本发明涉及一种降低车辆风阻的方法、车辆气路系统及车辆。
背景技术：
目前，客车的营运路况中有85%是高速路况，在高速路况时，有至少50%的油耗用于克服空气阻力。风阻与客车速度的平方成正比，发动机在克服风阻时所消耗的功率也就与速度的三次方成正比。因此，降低高速客车的空气阻力在节能方面显得尤为重要。
客车的空气动力学研究主要包括以下四个方面：车身造型减阻研究、车身附件减阻研究、底盘减阻研究和发动机舱内流场。车身造型减阻研究主要包括气动布局研究、前围造型研究、顶部造型研究和后围造型研究。全局气动布局是客车空气动力学设计的关键，从理论来看，气动阻力中大部分来源于压差阻力即形状阻力，当车速在80km/h以上时，车辆的风阻成为车辆的主要阻力。为了减小客车尾部的负压区，在客车的后围尾部进行了一系列的造型改进。但是后围尾部造型的改进也存在一些局限性，对降低风阻起到的作用也有限。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种降低车辆在行驶过程中的风阻的方法；同时，本发明还提供采用上述方法的车辆以及车辆的气路系统。
为实现上述目的，本发明的降低车辆风阻的方法采用如下技术方案：降低车辆风阻的方法，在车体尾部设置朝向尾部负压区的出气口，当车速在车速设定值以上时出气口进行排气以降低车辆在前后方向上的压差。
所述出气口与车辆的气压式制动管路连通并由气压式制动系统的气泵作为气源。
当气压式制动管路的压力大于压力设定值时气压式制动管路中的气体经出气口排出。
所述出气口与气压式制动管路连通的管路上设有电控阀，当车速在车速设定值以上且气压式制动管路中的压力大于压力设定值时，电控阀开启以使气压式制动管路中的气体经出气口排出。
控制所述电控阀的控制器采用以下控制方法：
1）首先判断气泵是否工作；2）若气泵工作，控制器采集制动气路系统的压力，判断压力是否小于等于压力设定值；3）若气路压力小于等于压力设定值，则判断尾部气路开关是否开启；4）若尾部气路开关打开，则关闭尾部气路开关，否则继续判断气泵是否停止；5）若气路压力大于压力设定值，则判断车速是否大于等于车速设定值；6）不管车速是否大于车速设定值，都需要判断尾部气路开关是否打开；7）若车速大于车速设定值且尾部气路开关关闭，则尾部气路开关打开，否则尾部气路开关均保持关闭状态；8）若压力小于等于压力设定值，尾部气路开关保持常闭状态。
所述车速设定值为80km/h，所述压力设定值为0.8mpa。
本发明的车辆气路系统采用如下技术方案：车辆气路系统，包括气源以及与气源排气口连通的排气支路，所述排气支路的出气口朝向车辆的尾部负压区。
所述车辆气路系统还包括与出气口连通的气压式制动系统，所述气源为车辆的气压式制动系统的气泵。
所述气压式制动系统包括干燥器，所述排气支路与干燥器的出气口连通。
所述车辆气路系统还包括设在出气口与气压式制动系统连通的管路上的电控阀以及控制电控阀在车速达到车速设定值以上且制动系统的管路中的压力大于压力设定值时开启的控制器。
本发明车辆采用如下技术方案：车辆，包括车体以及设置于车体上的气路系统，所述车辆气路系统包括气源以及与气源排气口连通的排气支路，所述排气支路的出气口朝向车辆的尾部负压区且当车速在车速设定值以上时出气口朝尾部负压区放气。
所述气路系统还包括气压式制动系统，所述排气支路与气压式制动系统的管路连通，所述气源为气压式制动系统的气泵。
所述气路系统还包括设在出气口与气压式制动系统连通的管路上的电控阀以及控制电控阀在车速达到车速设定值以上且制动系统的管路中的压力大于压力设定值时开启的控制器。
所述气压式制动系统还包括干燥器，车辆的发动机以及与发动机传动连接的气泵设置在车体的尾部，所述干燥器设置在车辆的发动机的前侧，所述排气支路的前端向下延伸连接在干燥器的出气口上，后端水平向后延伸一定距离后斜向上向后伸出。
本发明的有益效果是：本发明的车辆上设有排气支路，排气支路的出气口朝向车辆的尾部负压区，当车速在车速设定值以上时，出气口向尾部负压区排出气体降低车辆在前后方向上的压差，这样就削弱了车辆前后的压差对车身的作用，降低了车辆在行驶过程中的风阻；
进一步的，将排气支路连接在车辆的气压式制动管路上，采用气压式制动管路的气泵作为排气支路的气源，这样就不需要另外设置气源，降低成本；
进一步的，当气压式制动管路的压力大于压力设定值时气压式制动管路中的气体经出气口排出，这样将气压式制动管路的废气从出气口排出，利于节能；
进一步的，排气支路连接在气压式制动管路的干燥器上，避免排气支路受潮腐蚀。
附图说明
图1为本发明的车辆的实施例的结构示意图；
图2为图1的部分俯视图；
图3为本发明的车辆的实施例中的排气支路上的控制阀的控制方法的流程图；
