KR20090064196A - 자동차 하부의 공력 성능 개선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 하부의 공력 성능 개선장치에 관한 것으로, 자동차의 후방 하부에 배치된 스페어타이어웰(4)의 표면에 직선형의 플랜지(7)를 차량 전후방향으로 설치한다.

상기 플랜지(7)에 의해 차량 하부의 양력과 항력이 감소하여 주행 성능과 연비가 개선된다.

차량 공력, 차량 양력, 차량 항력

Description

자동차 하부의 공력 성능 개선장치{device for improving aerodynamic performance of lower part of car}

본 발명은 자동차 주행 중 자동차 하부에 발생하는 공력 특성을 주행에 유리하도록 개선하는 자동차 하부의 공력 성능 개선장치에 관한 것이다.

자동차의 하부에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 플로어패널(1)의 하면으로 배기파이프(2), 머플러(3), 스페어타이어웰(4) 등이 설치되어 주행시 공기와 접촉하여 다양한 유동을 발생시킨다.

특히 차량 후방에 위치한 스페어타이어웰(4)은 넓은 면적을 차지하고 있기 때문에 자동차 하부의 공력 특성에 큰 영향을 주는 구성요소이다.

상기 스페어타이어웰(4)의 하면은 기능 및 구조적 강성을 위해 소정 형상으로 포밍(forming)되어 있으나, 대체로 평평한 구조로 이루어져 있다.

또한, 스페어타이어웰(4)과 리어범퍼(5) 사이에 존재하는 공간으로 인해 유동의 직진성이 저하되어 리어범퍼(5) 후방의 압력이 불안정하게 되어 주행에 악영향을 미치는 것을 해소하기 위하여 도 4와 같이 별도의 언더커버(6)를 장착하기도 한다.

그런데, 상기 언더커버(6)는 넓은 면적을 커버하는 부품이므로 차량 중량과 원가 상승량이 증대되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 언더커버를 설치하지 않고 차량 하부의 공력 특성을 개선하여 차량의 주행 성능을 향상시키고, 중량과 원가가 절감되며, 연비도 개선될 수 있도록 된 자동차 하부의 공력 성능 개선장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

스페어타이어웰이 차체의 후방 하면으로 노출된 자동차에 있어서,

상기 스페어타이어웰의 하면에 차량 전후 방향으로 직선형 플랜지가 장착된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플랜지는 일정 간격으로 복수 개 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 차량 하부의 양력과 항력이 감소하여 차량의 주행이 원활히 이루어지며, 그에 따라 연료 소비량도 감소하게 된다.

또한, 종래의 언더커버와 같은 중량 부품을 사용하지 않게 됨으로써 차중과 원가가 절감되는 효과가 있으며, 중량 감소에 의하여 연비 개선 효과는 배가된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 5,6,7은 본 발명이 적용된 차량 후방 하면을 다양한 각도에서 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명은, 차량의 후방 하면의 중앙에 배치되고, 넓은 면적을 차지하는 스페어타이어웰(4)에 차량 전후 방향으로 플랜지(7)가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지(7)는 직사각형 판재로서, 판재의 두께를 이루는 부분이 스페어타이어웰(4)에 장착된 구조로 장착된다.

예를 들어, 상기 플랜지(7)는 차량 전후 방향의 길이가 400mm이고, 좌우방향 길이 즉, 폭이 10mm이며, 상하방향 길이 즉, 높이가 50mm인 직사각형 판재이다.

상기 플랜지(7)의 각 방향 치수는 차종에 따라 유동해석을 통해 최적화될 수 있다.

또한, 유동해석을 통해서 상기 플랜지(7)의 설치 개수와 설치 방향에 변화를 줄 수도 있다.

즉, 도면에 도시된 실시예는 상기 플랜지(7)가 소정 간격 이격되어 2개 설치된 것이나, 상기 플랜지(7)가 복수 개 배열될 수 있음은 물론이다.

이하, 종래기술과 플랜지(7)가 형성된 본 발명의 유동해석 결과를 비교하면서 본 발명의 효과를 확인해 본다.(도 8 내지 도 12에서 (a)는 종래기술의 유동해석 결과이고, (b)는 본 발명의 유동해석 결과이다.)

