨至前保險槓面板11的凸緣部Ila的安裝，形成懸掛用切槽85。如圖7所示，前導流板8L的安裝按如下方式進行，即、預先將J ー螺母86設於擋泥板保護部件15，從外側通過將J ー螺栓87擰入J 一螺栓孔84。如圖8所示，第二整流面Se的端部側的安裝按如下方式進行，通過J ー螺栓88和J ー螺母89將擋泥板保護部件15固定於前保險槓面板11的凸緣部11a，利用懸掛用切槽85以跨至凸緣部Ila的狀態從外側將J ー螺栓87擰入J 一螺栓孔84。圖9及圖10是表示實施例I的前部地板下構造的前下蓋板的圖。下面，基於圖9及圖10說明前下蓋板的構成。如圖9所示，前下蓋板3是以覆蓋除左右ー對的前輪1L、1R區域的前部地板下的整體區域的方式形成為梯形形狀的樹脂覆蓋板。如圖10所示，該前下蓋板3利用未圖示的J 一螺栓與擋泥板保護部件15固定。在該前下蓋板3的傾斜部3a，在前導流板8L、8R的車輛前方位置具有與前下蓋板3—體成形的曲面突出部31。下面對曲面突出部31的構成進行詳細說明。上述曲面突出部31為配置於左右ー對的前輪1L、1R的車輛前方位置且跨過車輛中心線CL的前部地板下中央部位置的曲面突出部件。該曲面突出部31在車輛中心線CL的位置其車輛前後方向突出周長(從該車寬方向位置的曲面突出部31的車輛前方端至車輛後方端的表面周長)最長，隨著從車輛中心線CL向車寬方向的兩側離開，其車輛前後方向突出周長逐漸變短。如圖9所示，曲面突出部件31的外形形狀為車寬方向尺寸WL作為長徑、前後方向尺寸SL作為短徑的橢圓形狀。突出曲面形狀為通過如圖10所示在車輛中心線CL的位置設定突出高度PH的最長的圓弧線素，並且，如圖9所示使從車輛中心線CL朝向車寬方向的兩側長度逐漸變短的相似形狀的圓弧線素集合而構成的球面立體形狀。S卩、曲面突出部件31外觀上為切取橄欖球的一部分那樣的突出曲面形狀。另外，曲面突出部件31功能上設定為使在車輛中心線CL的位置的行駛風的流速最快，使從車輛中心線CL逐漸向車寬方向的兩側離開的行駛風的流速降低的形狀。下面，說明作用。首先，對「車輛的空氣阻力」進行說明。接著，將實施例I的電動汽車EV的前部地板下構造的作用分成「地板下、輪胎整體的空氣動カ性能提高作用」、「曲面突出部帶來的前部地板下、前輪的空氣阻カ降低作用」 「前導流板帶來的前部地板下、前輪的空氣阻カ降低作用」、「組合帶來的空氣阻カ降低作用」進行說明。(關於車輛的空氣阻力) 車輛的空氣阻カD (N)以下式(I)進行定義。D = CDX1/2X P Xu2XA (I)在此，⑶空氣阻カ係數(量綱為I)P :空氣的密度(kg/m3)u :空氣和車輛的相對速度(m/sec)A :全面投影面積(m2)。如從上述(I)式可知，空氣阻カD為與空氣阻カ係數⑶成正比，與空氣和車輛的相対速度u (=行駛風速度，例如，在無風情況下，車輛行駛速度)2次方成正例的值。為了降低該空氣阻力D，需要掌握下面的(a) (C)，掌握下面的(a) (C)的是ー系列的エ藝。(a)空氣阻カ係數⑶背離了目標多少？(b)自目標背離的原因在哪裡？( c )如果消除該原因，漸近目標多少？其中，(a)、(c)可從由精確的計算流體力學計算出的空氣阻カ係數⑶得知。但是，為了精確地確定(b)，僅通過從計算流體力學計算出的速度及壓カ來確定是困難的。對於該空氣阻カD，圖11表示的是一般的乘用車(發動機車)的空氣阻カ的阻カ發生源分類。從圖11可知，第一大阻力發生源為車輛外形。但是，第二大阻カ發生源是地板下、輪胎，大於發動機室通氣的空氣阻力。即，不能斷言空氣阻カD僅依賴於車輛的外形樣式，需要對應地板下、輪胎及發動機室通氣這些阻力發生源考慮。與之相対，降低空氣阻カD的空氣動カ性能改進主要關注車輛的外形樣式。