本发明专利技术涉及一种特种车辆的进、排气格栅，具体涉及一种特种车辆的具有良好气流阻力特的进、排气格栅。包括动叶和静叶，所述格栅的叶片为单圆弧弯板式，叶片的弧度、厚度都根据气流的进入角和流出角进行科学计算，使单圆弧弯板式格栅在兼顾防护性能的同时，通过对格珊叶片的改进大幅度的减小了气流的流动阻力，提高了车辆冷却系统的能力。此外，由于单圆弧弯板式格珊结构简单，因此具有较好的工艺性和较低的加工成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种车辆进、排气格栅结构，具体涉及一种特种车辆的具有良好气流阻力特的进、排气格栅。
技术介绍
特种车辆进、排气格栅的用途是，最大限度地为动力室的部件提供防护，使它们免遭石头等异物的袭击，同时还能让空气大量的通过，以满足燃烧和冷却的要求。但对格栅提出的这些功能要求，从设计的观点来看，是相互矛盾的，因为，对空气这类流动性的物质来说，提供的流动面积越大，流通性越好，但也容易使石头等异物通过格栅进入动力室。因此，人们提出了各种各样的格栅结构型式，企图尽力满足对格栅的主要要求，即以最小节流阻力，获得最大的防护能力。 目前，特种车辆进、排气格栅的结构型式主要包括如图1所示的a、平板式、b、折板式、c、迂回流动式、d、鱼钩式和e、人字式。其中，鱼钩式和人字式格栅具有良好的气流阻力特性和较小的重量，但由于形状复杂、加工困难，在国内特种车辆上几乎没有使用；迂回流动式格栅比鱼钩式格栅具有更大的防护能力，但由于重量大、高度较高，目前在国内特种车辆上只有极少数车型采用；平板式和折板式格栅目前是国内特种车辆使用最广泛的格栅形式，其形状简单、加工成本低，但突出的问题是气动阻力较大，随着特种车辆散热问题的日益突出，平板式和折板式格栅的缺点也越来越明显。
技术实现思路
为解决现有技术中特种车辆进、排气格栅的气动阻力较大、加工复杂和重量大的问题，本专利技术提供一种在保证防护性能的同时，具有良好的气流流动性、工艺性和较小的重量的进、排气格栅。具体方案如下一种特种车辆的进、排气格栅，包括动叶和静叶，其特征在于，所述格栅的叶片为单圆弧弯板式，所述叶片的设计步骤如下 (1)根据气流的正向进口和逆向气流方向确定气流的进口角13 1和出口角13 2 ; (2)根据给定的进、排气格栅的安装尺寸和防护要求首先确定格栅节弦比f和格栅叶型厚度C ;(3)将叶片相对厚度初值5()和叶片弯曲角初值e。分别设为& =10o/o、 e。=P l-P 2， (4)确定进口气流冲角i和出口气流落后角S ; 首先计算叶片弯曲角e = (e i- e 2) _i+ S ， 如e # e。，需要根据e重新确定进口气流冲角i和出口气流落后角s，直至e的设定值与计算值相等；1— /9 (5)确定叶片安装角ya4 = ~^ + 3-A2;3 (6)确定叶片实际弦长6 = ^^7; (7)计算叶片的相对厚度^ = ^ ; 如5 # ^ ，根据f重新修正(4) (7)，直至f的设定值与计算值相等； (8)确定弯板圆弧半径2sinf ' (9)调整格栅节弦比^吏格栅节距t满足防护要求； (10)结合格栅厚度c确定过渡圆弧半径Rl、 R2及过渡直线段参考角a 。 本专利技术的单圆弧弯板式格栅在兼顾防护性能的同时，通过对格珊叶片的改进，大幅度的减小了气流的流动阻力，提高了车辆冷却系统的能力。此外，由于单圆弧弯板式格珊结构简单，因此具有较好的工艺性和较低的加工成本。附图说明 图1现有技术中的各种格栅结构示意图 图2本专利技术结构示意图 图3本专利技术动叶旋转示意图 图中1-动叶2-静叶3-正向气流4-逆向气流Wl-气流进口方向W2-气流出口方向 Pl-进口角 P2-出口角i-进口气流冲角S-出口气流落后角 Plp-叶片进口角 P2p-叶片出口角 9-叶片弯曲角 PA-叶片安装角b-叶片实际弦长Ra-弯板圆弧半径C-格栅叶片厚度t-格栅节距h-格栅结构厚度Rl、R2-过渡圆弧半径 a-过渡直线段参考角e-过渡直线段夹角具体实施例方式如图2所示，本专利技术的单圆弧弯板式进、排气格珊包括动叶1和静叶2，叶片主要由四段圆弧和两段直线构成。正向气流3和逆向气流4由叶片的两端进出，如图3所示，动叶在需要可以旋转，卡两个静叶之间，增强保护功能，叶片的具体设计过程如下 已知通过进气格栅的冷却风量为7. 87mVs，进气格栅流通面积约为1. 2419m、格栅叶片厚度为6mm，格栅结构厚度为50mm，则 (1)取车辆平均行进速度为ul = 40km/h = 11. 