客車防側風偏移裝置的制作方法

本實用新型涉及客車行駛的主動安全性領域，特別涉及客車在高速行駛遇側風時的一種客車防側風偏移裝置。

背景技術：

汽車在高速行駛過程中如果遇到風力較大的側向來風，會導致汽車行車道發生偏移，難以控制，嚴重的還會導致汽車側翻，造成嚴重的人身安全和財產損失。尤其是對大客車等車身較為龐大的重型車來說，更需要考慮高速行駛過程中的側風影響。

為了解決上述側風影響問題，針對國內現有研究基礎，其中西南交通大學的張衛華、崔濤實用新型的“一種列車側風危害抑制方法及其裝置”（申請號201010114487.8），建立列車行駛狀態數據庫，可以監測列車的行駛狀態判斷列車是否側翻危險，在有危險的時候，啟動裝置，通過調整列車頂端翼板的角度，增大列車對鐵軌的附著力，預防側風的影響。該實用新型結構簡單，僅通過控制翼板就可完成列車防側翻過程，但是對于大客車得側風偏移沒有進行糾正，同時難以對大客車的行駛狀態建立合適的數據庫，不能廣泛推廣，有一定局限性。

譚希韜實用新型的“一種全局和局部汽車側風穩定控制輔助系統”裝置（申請號201610230389.8），通過傳感器檢測到的一系列壓力數據進行分析計算，如果汽車的兩側風力不平衡，但同一側風力相同，則對風力強的一側車輪施加制動力，通過左右兩側車輪的轉速差使車輛保持正確路線。但是大客車重心高，在遇側風時，重心不穩，進行制動可能會發生側翻。

奇瑞汽車公司實用新型的“基于電動轉向裝置的側風影響智能預警系統”裝置（申請號201510008229.4），汽車高速直線行駛時，對包括方向盤力矩、電機扭矩、電機電流、車速和轉向角度的參數信息的信號進行綜合處理，判斷整車運行環境是否可能發生相應的失控、側滑或側翻的潛在危險，執行相應的應對動作，對行車狀態進行智能預警。使駕駛員能清晰地判斷側風對汽車高速直線行駛穩定性的影響程度，注意汽車工況與環境，提高主動安全。該裝置只能實時精確監測汽車的運行情況，但是對于汽車側偏的糾正依賴于駕駛員的手動操作。

奧迪股份公司實用新型的“用于機動車的側風穩定的方法”裝置（申請號201210539315.4），前輪和后輪通過能由控制設備主動控制的差速器在力矩分配可變的情況下被驅動，在檢測出側偏差時由所述差速器通過改變力矩分配而產生反作用于側偏差的橫擺力矩進行側偏方向糾正。但是該裝置中，差速器是以理想化模型，沒有進行實際應用。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有的客車高速行駛過程預防側風影響的裝置中，成本高、實際應用少、可行性低的問題，提出了一種客車防側風偏移裝置，結構簡單，可提高客車高速行駛過程中的穩定性。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種客車防側風偏移裝置，包括電子控制單元、吸氣模塊、儲氣模塊、排氣模塊、左側壓力傳感器和右側壓力傳感器；

所述吸氣模塊包括電機、增速器、吸氣室、左控制閥門、左吸氣嘴、右控制閥門和右吸氣嘴；

所述吸氣室包含殼體和葉輪，其中，所述殼體上設有兩個進氣口和一個出氣口；所述葉輪設置在殼體內，其轉軸和所述增速器的輸出軸固定相連，用于將氣流從兩個進氣口排向出氣口；