但是，例如在需要確保後座的居住性的車輛的情況下，即使進行車輛的外形樣式的空氣動カ性能改進，因確保後座的居住空間這種設計上的制約自身產生限制。即，以延長持續行駛距離為目的，將希望的空氣動カ性能設定在高水平的情況下，僅車輛的外形樣式的改進不能得到達到希望的空氣動カ性能的改進。特別是，在地板下的有限的空間內搭載有蓄電池的電動汽車的情況下，通過充滿電來確定的蓄電池容量會延長多少持續行駛距離這種情況也稱為生命線。在電動汽車中，在車輛的外形樣式的空氣動カ性能的改進在臨界範圍內時，儘可能地降低地板下、輪胎整體的空氣阻カ會牽涉到降低電動汽車整體的空氣阻カ和延長持續行駛距離，因此是極重要的技術課題。而且，為了實現地板下、輪胎整體的空氣阻カ降低的實際效果，抑制存在於行駛風的流入開始區域的前部地板下、前輪產生的紊流在實現地板下、輪胎整體的空氣阻カ降低上是重要的。(地板下、輪胎整體的空氣動カ性能提高作用)如上所述，在電動汽車中，儘可能地降低地板下、輪胎整體的空氣阻カ在延長持續行駛距離上是很重要的。下面，對反映其的實施例I的電動汽車EV的地板下、輪胎整體的空氣動カ性能提高作用進行說明。如圖I所示，電動汽車EV利用下蓋板3、4、5、6、7覆蓋除輪胎等以外的地板下的大致整個區域。由此，從車輛前端到車輛後端都確保無凹凸的連續的平滑面。因此，通過從車輛前方流入的行駛風，形成通過以車輛中心線CL為中心的中央區域的主流線束FMAIN。因此，從車輛前方流入的行駛風通過下蓋板3、4、5、6、7平穩地流向車輛後方。特別是，覆蓋後部地板下的後下蓋板7由於設為擴散構造，因此，也附加發揮行駛風的向車輛後方的流出促進作用。這樣，通過行駛風在從車輛前端到車輛後端的中央區域整齊平穩地流動，中央區 域的空氣阻カD下降。如圖I所示，電動汽車EV在左右ー對的前輪1L、1R的前方位置設有左右一對的前導流板8L、8R。由此，行駛中在前輪1L、1R的周圍流動的行駛風的流動以抑制向前輪1L、1R區域的行駛風流入的方式被進行整流。其結果是，通過抑制向成為提高空氣阻カ的主要原因情況的前輪1L、1R區域的行駛風流入，在前輪1L、1R區域的空氣阻カD降低。如圖I所示，電動汽車EV在左右ー對的後輪2L、2R的前方位置設有左右一對的後導流板9L、9R。由此，行駛中以在後輪2L、2R的周圍迂迴的方式整流行駛風的流動。其結果，通過在後輪2L、2R的周圍迂迴的行駛風，在後輪2L、2R區域的空氣阻カD降低。如圖I所示，電動汽車EV在前下蓋板3設有控制行駛風的流速的曲面突出部31。由此，抑制行駛中從車輛前方流入的行駛風的擴展，形成通過以車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部的下方的主流線束FMAIN。其結果是，從車輛前端流入的行駛風在前部地板下集中於中央部區域，在前部地板下的中央部區域的空氣阻カD降低。如上述說明，實施例I的電動汽車EV採用以提高這些地板下、輪胎整體的空氣動力性能為目標的地板下構造。因此，通過降低電動汽車EV的地板下、輪胎整體的空氣阻カD，能夠實現延長電動汽車EV的持續行駛距離的整體的空氣動カ性能提高。(曲面突出部帶來的前部地板下、前輪的空氣動氣阻力降低作用)如上述，在電動汽車EV中，為了實現降低地板下、輪胎整體的空氣阻カ的實效，重要的是抑制存在於行駛風的流入開始區域的前部地板下、前輪的紊流，實現空氣阻カ的降低。下面，說明反映這些的實施例I的電動汽車EV的前下蓋板3的曲面突出部31帶來的前部地板下、前輪的空氣阻カ降低作用。首先，圖12表示本發明者等進行的電動汽車的前部地板下、前輪的周圍的行駛風的流動的解析試驗結果。基於該試驗結果，解析在車輛的前部地板下區域施加空氣阻カ的原因和機理，並通過前下蓋板3的曲面突出部31進行整流的情況下，明確需要考慮下面兩點。