一種導流板設計方法及由該設計方法設計的導流板結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種導流板設計方法，包括以下步驟：根據車輛機艙前端格柵的造型和結構以及冷卻模塊與格柵在正向投影位置上的偏差情況，確定導流板的初步結構，初步結構至少包括導流板的形態、數量以及布置位置；根據車輛在怠速或低速工況下機艙內的氣流回流路徑，調整初步結構并確定導流板的裝配位置，用以阻隔氣流回流的路徑；對導流板進行優化，使冷卻模塊的冷卻風量滿足車輛冷卻系統的要求；優化導流板與冷卻模塊之間的布局，以降低車輛機艙內的氣動阻力。本發明還公開了一種由上述的導流板設計方法設計的導流板結構。實施本發明的導流板設計方法及由該設計方法設計的導流板結構，能夠防止熱氣回流，增加冷卻模塊的進氣量，且可以降低氣動阻力。
【專利說明】一種導流板設計方法及由該設計方法設計的導流板結構
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汽車整車熱管理領域，尤其涉及一種導流板設計方法及由該設計方法 設計的導流板結構。
【背景技術】
[0002] 整車熱管理及空氣動力學性能是汽車重要的性能之一，其關乎汽車行駛可靠性、 經濟性及動力性，是汽車開發過程中的重要技術難題。在汽車設計過程中，機艙前端設計不 合理容易引起怠速回流、漏流及紊流，導致子系統熱效率低、機艙積熱或過冷等問題，影響 汽車性能和壽命；同時，空氣動力學性能優化是減少整車阻力，降低油耗的重要途徑。
[0003] 現有技術中，汽車的前端部件(如前保險杠、格柵、前端導流板、前端模塊等）設計 是否合理直接影響汽車發動機艙的熱管理性能。在大多數新車型設計開發過程中，因前端 部件設計不合理引起的熱氣回流是常見問題。其中：熱氣回流是指，車輛(一般是前置前驅） 在高負荷工作后進入怠速或低速工況時，由于此時發動機艙內只有風扇進行強迫對流，受 發動機艙結構的影響，風扇吹出的熱風容易經過前端的各種間隙回流到冷卻模塊前側，使 得冷卻模塊前側進口溫度升高，冷卻效率降低。
[0004] 導流板是現有技術中隔絕熱氣回流的重要結構之一，其在發揮導流作用的同時， 一定程度上也能夠緩解上述熱氣回流的問題。但現有的導流板設計方法設計出的導流板存 在如下技術問題：
[0005] a、無法提升冷卻模塊(冷凝器、散熱器、中冷器）的冷卻風量，冷卻系統的效率不 商；
[0006]b、未能夠利用整流作用降低整車的氣動阻力；
[0007]c、設計結構復雜，成本相對較高。因此，有必要提出一種導流板的設計方法，使設 計出的導流板能夠解決上述問題。
【發明內容】
[0008] 本發明所要解決的技術問題在于，提供一種導流板設計方法及由該設計方法設計 的導流板結構，能夠防止熱氣回流，增加冷卻模塊的進氣量，且可以降低氣動阻力。
[0009] 為了解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種導流板設計方法，包括以下 步驟：
[0010] 步驟S1，根據車輛機艙前端格柵的造型和結構以及冷卻模塊與格柵在正向投影位 置上的偏差情況，確定導流板的初步結構，初步結構至少包括導流板的形態、數量以及布置 位置，其包括：步驟S11，根據車輛機艙前端格柵的造型調整導流板的結構，使其更貼合格 柵的外延；步驟S12,當格柵為上、下開口式的兩個進氣結構或一體式格柵結構時，采用單 塊導流板；或者步驟S13,當格柵帶有第三格柵時，根據第三格柵的設計目的，確認是否設 置導流板；步驟S2,根據車輛在怠速或低速工況下機艙內的氣流回流路徑，調整初步結構 并確定導流板的裝配位置，用以阻隔氣流回流的路徑，其包括：步驟S21，將導流板設在機 艙內氣流回流路徑上對氣流進行阻隔，使氣流回無法沿原流動路徑回流到冷卻模塊或裝載 有冷卻模塊的一前端模塊的前側；步驟S3,對導流板進行優化，使冷卻模塊的冷卻風量滿 足車輛冷卻系統的要求，其包括：步驟S31，將導流板的邊緣弧度與格柵的造型弧度設置為 一致，以使導流板與格柵之間的間隙均勻；步驟S4,優化導流板與冷卻模塊之間的布局，以 降低車輛機艙內的氣動阻力，其包括：步驟S41，在滿足冷卻模塊風量要求的前提下，減小 導流板的傾角，用以降低由于車輛機艙內部引起的阻力，其中：導流板的傾角為導流板與冷 卻模塊迎風面的夾角。