所述增速器的輸入軸和所述電機的輸出軸固定相連；

所述吸氣室的一個進氣口通過左控制閥門和左吸氣嘴管道連接，另一進氣口通過右控制閥門和右吸氣嘴管道連接；

所述左控制閥門、右控制閥門分別用于控制其所在管道的流通和關閉；

所述左吸氣嘴、右吸氣嘴分別安裝在客車車頂的左側和右側，開口朝下，用于抽吸空氣；

所述儲氣模塊包括單向閥和儲氣室；

所述儲氣室設有一個進氣口和兩個出氣口，其進氣口通過單向閥與吸氣室管道連接；

所述單向閥用于防止儲氣室中的空氣流向吸氣室；

所述排氣模塊包括壓力調節閥、向上噴氣嘴、三位兩通電磁閥、向左噴氣嘴和向右噴氣嘴；

所述向上噴氣嘴通過壓力調節閥與儲氣室的一個出氣口管道連接，用于向客車上方噴氣；

所述壓力調節閥用于在儲氣室中氣體壓力值大于預設的第一壓力閾值時打開，使得向上噴氣嘴噴氣；

所述三位兩通電磁閥的進氣通道和儲氣室的另一個出氣口通過管道連接、一個出氣通道和向左噴氣嘴通過管道連接、另一個出氣通道和向右噴氣嘴通過管道連接；

所述向左噴氣嘴、向右噴氣嘴分別設置在客車的兩側，分別用于向客車左側、右側噴氣；

所述左側壓力傳感器、右側壓力傳感器分別設置在客車的兩側，分別用于獲得客車左側和右側的壓力，并將其傳遞給所述電子控制單元；

所述電子控制單元分別和左側壓力傳感器、右側壓力傳感器、電機、左控制閥門、右控制閥門、三位兩通電磁閥電氣相連，用于根據左側壓力傳感器和右側壓力傳感器的感應數據控制電機、左控制閥門、右控制閥門、三位兩通電磁閥工作。

本實用新型還公開了一種基于該客車防側風偏移裝置的防側風偏移方法，包含以下步驟：

步驟1），壓力調節閥在儲氣室中氣體壓力值大于預設的第一壓力閾值時打開、使得向上噴氣嘴噴氣，在儲氣室中氣體壓力值小于等于預設的第一壓力閾值時關閉；

步驟2），左側壓力傳感器、右側壓力傳感器分別感應客車左側和右側的壓力值，并將感應的壓力值傳遞給所述電子控制單元；

步驟3），電子控制單元將接收到的客車左側的壓力值和右側的壓力值作差，得到壓力差；

步驟4），電子控制單元判斷壓力差的正負，并將壓力差的絕對值和預設的第二壓力閾值進行比較；

步驟4.1），如果壓力差為正且其絕對值大于預設的第二壓力閾值；

步驟4.1.1），電子控制單元根據壓力差的大小計算出電機的目標轉速；

步驟4.1.2），電子控制單元控制左控制閥門開啟、右控制閥門關閉，并控制電機按照目標轉速進行工作；

步驟4.1.3），電子控制單元將目標轉速和預設的轉速閾值進行比較；

步驟4.1.3.1），當目標轉速小于預設的轉速閾值時，電子控制單元控制三位兩通電磁閥工作，使得三位兩通電磁閥的兩個出氣通道均關閉；

步驟4.1.3.2），當目標轉速大于或等于預設的轉速閾值時，電子控制單元控制三位兩通電磁閥工作，使得三位兩通電磁閥中和向右噴氣嘴相連的出氣通道開啟、和左噴氣嘴相連的出氣通道關閉；

步驟4.2），如果壓力差為負且其絕對值大于預設的第二壓力閾值；

步驟4.2.1），電子控制單元根據壓力差的大小計算出電機的目標轉速；

步驟4.2.2），電子控制單元控制左控制閥門關閉、右控制閥門開啟，并控制電機按照目標轉速進行工作；

步驟4.2.3），電子控制單元將目標轉速和預設的轉速閾值進行比較；

步驟4.2.3.1），當目標轉速小于預設的轉速閾值時，電子控制單元控制三位兩通電磁閥工作，使得三位兩通電磁閥的兩個出氣通道均關閉；

步驟4.2.3.2），當目標轉速大于或等于預設的轉速閾值時，電子控制單元控制三位兩通電磁閥工作，使得三位兩通電磁閥中和向右噴氣嘴相連的出氣通道關閉、和左噴氣嘴相連的出氣通道開啟；

步驟4.3），如果壓力差的絕對值小于或等于預設的第二壓力閾值；

步驟4.3.1），電子控制單元控制電機停止工作；

步驟4.3.2），電子控制單元控制左控制閥門關閉、右控制閥門關閉；

步驟4.3.3），電子控制單元控制控制三位兩通電磁閥工作，使得三位兩通電磁閥的兩個出氣通道均關閉。

本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1. 簡單易安裝：本實用新型結構簡單，工作可靠，可安裝在客車頂端空間，不占據使用空間；

2. 行駛穩定：本實用新型的向上噴氣可增加客車的抓地力；

3. 防風適應性強：本實用新型可根據不同風速實現橫向噴氣量自動調節；

4. 不影響駕駛意圖：本實用新型裝置工作時不改變駕駛員的意圖，提高汽車的行駛穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型的客車防側風偏移裝置的示意圖；