(A)行駛風與前輪1L、1R及前懸架連杆10LU0R接觸的情況下，因行駛風的碰撞而變成大的空氣阻力，另外，隨著轉向而輪胎旋轉時，行駛風被攪拌，變為更大的空氣阻力。另夕卜，行駛風捲入前車輪罩14L、14R時，前車輪罩14L、14R內含有空氣產生渦流構造(渦管及渦層)，該渦流構造發展變為大的空氣阻力。即，行駛風碰撞或捲入行駛風的前輪1L、1R區域(前輪1L、1R及其周圍區域(前懸架連杆10L、10R、前車輪罩14L、14R等))成為提高空氣阻力的主要原因位置。(B)注意從車輛前方導入朝向左右ー對的前輪1L、1R的行駛風的流線時，可知例如引起與船舶航行時船舶的船底推開水而產生的波浪類似的現象。即、可知車輛行駛中，通過前部地板下推開周圍的空氣，如圖12的箭頭所示，描繪出具有朝向車輛後方向車寬方向擴展的擴展角度的流線。與之相對，在實施例I中考慮到從車輛前方流入的行駛風沿車寬方向擴展並向車輛後方流動，將曲面突出部31配置在前輪1L、1R的車輛前方位置且跨過車輛中心線CL的 前地板下中央部位置。該曲面突出部31在車輛中心線CL的位置的車輛前後方向突出周長最長，隨著從車輛中心線CL向車寬方向的兩側離開，其車輛前後方向突出周長逐漸變短。因此，曲面突出部31的在車輛中心線CL的位置的行駛風的流速最快，行駛風的壓力最低。而且，曲面突出部31的隨著從車輛中心線CL向車寬方向的兩側離開，行駛風的流速逐漸變緩，行駛風的壓カ逐漸變高。利用該流速和壓カ的控制作用，曲面突出部31的車寬方向兩端部間的壓力分布變為車輛中心線CL的位置最低，隨著從車輛中心線CL向車寬方向的兩側離開變高的分布。因此，施加從壓カ高的車寬方向的兩端部向壓カ最低的車輛中心線CL的流入方向的偏向，以將壓力分布的壓カ差抑制得較小。即、通過曲面突出部31，將朝向車輛後方向車寬方向擴展的行駛風的流動整流成施加向返回到前部地板下中央部下方的區域偏向的流動，從而抑制行駛風向車寬方向擴展。這樣，曲面突出部31通過顯示抑制在前部地板下位置行駛風的車寬方向擴展的整流作用，降低在前部地板下附加空氣阻カ的主要原因位置即前輪區域的行駛風的流入流量。即、作為曲面突出部31的後流的流線，如圖13所示，形成有在地板下中央部集中流線的主流線束FMIN，抑制配置於主流線束FMIN的兩側的前輪1L、1R區域的紊流的發生。例如，在前輪區域產生紊流的情況下，明確了紊流中存在非常小規模的渦流構造(渦管和渦層)，從渦層中生成渦管的過程(渦層ー渦管遷移過程)的產生頻次増加。而且，可知生成小規模的渦流構造，紊流繼續發展，使空氣阻カD増大。因此，抑制在前輪區域的紊流產生依然與降低空氣阻カD相關。如上述說明，實施例I中，在前輪1L、1R的車輛前方位置且跨過車輛中心線CL的前地板下中央部位置配置抑制行駛風向車寬方向擴展的曲面突出部31。因此，抑制行駛中存在於行駛風流入開始區域的前部地板下、前輪產生的紊流，可以實現空氣阻カD的降低。(前導流板帶來的前部地板下、前輪的空氣動氣阻力降低作用)如上述，在電動汽車EV中，為了實現降低地板下、輪胎整體的空氣阻カ的實效，重要的是抑制存在於行駛風的流入開始域的前部地板下、前輪的紊流，實現空氣阻カ的降低。下面，說明反映這些的實施例I的電動汽車EV的前導流板8L、8R帶來的前部地板下、前輪的空氣阻カ降低作用。首先，基於圖12所示的試驗結果，解析在車輛的前部地板下區域施加空氣阻カ的原因和機理，並通過前導流板8L、8R進行整流的情況下，明確需要考慮上述的(A)、(B)。與之相對，在實施例I中考慮行駛風沿車寬方向擴展的流線，將左右ー對的前導流板8L、8R的前方頂部8a配置於前輪1L、1R的行進狀態輪胎內側面TIN的位置的靠近車輛中心線CL的車寬方向內側位置。