도 8은 스페어타이어웰(4)의 하면에 형성되는 압력분포를 나타낸 것으로, 청 색이 짙어질수록 낮은 압력상태임을 나타낸다.

도시된 바와 같이 (a) 보다 (b)의 경우에 스페어타이어웰(4)의 외곽 부분에 보다 강하고 넓은 청색부분이 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 종래기술보다 본 발명의 경우에 스페어타이어웰(4)의 하면에 압력이 보다 작은 값으로 형성됨을 알 수 있다.

또한, 도 9는 스페어타이어웰(4)의 표면 유선 분포를 도시한 것으로, 종래의 경우(a)에 비하여 본 발명의 경우(b)에는 상기 플랜지(7)의 주변에 3차원적 거동이 발생함을 알 수 있다.

따라서, 종래의 경우보다 본 발명의 경우에는 유동에 하방으로 향하는 힘이 증가된 상태이다.

이는 와(vortex)도 분포를 나타낸 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 종래(a)에는 와도가 거의 나타나지 않으나 본 발명(b)에는 와도가 크게 발생하는 것으로부터도 확인할 수 있다.

상기와 같이, 상기 플랜지(7)를 형성함으로써 자동차 하부의 압력이 감소하고, 아래쪽으로 향하는 힘이 증가하여, 양력이 감소함을 알 수 있다.

한편, 도 11은 상기 플랜지(7) 주변의 유선 분포도로서, 플랜지가 없는 종래의 경우(a)에는 차량의 후단에 이르러서 유동이 급격히 흐트러짐을 알 수 있으나, 플랜지가 형성된 본 발명의 경우(b)에는 플랜지(7)를 통과하면서 흐름이 한층 안정화되고 직선화되어 차량의 후단에 이르러서도 유동이 흐트러지지 않고 안정적인 직선형 흐름 상태를 유지함을 알 수 있다.

이와 같이 플랜지(7)의 설치로 인하여 차량 하부 유동의 직진성이 향상되어 리어범퍼 후방의 압력 회복량이 좋아진다.

도 12는 리어범퍼(5) 후방의 압력 분포도로서, 황색일수록 고압을 나타낸다.

(a)의 경우와 (b)의 경우를 비교해 보면, (a)의 경우에 유동 교란으로 인해 리어범퍼(5) 후면에 고압이 형성됨을 알 수 있고, (b)의 경우에 푸른색으로 나타난 것으로 보아 상대적으로 저압이 형성되었음을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 의해 유동의 직진성이 향상됨으로써 리어범퍼(5) 후면의 압력 회복량이 좋아짐으로써 항력이 감소함을 알 수 있다.

따라서 자동차의 주행 성능이 향상된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스페어타이어웰(4)에 직선형의 플랜지(7)를 형성함으로써 차량 하부의 양력과 항력을 감소시킬 수 있게 되어 공력 성능 개선으로 차량의 주행 성능 및 연비를 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 자동차의 후방 하면을 다양한 각도에서 도시한 도면,

도 4는 자동차의 후방 하면에 언더커버가 설치된 상태를 도시한 도면,

도 5 내지 도 7은 본 발명이 적용된 자동차의 후방 하면을 다양한 각도에서 도시한 도면,

도 8 내지 도 12는 종래기술(a)과 본 발명 기술(b)의 유동해석 결과를 비교한 것으로,

도 8은 스페어타이어웰의 압력 분포 비교도,

도 9는 스페어타이어웰의 표면 유선 분포 비교도,

도 10은 스페어타이어웰의 와도 분포 비교도,

도 11은 플랜지 주변의 유선 분포 비교도,

도 12는 리어범퍼 후면의 압력 분포 비교도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 플로어패널 2 : 배기파이프

3 : 머플러 4 : 스페어타이어웰

5 : 리어범퍼 6 : 언더커버

7 : 플랜지

Claims (2)

1. 스페어타이어웰(4)이 차체의 후방 하면으로 노출된 자동차에 있어서,

   상기 스페어타이어웰(4)의 하면에 차량 전후 방향으로 직선형 플랜지(7)가 장착된 것을 특징으로 하는 자동차 하부의 공력 성능 개선장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 플랜지(7)는 일정 간격으로 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 하부의 공력 성능 개선장치.

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