11m/s，进气格栅上方垂直入口速度「1 = = 6.337附"，则气流进口角/ l = flWg(^) = 60.30 ;的水平速度对提高效率更有利，取u2 2、") (2)考虑到叶片出口应保持小0.05ul(—般取u2 = (0 0. 25)ul)，则气流出口角〃2:"r"g (3)取叶栅节弦比f ^0.555、叶片相对厚度初值；=1()%、叶片弯曲角初值P 1-" = 55. 3° ;(4)参考平面格;综合试验数据，根据；Pi、&、 e。查出i = 2°13. 57c(5) 计算叶片弯曲角e = (13 1-|3 2)-i+S = 66.87° 。重复(4) 、 (5)直至e相等，最后确定e = 67. 74° ， i = 3. 75° ， S = 16. 19c(6) 叶片安装角/^ = ~^ + ^-"2 = 67.32°; (7)叶片实际弦长6 =<formula>formula see original document page 5</formula>S15,叶片的相对厚度5 = f = ;(9)根据f ，重复计算(4) (8)，直至f相等，最后确定e 8° ， PA = 67. 35° ， b = 54. 18,5 = 9.2% ;666. 9°4. 2C (10)弯板圆弧半径<formula>formula see original document page 5</formula> (11)格栅节距t = 0. 555Xb = 30mm。格栅外形如图3所示，格栅间最大间隙为 4. 2mm，动叶旋转后可完全关闭，满足车辆总体提出的防护要求(叶片间隙< 7. 2mm，可完全 关闭)； (12)取Rl = lmm、R2 = 3mm、 a = 10. 79° ，完成格栅设计。 在某特种车辆跑车前期，由于流经散热器的实际冷却风量大大低于设计风量大的 问题，导致车辆跑车过程中过热现象严重，车辆无法正常工作。由于受到整车空间布置的限 制，冷却系统的大部件无法进行改进，因此在保持格栅安装结构尺寸不变、防护性能不下降 的前提下，根据车辆的具体使用情况新设计了单圆弧弯板式格珊，代替了原车的平板式进 排气格栅。试验研究表明，在相同的来流条件下，与传统的平板式格栅相比，单圆弧弯板式 格栅的气流阻力仅是平板式格栅的三分之二。后来的跑车及热平衡试验也证明，车辆的散 热能力有了明显改善，基本消除了过热现象。权利要求一种特种车辆的进、排气格栅，包括动叶和静叶，其特征在于，所述格栅的叶片为单圆弧弯板式，所述叶片的设计步骤如下(1)根据气流的正向进口(3)和逆向气流(4)方向确定气流的进口角β1和出口角β2；(2)根据给定的进、排气格栅的安装尺寸和防护要求首先确定格栅节弦比和格栅叶型厚度c；(3)将叶片相对厚度初值和叶片弯曲角初值θ0分别设为 <mrow><msub> <mover><mi>c</mi><mo>‾</mo> </mov本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种特种车辆的进、排气格栅，包括动叶和静叶，其特征在于，所述格栅的叶片为单圆弧弯板式，所述叶片的设计步骤如下： （１）根据气流的正向进口（３）和逆向气流（４）方向确定气流的进口角β１和出口角β２； （２）根据给定的进、排气格栅的安装尺寸和防护要求首先确定格栅节弦比ｔ／ｂ和格栅叶型厚度ｃ； （３）将叶片相对厚度初值ｃ↓［０］和叶片弯曲角初值θ↓［０］分别设为：ｃ↓［０］＝１０％，θ↓［０］＝β１－β２， （４）确定进口气流冲角ｉ和出口气流落后角δ； 首先计算叶片弯曲角：θ＝（β１－β２）－ｉ＋δ， 如θ≠θ↓［０］，需要根据θ重新确定进口气流冲角ｉ和出口气流落后角δ，直至θ的设定值与计算值相等； （５）确定叶片安装角：βＡ＝（１８０－θ）／２＋δ－β２； （６）确定叶片实际弦长：ｂ＝ｈ／ｓｉｎβＡ； （７）计算叶片的相对厚度：ｃ＝ｃ／ｂ； 如ｃ≠ｃ↓［０］，根据重新修正（４）～（７），直至ｃ的设定值与计算值相等； （８）确定弯板圆弧半径：Ｒａ＝ｂ／２ｓｉｎθ／２； （９）调整格栅节弦比ｔ／ｂ使格栅节距ｔ满足防护要求； （１０）结合格栅厚度ｃ确定过渡圆弧半径Ｒ１、Ｒ２及过渡直线段参考角α。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周丽，张世同，陈韶欣，刘建峰，李云龙，赵春伟，张佳卉，石军，李欣，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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