因此，如圖13及圖14所示，朝向車輛後方沿車寬方向擴展的行駛風的流動在到達左右一對的前導流板8L、8R的前方頂部8a時，從前方頂部8a向車輛內側和車輛外側分支為兩個方向。向該車輛內側分支的行駛風的流動通過第一整流面8d整流為在左右ー對的前輪1L、1R的內周側迂迴的流動。另ー方面，向車輛外側分支的行駛風的流動通過第二整流面8e整流為在左右ー對的前輪1L、1R的外周側迂迴的流動。換言之，第一整流面8d使向車寬方向擴展的行駛風的流動偏向為集中於內側方向的行駛風的流動，顯示向前部地板下返回的整流作用。另ー方面，第二整流面Se使在車寬方向擴展的行駛風的流動偏向為進ー步促進向車寬方向擴展的行駛風的流動，顯示向車輛外部排出的整流作用。利用在該左右一對的前導流板8L、8R帶來的在左右ー對的前輪1L、1R的內外周迂迴的整流作用，降低在附加空氣阻カ的主要原因位置即前輪區域的行駛風的流入流量。即、作為前導流板8L、8R的後流的流線，如圖13所示，形成有避開向前輪1L、1R區域的行駛風 的流入的流線，抑制在前輪1L、1R區域的紊流的發生。如上述說明，在實施例I中，將左右一對的前導流板8L、8R的前方頂部8a配置於將從車輛前方流入且向車寬方向擴展的行駛風分支為向車輛內側和車輛外側的兩方向的位置。因此，抑制行駛中存在於行駛風流入開始區域的前部地板下、前輪產生的紊流，可以實現空氣阻カD的降低。(組合帶來的空氣阻カ降低作用)將利用前導流板向車輛內側分支的行駛風的流動的方向沿內側方向確保至通過前輪區域，這在實現前部地板下、前輪產生的空氣阻カD的降低方面是重要的。下面，說明反映這些的實施例I的曲面突出部31和前導流板8L、8R的組合帶來的空氣阻カ降低作用。左右一對的前導流板8L、8R利用前方頂部8a將從車輛前方流入的行駛風向內側方向分支。而且，利用第一整流面8d將分支的行駛風的車輛內側流線束FIN整流為朝向通過以車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部的下方的行駛風的主流線束FMAIN的流動。這時，例如，行駛風的朝向主流線束FMAIN的行駛風受到從主流線束FMAIN側按壓的阻力時，行駛風返回前輪1L、1R的內側且流入前車輪罩14L、14R。與之相對，覆蓋前部地板下的前下蓋板3在左右一對的前導流板8L、8R的車輛前方位置配置抑制行駛風向車寬方向擴展的曲面突出部31。因此，曲面突出部31通過將從車輛前方流入的行駛風作為通過以車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部的下方的行駛風而進行集中，顯示形成行駛風的主流線束FMAIN這種整流作用(參照圖13)。因此，通過第一整流面8d的整流作用，朝向通過以車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部的下方的行駛風的主流線束FMAIN的行駛風與利用曲面突出部31整齊形成的主流線束FMAIN合流。即，防止行駛風返回前輪1L、1R的內側且流入前車輪罩14L、14R。如上述說明，在實施例I中，採用使形成於前下蓋板3的曲面突出部31和左右一對的前導流板8L、8R組合的整流構成。因此，由左右一對的前導流板8L、8R承受到的行駛風從第一整流面8d朝向主流線束FMAIN，與利用曲面突出部31整齊形成的主流線束FMAIN平穩地合流。因此，可以進一歩降低行駛中前部地板下、前輪的空氣阻カD。下面，說明效果。