[0011] 其中，步驟S12包括：步驟S121，當格柵為上、下開口式的兩個進氣結構，且兩格柵 之間無布置空間時，分別對應上、下兩格柵開口處采用兩塊導流板。
[0012] 其中，步驟S1包括：步驟S14,冷卻模塊與格柵在正向投影位置上存在垂直地面方 向的偏差時，導流板設為上下導流的結構；或者步驟S15,冷卻模塊與格柵在正向投影位置 上存在平行地面方向的偏差時，導流板設為左右導流的結構；其中：正向投影位置為平行 于地面的平面與車輛中心面的交線方向。
[0013] 其中，步驟S2還包括：步驟S22,在確保車輛機艙零部件正常功能及裝配和拆卸空 間的基礎上、控制導流板和前端模塊之間的間隙，用以使車輛在高速下氣流不流向冷卻模 塊的兩側。
[0014] 其中，導流板和冷卻模塊之間的間隙小于或等于1〇_。
[0015] 其中，步驟S3還包括：步驟S32,當格柵的開口較大時，減小導流板的傾角以減少 由格柵進入冷卻模塊的氣流；或者步驟S33,當格柵開口較小或與冷卻模塊不匹配時，增大 導流板的傾角以提高由格柵進入冷卻模塊的氣流。
[0016] 其中，步驟S3還包括：步驟S34,導流板的傾角確定后，格柵以導流板為邊界直至 其邊緣的部分封閉，用以減少風阻系數。
[0017] 其中，步驟S4還包括：步驟S42,減小導流板和與其存在配合關系的零部件之間的 間隙。
[0018] 其中，步驟S4還包括：步驟S43,將導流板與格柵邊緣相貼合，用以使由格柵進入 車輛機艙的氣流全部流過通過冷卻模塊；或者，步驟S44,導流板與車輛機艙翼子板處的開 孔相配合，用以將氣流引導出車輛機艙。
[0019] 本發明還公開了一種由上述的導流板設計方法設計的導流板結構，包括用以布置 車輛模具水路及頂出機構的脫模角度，脫模角度大于或等于3°。
[0020] 其中，在導流板背面的非氣流面設計加強筋，且在導流板的多處設有回旋卡固結 構與定位結構。
[0021] 本發明所提供的導流板設計方法及由該設計方法設計的導流板結構，具有如下有 益效果：
[0022] 第一、車輛在怠速或低速工況下，從車輛發動機艙內風扇吹出的熱空氣會回流到 前端模塊前側，所設計出的導流板能夠阻斷氣流流向前端模塊的路徑，使回流的熱氣無法 被風扇抽吸。
[0023] 第二、車輛在高速工況下，從格柵進入的冷卻氣流，經過所設計出導流板的導向作 用，使得氣流流速提高，增加了冷卻模塊的風量。
[0024] 第三、在高速工況下，進入格柵的氣流受所設計出導流板的導向作用，強制通過冷 卻模塊，從而避免了從左右側流向機艙后側形成渦旋進而增加氣動內阻，從而起到降低風 阻系數的作用。
[0025] 第四、結構穩定，能夠避免振動噪聲；裝配便捷，易于控制成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1是本發明實施例導流板設計方法的流程框圖。
[0028] 圖2是本發明實施例導流板設計方法中車輛機艙內部主要零部件的布局爆破示 意圖。
[0029] 圖3是本發明實施例導流板設計方法中車輛機艙內部主要零部件的俯視結構示 意圖。
[0030] 圖4是本發明實施例導流板結構的立面結構示意圖。
[0031] 圖5是本發明實施例導流板結構的主視結構示意圖。
[0032] 圖6是本發明實施例導流板結構的后視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0034] 結合參見圖1-圖3所示，為本發明導流板設計方法的實施例一。本實施例中的導 流板設計方法包括以下步驟：