附图中：1、发动机；2、供气管路；3、排气支路；4、干燥器；5、储气罐；6、控制器；7、电控阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的降低车辆风阻的方法的实施例，在车身上设置朝向尾部负压区的出气口，当车速在车速设定值以上时出气口进行排气以降低车辆在前后方向上的压差，这样就削弱了车辆前后的压差对车身的作用，降低了车辆在行驶过程中的风阻。将出气口与车辆的气压式制动管路连通，气压式制动管路上的气泵作为出气口的气源，这样就不需要另外设置气泵为出气口供气，当然，其他实施例中，还可以在车身上设置储气罐，将出气口与储气罐连通为其供气。在气压式制动管路中设置相应的检测元件，以使气压式制动管路中压力达到压力设定值时气压式制动管路才通过出气口排气，这样避免气泵一直通过排气口排气，使气压式制动管路中压力受到影响。气压式制动管路与出气口之间设有电控阀，当车速在车速设定值以上且气压式制动管路中的压力大于压力设定值时，电控阀开启以使气压式制动管路中的气体经出气口排出，采用这种方式控制出气口的排气结构简单，成本相对较低。将车速设定值设置为80km/h，将压力设定值设置为0.8mpa，这样操作是因为当车速在80km/h以上时，空气阻力才在起到主要的作用，此时降低空气阻力才能够明显减小车辆行驶过程中的阻力，而压力设定值设置为0.8mpa时为了满足原有车辆的气压式制动管路要求，当然，在其他实施例中，车速设定值和压力设定值还可以根据具体的运行情况进行设定。
采用上述降低车辆风阻的方法的车辆的具体实施例，如图1至图2所示，车辆包括车身以及设置于车身上的气路系统，气路系统包括气压式制动系统，气压式制动系统包括与发动机1传动连接的气泵，气泵通过一个气路分支与储气罐5连通，储气罐5的出气口与制动管路连通，为制动系统供气，为保证制动制动系统的可靠性，制动管路还需要通过另一个气路分支直接与气泵连通，这样气泵就也能够直接向制动管路供气。制动管路通过双管路供气，即使其中一条管路失效，也能够正常工作。实际工作过程中，为保证制动管路的压力，气泵需要不断通过气路分支供气，供气过程中，当制动管路中的压力达到最大限值时，制动管路上的限压阀打开，释放一部分压力，这些压力的释放也时一种能量的浪费，不利于车辆的节能。气泵的通过供气管路2向外供气，供气管路2上设有干燥器4和储气罐5，干燥器4的下游分别与储气罐5以及车辆的制动管路连接。气路系统还包括排气支路3，排气支路3的前端向下延伸连接在干燥器的出气口上，后端水平向后延伸一定距离后斜向上向后伸出。排气支路3出气口朝向车辆的尾部负压区，在排气支路3的靠近出气口的一端设有与控制器6控制连接的电控阀7，控制器6通过控制电控阀7的打开使排气支路进行排气。车速信号、气泵工作状态、电控阀7的状态以及制动管路中的压力等信息均通过相应的传感器进行检测并将检测信号反馈至控制器6中，控制器6根据上述信号控制电控阀7的开合，以使当制动管路中的压力值过大时通过排气支路3进行排气。具体的控制流程图如图3所示，控制方法如下：
1）首先判断气泵是否工作；
2）若气泵工作，控制器采集制动气路系统的压力，判断压力是否小于等于ampa；
3）若气路压力小于等于ampa，则判断尾部气路开关是否开启；
4）若尾部气路开关打开，则关闭尾部气路开关，否则继续判断气泵是否停止；
5）若气路压力大于ampa，则判断车速是否大于等于bkm/h；
6）不管车速是否大于bkm/h，都需要判断尾部气路开关是否打开；
7）若车速大于bkm/h且尾部气路开关关闭，则尾部气路开关打开，否则尾部气路开关均保持关闭状态；
8）若压力小于等于ampa，尾部气路开关保持常闭状态。
该流程中尾部气路开关即为电控阀7，a即为压力设定值，具体为0.8，b即为车速设定值，具体为80。在控制器的控制下，当车速在80km/h以上时，如果制动管路系统中的压力大于0.8mpa，排气支路上的电控阀打开，将制动管路中的压力通过排气支路释放，由于排气支路的排气口设置在车辆在形成过程中车身尾部形成的负压区处，当排气支路进行排气时，就能够将负压区的压力减弱，这样就削弱了尾部负压对车身的作用，降低了车辆在行驶过程中的风阻，降低车辆油耗，提升车辆的节能效果。
在上述实施例中，排气支路与制动管路连通，当制动管路的压力值达到压力设定值且车速在车速设定值以上时进行排气，这样利用制动系统的废气来给排气支路充气，利于车辆的节能，在其他实施例中，还可以给排气支路设置专门的供气装置对排气支路进行供气，或者还可以利用发动机的尾气对排气支路进行充气，当然此时需要设置相应的尾气处理装置以避免尾气对车身后围造成污染；控制器通过控制设置在排气支路上的电控阀的开合控制排气支路的排气，结构简单，在其他实施例中，还可以直接将排气支路连接在制动管路中的限压阀上，限压阀通过排气支路进行排气；排气支路连接在制动管路的干燥器上，避免排气支路受潮腐蚀，排气支路还可以连接在制动管路的其他位置上；将车速设定值设置为80km/h是因为此时的车辆的阻力主要来自于空气阻力，当然车速设定值还可以根据不同的车型或者环境进行调整；将压力设定值设置为0.8mpa是为了满足车辆原有的制动管路系统对气压值的需求，当然，如果车辆的制动管路系统对气压的需求改变时压力设定值也相应的改变。
本发明的车辆气路系统的具体实施例，所述车辆气路系统与车辆的实施例中的气路系统的结构相同，不再赘述。