實施例I的電動汽車EV的前部地板下構造可以得到下述列舉的效果。(I)在設置從車輛的前部地板下面向下方突出的突出部件，對行駛中在前部地板下的周圍流動的行駛風的流動進行整流的車輛(電動汽車EV)的前部地板下構造中，使所述突出部件作為配置於前輪1L、1R的車輛前方位置且跨過車輛中心線CL的前部地板下中央部位置的曲面突出部件(曲面突出部31)，在所述車輛中心線CL的位置,所述曲面突出部件(曲面突出部31)的車輛前後方向突出周長最長，隨著從所述車輛中心線CL向車寬方向的兩側離開，所述曲面突出部件的車輛前後方向突出周長逐漸變短。因此，通過降低行駛中在前部地板下的周圍流動的行駛風帶來的空氣阻カD，可以實現希望的空氣動カ性能提高。(2)所述曲面突出部件(曲面突出部31)的外形形狀為車寬方向尺寸WL作為長徑、前後方向尺寸SL作為短徑的橢圓形狀，所述曲面突出部件的突出曲面形狀為通過在所述車輛中心線CL的位置設定最長的圓弧線素，並使從車輛中心線CL朝向車寬方向的兩側長度逐漸變短的相似形狀的圓弧線素集合而構成的球面立體形狀。 因此，通過設為橢圓形狀，能抑制車輛前後方向的設定長度，同時，通過利用平滑的流線來確保平穩的行駛風的流動的曲面突出部件(曲面突出部31)。由此，能抑制行駛風向車寬方向擴展。(3)以覆蓋由所述左右ー對的前輪1L、1R夾持的前部地板下區域的方式設置前下蓋板3，所述曲面突出部件為與所述前下蓋板3 —體成形的曲面突出部31。因此，在預先具備前下蓋板3的車輛中，不會增大部件數量，能夠設置發揮抑制行駛風向車寬方向擴展的整流功能的曲面突出部31。(4)所述前下蓋板3具有從車輛前端部朝向車輛後方井向下方向傾斜的傾斜部3a，所述曲面突出部31設置在所述前下蓋板3的所述傾斜部3a的位置。因此，利用曲面突出部31的前面投影面積通過傾斜擴大，能通過抑制沿著曲面突出部31流動的行駛風的流動不產生剝離的可靠的流速控制，能抑制行駛風向車寬方向擴展。(5)在所述左右一對的前輪1L、1R的前方位置設置左右一對的前導流板8L、8R，該左右一對的前導流板8L、8R將受到來自車輛前方的行駛風整流為朝向以所述車輛中心線CL為中心的前部地板下中央部下方的流動，所述曲面突出部31設置在所述左右一對的前導流板8L、8R的車輛前方位置。因此，通過將主流線束FMAIN整齊形成的曲面突出部31和左右一對的前導流板8L、8R的組合，能將朝向前部地板下中央部下方返回的行駛風平穩地與主流線束FMAIN合流。以上，基於實施例I說明了本發明的車輛的前部地板下構造，但具體的構成不限於該實施例1，只要不脫離發明要求範圍的宗_下，則容許設計變更及追加等。實施例I中表示了將曲面突出部件設為與前下蓋板3—體成形的曲面突出部31的例子，但是，與前下蓋板的有無以及前導流板的有無沒有關係，也可以是通過作為獨立的整流部件的曲面突出部件進行前部地板下周圍的整流的例子。實施例I中表示了將曲面突出部31的外形形狀設為橢圓形狀，將突出曲面形狀設為球面立體形狀的例子。但是，曲面突出部31的外形形狀及突出曲面形狀並不限定於實施例I的形狀，也可以採用各種各樣形狀的曲面突出部或曲面突出部件。曲面突出部或曲面突出部件也可以是例如飛機的機翼形狀等的例子。在實施例I中，表示了將曲面突出部31設置在前下蓋板3的所述傾斜部3a的位置的例子。但是，也可以是曲面突出部或曲面突出部件設置在前部地板下的平面部分，以抑制行駛風的剝離的方式並以傾斜狀態設置曲面突出部或曲面突出部件的例子。在實施例I中，表示了將前下蓋板3的曲面突出部31和左右ー對的前輪1L、1R進行組合對前部地板下周圍流動的行駛風進行整流的例子。但是，也可以沒有導流板，僅利用具有曲面突出部的前下蓋板對前部地板下周圍流動的行駛風進行整流。另外，可以是沒有前下蓋板和前導流板，僅利用作為獨立整流部件的曲面突出部件對前部地板下周圍流動的行駛風進行整流。在實施例I中，表示了將前部地板下構造適用於電動汽車EV的例子。但是，不用說也能夠適用於混合動カ車及燃料電池車等電動車輛的前部地板下構造，也可以適用於發動機車的前部地板下構造。另外，在適用於電動車輛的情況下，能夠延長蓄電池持續行駛距 離，實現提高耗電性能(即、降低耗電量)。