[0035] 步驟S1，根據車輛機艙前端格柵的造型和結構以及冷卻模塊與格柵在正向投影位 置上的偏差情況，確定導流板的初步結構。其中：初步結構至少包括導流板的形態、數量以 及布置位置；
[0036] 步驟S2,根據車輛在怠速或低速工況下機艙內的氣流回流路徑，調整初步結構并 確定導流板的裝配位置，用以阻隔氣流回流的路徑；
[0037] 步驟S3,對導流板進行優化，使冷卻模塊的冷卻風量滿足車輛冷卻系統的要求；
[0038] 步驟S4,優化導流板與冷卻模塊之間的布局，以降低車輛機艙內的氣動阻力。
[0039] 圖2是本實施例導流板設計方法中車輛機艙內部主要零部件的布局爆破示意圖， 其具體包括：前端模塊2、冷卻模塊3、格柵4、風扇5以及導流板1。由于導流板1、前端模 塊2、冷卻模塊3以及格柵4存在匹配要求，當格柵4的造型、結構和冷卻模塊3的布置調整 時，將會引起機艙內氣流流動的變化，針對這些變化需要對導流板1的結構做出調整。設計 導流板1的初步結構具體包括以下步驟：
[0040] 步驟S11，根據車輛機艙前端格柵的造型調整導流板的結構，使其更貼合格柵4的 外延。導流板1與格柵4在裝配完成后的匹配程度影響到其兩者間的間隙，也影響到通過 格柵4開口導入冷卻模塊3的氣流量，通過設計導流板1的走向更貼合格柵4的外延，可以 最大程度的發揮導流板1的導流作用。
[0041]步驟S12,當格柵為上、下開口式的兩個進氣結構或一體式格柵結構時，采用單塊 導流板；
[0042] 步驟S121，當格柵為上、下開口式的兩個進氣結構，且兩格柵之間無布置空間時， 分別對應上、下兩格柵開口處采用兩塊導流板。或者
[0043] 步驟S13,當格柵帶有第三格柵時，根據第三格柵的設計目的，確認是否設置導流 板。
[0044] 上述步驟的功用是：由于格柵4的設計通常受車輛外造型的影響較大，格柵4的外 形未必是規則的結構；此外，由于車輛機艙前防撞梁（圖未示）的布置差異也很大，若將導流 板1設計成較為復雜的結構，可能會導致布置空間不夠的問題。
[0045] 優選的實施方式中：步驟S1包括：
[0046] 步驟S14,冷卻模塊3與格柵4在正向投影位置上存在垂直地面方向的偏差時，導 流板1設為上下導流的結構；或者
[0047] 步驟S15,冷卻模塊3與格柵4在正向投影位置上存在平行地面方向的偏差時，導 流板1設為左右導流的結構；其中：正向投影位置為平行于地面的平面與車輛中心面的交 線方向。
[0048] 上述步驟的功用是：由于前保險杠、格柵4和前端模塊2之間存在布置上配合的要 求，而前端模塊2通常受到機艙布置的限制(如碰撞安全要求，使得前端模塊2布置位置受 到限制)，前端模塊2內安裝的冷卻模塊3與格柵4的位置在正向投影上（即平行于地面的 平面與汽車中心面的交線方向)存在偏差。導流板1在布置主要是根據偏差確定，用以實現 導流作用，增加冷卻模塊的進氣量。如垂直地面方向上存在偏差，就需要在將導流板布置在 前端模塊2或格柵4和保險杠的上下端，上下導流的結構，用以實現導流作用，增加冷卻模 塊的進氣量。
[0049] 進一步的，本實施例中的步驟S2包括：
[0050] 步驟S21，將導流板設在機艙內氣流回流路徑上對氣流進行阻隔，使氣流回無法沿 原流動路徑回流到冷卻模塊或裝載有冷卻模塊的一前端模塊的前側。
[0051] 設計時，由于怠速回流是導流板1的主要設計目標之一，導流板1的結構形式必須 根據回流決定。而回流主要是經由前端模塊2四周或前端模塊2與冷卻模塊3的間隙產生。 導流板1要起到防止回流的作用，必須實現阻隔氣流回流的路徑的功能。
[0052] 具體實施時，請參見圖2,車輛在高負荷工作后進入怠速或低速工況時，此時發動 機艙內主要為風扇5進行強迫對流，其氣流流動的方向為T，根據流場中的回流路徑設計， 將導流板1設在機艙內氣流回流路徑上對氣流進行阻隔，可以使氣流回無法沿原流動路徑 回流到冷卻模塊3或前端模塊2的前側。優選的實施方式中，請結合參見圖3,為本實施例 導流板設計方法中車輛機艙內部主要零部件的俯視結構示意圖，其中：步驟S2還包括：