圖2是本實用新型的客車防側風偏移方法的流程圖。

圖中，1-電子控制單元，2-吸氣模塊，3-儲氣模塊，4-排氣模塊，5-左側壓力傳感器，6-右側壓力傳感器，7-電機，8-增速器，9-葉輪，10-吸氣室，11-左控制閥門，12-左吸氣嘴，13-右控制閥門，14-右吸氣嘴，15-單向閥，16-儲氣室，17-壓力調節閥，18-向上噴氣嘴，19-三位兩通電磁閥，20-向左噴氣嘴，21-向右噴氣嘴。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，本實用新型公開了一種客車防側風偏移裝置，包括電子控制單元1、吸氣模塊2、儲氣模塊3、排氣模塊4、左側壓力傳感器5和右側壓力傳感器6；

所述吸氣模塊2包括電機7、增速器8、吸氣室10、左控制閥門11、左吸氣嘴12、右控制閥門13和右吸氣嘴14；

所述吸氣室10包含殼體和葉輪9，其中，所述殼體上設有兩個進氣口和一個出氣口；所述葉輪9設置在殼體內，其轉軸和所述增速器8的輸出軸固定相連，用于將氣流從兩個進氣口排向出氣口；

所述增速器8的輸入軸和所述電機7的輸出軸固定相連；

所述吸氣室10的一個進氣口通過左控制閥門11和左吸氣嘴12管道連接，另一進氣口通過右控制閥門13和右吸氣嘴14管道連接；

所述左控制閥門11、右控制閥門13分別用于控制其所在管道的流通和關閉；

所述左吸氣嘴12、右吸氣嘴14分別安裝在客車車頂的左側和右側，開口朝下，用于抽吸空氣；

所述儲氣模塊3包括單向閥15和儲氣室16；

所述儲氣室16設有一個進氣口和兩個出氣口，其進氣口通過單向閥15與吸氣室10管道連接；

所述單向閥15用于防止儲氣室16中的空氣流向吸氣室10；

所述排氣模塊4包括壓力調節閥17、向上噴氣嘴18、三位兩通電磁閥19、向左噴氣嘴20和向右噴氣嘴21；

所述向上噴氣嘴18通過壓力調節閥17與儲氣室16的一個出氣口管道連接，用于向客車上方噴氣；

所述壓力調節閥17用于在儲氣室16中氣體壓力值大于預設的第一壓力閾值時打開，使得向上噴氣嘴18噴氣；

所述三位兩通電磁閥19的進氣通道和儲氣室16的另一個出氣口通過管道連接、一個出氣通道和向左噴氣嘴20通過管道連接、另一個出氣通道和向右噴氣嘴21通過管道連接；

所述向左噴氣嘴20、向右噴氣嘴21分別設置在客車的兩側，分別用于向客車左側、右側噴氣；

所述左側壓力傳感器5、右側壓力傳感器6分別設置在客車的兩側，分別用于獲得客車左側和右側的壓力，并將其傳遞給所述電子控制單元1；

所述電子控制單元1分別和左側壓力傳感器5、右側壓力傳感器6、電機7、左控制閥門11、右控制閥門13、三位兩通電磁閥19電氣相連，用于根據左側壓力傳感器5和右側壓力傳感器6的感應數據控制電機7、左控制閥門11、右控制閥門13、三位兩通電磁閥19工作。

本實用新型還公開了一種基于該客車防側風偏移裝置的防側風偏移方法，包含以下步驟：

步驟1），壓力調節閥17在儲氣室16中氣體壓力值大于預設的第一壓力閾值時打開、使得向上噴氣嘴18噴氣，在儲氣室16中氣體壓力值小于等于預設的第一壓力閾值時關閉；

步驟2），左側壓力傳感器5、右側壓力傳感器6分別感應客車左側和右側的壓力值，并將感應的壓力值傳遞給所述電子控制單元1；

步驟3），電子控制單元1將接收到的客車左側的壓力值和右側的壓力值作差，得到壓力差；

步驟4），電子控制單元1判斷壓力差的正負，并將壓力差的絕對值和預設的第二壓力閾值進行比較；

步驟4.1），如果壓力差為正且其絕對值大于預設的第二壓力閾值；

步驟4.1.1），電子控制單元1根據壓力差的大小計算出電機7的目標轉速；

步驟4.1.2），電子控制單元1控制左控制閥門11開啟、右控制閥門13關閉，并控制電機7按照目標轉速進行工作；

步驟4.1.3），電子控制單元1將目標轉速和預設的轉速閾值進行比較；

步驟4.1.3.1），當目標轉速小于預設的轉速閾值時，電子控制單元1控制三位兩通電磁閥19工作，使得三位兩通電磁閥19的兩個出氣通道均關閉；

步驟4.1.3.2），當目標轉速大于或等于預設的轉速閾值時，電子控制單元1控制三位兩通電磁閥19工作，使得三位兩通電磁閥19中和向右噴氣嘴21相連的出氣通道開啟、和左噴氣嘴20相連的出氣通道關閉；