另外，在適用於發動機汽車的情況下，能夠實現提高燃料消耗性能(即、降低燃料消耗量)。本申請主張基於2010年4月8日申請的日本專利申請第2010 — 89336號的優先權，該申請的全部內容作為參照被編入本說明書中。產業上的可利用性在本發明中，考慮從車輛前方流入的行駛風在車寬方向擴展並流向車輛後方，將突出部件配置於前輪的車輛前方位置且跨過車輛中心線的前部地板下中央部位置。在所述車輛中心線的位置，該曲面突出部件的車輛前後方向突出周長最長，隨著從車輛中心線向車寬方向的兩側離開，該曲面突出部件的車輛前後方向突出周長逐漸變短。因此，該曲面突出部的在車輛中心線的位置的行駛風的流速最快，行駛風的壓カ最低。而且，曲面突出部的隨著從車輛中心線向車寬方向的兩側離開，行駛風的流速逐漸變緩，行駛風的壓カ逐漸變高。利用該曲面突出部產生的流速和壓カ的控制作用，將朝向車輛後方向車寬方向擴展的行駛風的流動整流成施加向返回到前部地板下中央部下方的區域偏向的流動，從而抑制行駛風向車寬方向擴展。這樣，曲面突出部件通過顯示抑制在前部地板下位置行駛風的車寬方向擴展的整流作用，降低在前部地板下附加空氣阻カ的主要原因位置即前輪區域的行駛風的流入流量。因此，通過降低行駛中在前部地板下流動的行駛風帶來的空氣阻力，可以實現所希望的空氣動カ性能提高。
權利要求
1.一種車輛的前部地板下構造，設置從車輛的前部地板下面向下方突出的突出部件，對行駛中在前部地板下的周圍流動的行駛風的流動進行整流，其特徵在於， 使所述突出部件作為配置於前輪的車輛前方位置且跨過車輛中心線的前部地板下中央部位置的曲面突出部件， 所述曲面突出部件在所述車輛中心線的位置其車輛前後方向突出周長最長，隨著從所述車輛中心線向車寬方向的兩側離開，其車輛前後方向突出周長逐漸變短。
2.如權利要求I所述的車輛的前部地板下構造，其特徵在於， 所述曲面突出部件的外形形狀為車寬方向尺寸作為長徑、前後方向尺寸作為短徑的橢圓形狀，所述曲面突出部件的突出曲面形狀為通過在所述車輛中心線的位置設定最長的圓弧線素，並使從車輛中心線朝向車寬方向的兩側長度逐漸變短的相似形狀的圓弧線素集合而構成的球面立體形狀。
3.如權利要求I或2所述的車輛的前部地板下構造，其特徵在於， 以覆蓋由所述左右一對的前輪夾持的前部地板下區域的方式設置前下蓋板， 所述曲面突出部件為與所述前下蓋板一體成形的曲面突出部。
4.如權利要求3所述的車輛的前部地板下構造，其特徵在於， 所述前下蓋板具有從車輛前端部朝向車輛後方並向下方向傾斜的傾斜部， 所述曲面突出部設置在所述前下蓋板的所述傾斜部的位置。
5.如權利要求4所述的車輛的前部地板下構造，其特徵在於、 在所述左右一對的前輪的前方位置設置左右一對的前導流板，該左右一對的前導流板將受到來自車輛前方的行駛風整流為朝向以所述車輛中心線為中心的前部地板下中央部下方的流動， 所述曲面突出部設置在所述左右一對的前導流板的車輛前方位置。
全文摘要
一種車輛(EV)的前部地板下構造，設置從車輛的前部地板下面向下方突出的突出部件，對行駛中在前部地板下的周圍流動的行駛風的流動進行整流。使所述突出部件作為配置於前輪(1L、1R)的車輛前方位置且跨過輛中心線(CL)的前部地板下中央部位置的曲面突出部(31)，所述曲面突出部(31)在所述車輛中心線(CL)的位置其車輛前後方向突出周長最長，隨著從所述車輛中心線(CL)向車寬方向的兩側離開，其車輛前後方向突出周長逐漸變短。
文檔編號B62D37/02GK102822043SQ20118001707
公開日2012年12月12日 申請日期2011年4月7日 優先權日2010年4月8日
發明者垣內武, 阿高雅弘, 小川洋平, 中島一昭, 石原裕二 申請人:日產自動車株式會社