[0053] 步驟S22,在確保車輛機艙零部件正常功能及裝配和拆卸空間的基礎上、控制導流 板和冷卻模塊3之間的間隙，用以使車輛在高速下氣流不流向冷卻模塊的兩側。
[0054] 該步驟中：由于導流板1的結構設計優化時應針對回流情況，在滿足產品制造工 藝、裝配工藝等工程可行性的前提下優化導流板結構。具體實施時，由于機艙前端存在空調 管路、前燈線束及安裝支架等零部件，為了確保這些部件的正常功能及裝配和拆卸空間，必 然使得導流板1與其存在設計間隙。但設計間隙將直接影響導流板1的效果，因此必須對 其進行有效的控制。
[0055] 優選的，導流板1和冷卻模塊3之間的間隙f(導流板1與冷卻模塊3前端的冷凝 器30之間的間隙)小于或等于10_，這是由于導流板1與冷卻模塊3的設計間隙對防止回 流影響最大，設計值應盡可能的小。
[0056] 進一步的，本實施例中的步驟S3包括：
[0057] 步驟S31，將導流板的邊緣弧度與格柵的造型弧度設置為一致，以使導流板與格柵 之間的間隙h均勻。
[0058] 步驟S32,當格柵的開口較大時，減小導流板的傾角以減少由格柵進入冷卻模塊的 氣流；或者
[0059] 步驟S33,當格柵開口較小或與冷卻模塊不匹配時，增大導流板的傾角以提高由格 柵進入冷卻模塊的氣流；其中：導流板的傾角為導流板與冷卻模塊迎風面的夾角。
[0060] 上述步驟的作用是：為實現導流板1的是導流功能，需要控制導流板1的傾角3、 導流板1與格柵4的匹配關系。格柵4設計時由于考慮造型因素，其開口尺寸及布置位置 可能與冷卻模塊3不能完全匹配。導流板1的導流設計就是使得通過格柵4開口冷卻氣流 能夠導入冷卻模塊3。因此，需要根據格柵4的造型弧度、尺寸及布置，調整導流板傾角3。 其中：導流板的傾角0是指的導流板1與冷卻模塊3迎風面3a之間的夾角。
[0061] 具體地，導流板1邊緣弧度與格柵4造型弧度一致，以確保匹配間隙均勻，可以保 持氣流順暢；當格柵4開口較大時，為優化整車空氣動力學性能，在滿足冷卻模塊風量要求 的前提下，可以減小導流板的傾角0使得由格柵4進入冷卻模塊3的氣流減少；當格柵4開 口較小或者與冷卻模塊3不匹配時，則可利用導流板1的導流作用，增大導流板的傾角3， 提商冷卻風量。
[0062] 優選的實施方式中：步驟S3還包括：
[0063] 步驟S34,導流板的傾角確定后，格柵以導流板為邊界直至其邊緣的部分封閉，用 以減少風阻系數。
[0064] 實施中，根據冷卻系統的要求可以確定冷卻模塊3的冷卻風量。通過調整傾角3 的角度使得冷卻風量滿足要求。通常為了減少風阻系數，傾角0根據冷卻風量確定后，格 柵4以導流板1為邊界到邊緣部分會封閉，圖示3中A部分所示的區域。
[0065] 如下表1所示，為某車型傾角變化對冷卻流量影響的示例，由表1可知，車輛在高 速工況下，從格柵4進入的冷卻氣流經導流板1的導向作用，氣流流速提高，冷卻模塊的風 量增加；而在高速工況下，進入格柵4的氣流受導流板1的導向作用，強制通過冷卻模塊3， 能夠起到降低風阻系數的作用。
[0066] 表1-某車型傾角變化對冷卻流量的影響
[0067]
【權利要求】
1. 一種導流板設計方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S1，根據車輛機艙前端格柵的造型和結構以及冷卻模塊與所述格柵在正向投影位 置上的偏差情況，確定導流板的初步結構，所述初步結構至少包括導流板的形態、數量以及 布置位置，其包括：步驟S11，根據車輛機艙前端格柵的造型調整所述導流板的結構，使其 更貼合所述格柵的外延；步驟S12,當所述格柵為上、下開口式的兩個進氣結構或一體式格 柵結構時，采用單塊導流板；或者步驟S13,當所述格柵帶有第三格柵時，根據所述第三格 柵的設計目的，確認是否設置導流板； 步驟S2,根據車輛在怠速或低速工況下機艙內的氣流回流路徑，調整所述初步結構并 確定所述導流板的裝配位置，用以阻隔所述氣流回流的路徑，其包括：步驟S21，將所述導 