步驟4.2），如果壓力差為負且其絕對值大于預設的第二壓力閾值；

步驟4.2.1），電子控制單元1根據壓力差的大小計算出電機7的目標轉速；

步驟4.2.2），電子控制單元1控制左控制閥門11關閉、右控制閥門13開啟，并控制電機7按照目標轉速進行工作；

步驟4.2.3），電子控制單元1將目標轉速和預設的轉速閾值進行比較；

步驟4.2.3.1），當目標轉速小于預設的轉速閾值時，電子控制單元1控制三位兩通電磁閥19工作，使得三位兩通電磁閥19的兩個出氣通道均關閉；

步驟4.2.3.2），當目標轉速大于或等于預設的轉速閾值時，電子控制單元1控制三位兩通電磁閥19工作，使得三位兩通電磁閥19中和向右噴氣嘴21相連的出氣通道關閉、和左噴氣嘴20相連的出氣通道開啟；

步驟4.3），如果壓力差的絕對值小于或等于預設的第二壓力閾值；

步驟4.3.1），電子控制單元1控制電機7停止工作；

步驟4.3.2），電子控制單元1控制左控制閥門11關閉、右控制閥門13關閉；

步驟4.3.3），電子控制單元1控制控制三位兩通電磁閥19工作，使得三位兩通電磁閥19的兩個出氣通道均關閉。

如圖2所示，考慮到該裝置的左右側對稱性，下面僅以防左側風為例詳細介紹客車防側風偏移的過程。

當三位兩通電磁閥19閥芯處于中間位置，兩個出氣通道均關閉；閥芯處于左端時，向左噴氣嘴20停止工作，向右噴氣嘴21工作；閥芯處于右端時，向左噴氣嘴20工作，向右噴氣嘴21停止工作。

當客車遇到左側大風時，電子控制單元1采集左側壓力傳感器5和右側壓力傳感器6，計算控制電流大小，起動電機7，且此時轉速大于預設的轉速閾值，電子控制單元1發出指令開啟左控制閥門11。電機7轉動通過增速器8加快葉輪9的轉動速度，將左側車身附近的空氣通過左吸氣嘴12和管路被吸入吸氣室10。左吸氣嘴12附近空氣被吸入，其附近形成真空帶，則左側風會改變方向，沿著車身向上進入左吸氣嘴12，從而減小左側風對車身左側的正壓力。

空氣進入吸氣室10后通過單向閥15進入儲氣室16，壓力增加。當壓力超過壓力調節閥17設定值時，氣體經過壓力調節閥17和管路從向上噴氣嘴18噴出，噴出氣體形成的反作用力增加了客車的抓地力，從而增大輪胎和地面之間的橫向摩擦力，防止客車偏移。且電子控制單元1發送指令使三位兩通電磁閥19閥芯處于左端，儲氣室16內高壓氣體同時經過管路從向右噴氣嘴21噴氣，形成的反作用力向左，與左側風作用在車身上的正壓力相抵消，使車身保持平衡。

當客車遇到左側小風時，電子控制單元1采集左側壓力傳感器5和右側壓力傳感器6，計算控制電流大小，起動電機7，開啟左控制閥門11。但此時轉速小于預設的轉速閾值，電子控制單元1發送指令使三位兩通電磁閥19閥芯處于中間位置，吸入儲氣室16內的氣體僅從向上噴氣嘴18噴出，增加了客車的抓地力，從而增大輪胎和地面之間的橫向摩擦力，防止客車偏移。

當遇到左側風不影響客車安全行駛或無左側風時，電機7停止轉動，左控制閥門11和右控制閥門13均處于關閉狀態，三位兩通電磁閥19閥芯處于中間位置，兩個出氣通道均關閉。吸氣模塊2和排氣模塊4停止工作。

本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。