流板設在機艙內氣流回流路徑上對氣流進行阻隔，使氣流回無法沿原流動路徑回流到所述 冷卻模塊或裝載有所述冷卻模塊的一前端模塊的前側； 步驟S3,對所述導流板進行優化，使所述冷卻模塊的冷卻風量滿足車輛冷卻系統的要 求，其包括：步驟S31，將所述導流板的邊緣弧度與所述格柵的造型弧度設置為一致，以使 所述導流板與所述格柵之間的間隙均勻； 步驟S4，優化所述導流板與所述冷卻模塊之間的布局，以降低車輛機艙內的氣動阻力， 其包括：步驟S41，在滿足所述冷卻模塊風量要求的前提下，減小所述導流板的傾角，用以 降低由于車輛機艙內部引起的阻力，其中：所述導流板的傾角為所述導流板與所述冷卻模 塊迎風面的夾角。
2. 如權利要求1所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S12包括：步驟S121， 當所述格柵為上、下開口式的兩個進氣結構，且兩格柵之間無布置空間時，分別對應所述 上、下兩格柵開口處采用兩塊導流板。
3. 如權利要求1或2所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S1還包括： 步驟S14,所述冷卻模塊與所述格柵在正向投影位置上存在垂直地面方向的偏差時，所 述導流板設為上下導流的結構；或者 步驟S15,所述冷卻模塊與所述格柵在正向投影位置上存在平行地面方向的偏差時，所 述導流板設為左右導流的結構； 其中：所述正向投影位置為平行于地面的平面與車輛中心面的交線方向。
4. 如權利要求1或2所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S2還包括： 步驟S22,在確保車輛機艙零部件正常功能及裝配和拆卸空間的基礎上、控制所述導流 板和所述前端模塊之間的間隙，用以使車輛在高速下氣流不流向所述冷卻模塊的兩側。
5. 如權利要求1所述的導流板設計方法，其特征在于，所述導流板和所述冷卻模塊之 間的間隙小于或等于l〇mm。
6. 如權利要求1所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S3還包括： 步驟S32,當所述格柵的開口較大時，減小所述導流板的傾角以減少由所述格柵進入所 述冷卻模塊的氣流；或者 步驟S33,當所述格柵開口較小或與所述冷卻模塊不匹配時，增大所述導流板的傾角以 提高由所述格柵進入所述冷卻模塊的氣流。
7. 如權利要求6所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S3還包括： 步驟S34,所述導流板的傾角確定后，所述格柵以所述導流板為邊界直至其邊緣的部分 封閉，用以減少風阻系數。
8. 如權利要求1所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S4還包括： 步驟S42,減小所述導流板和與其存在配合關系的零部件之間的間隙。
9. 如權利要求8所述的導流板設計方法，其特征在于，所述步驟S4還包括： 步驟S43,將所述導流板與所述格柵邊緣相貼合，用以使由所述格柵進入車輛機艙的氣 流全部流過通過所述冷卻模塊；或者， 步驟S44,所述導流板與車輛機艙翼子板處的開孔相配合，用以將氣流引導出車輛機 艙。
10. -種由權利要求1-9任一項所述的導流板設計方法設計的導流板結構，其特征在 于，所述導流板包括用以布置車輛模具水路及頂出機構的脫模角度，所述脫模角度大于或 等于3°。
11. 如權利要求10所述的導流板結構，其特征在于，在所述導流板背面的非氣流面設 計加強筋，且在所述導流板的多處設有回旋卡固結構與定位結構。
【文檔編號】B62D35/00GK104443072SQ201310441504
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】戴澍凱, 陳德瑞 申請人:廣州汽車集團股份有限公司