[发明专利]用于减小汽车阻力的方法和系统

说明书

车辆阻力形成的主要原因之一就在于车辆后方的低压和/或湍流涡流区域。在一些车辆中，车辆周围可能会形成许多较小的涡流，并且通过塑造车身形状来消除这些小涡流是提高车辆效率的通常做法。根据本发明，提供一种车辆，该车辆被配置为，当其以高于预先设定的阈值速度的速度运行时，车辆附近形成至少一个湍流和/或低压区域(190)，所述车辆包括：至少一个推进喷嘴(200)，位于邻近至少一个区域；以及一个系统，用于向至少一个喷嘴(200)提供气体以便排出到至少一个区域(190)中。

技术领域

本发明一般涉及车辆，及减小车辆高速运行中所受阻力的方法，并且在汽车，货车，飞机，火车和摩托车中发现特定但非排他性的效用。

背景技术

不同类型的车辆在行驶中所受到阻力(也称为流体阻力)包括两个主要部分：一是层流中遇到的表面摩擦，其大致与所述车辆的速度成正比；二是湍流中遇到的形状阻力，其大致与车辆速度的平方成正比。为实现车辆形状阻力的最小化，例如可以只要确保来自表面摩擦阻力的最大化。在车辆后方形成低压和/或湍流涡流区域时，车辆周围的湍流在流体分离时发生，其主要特征是出现高雷诺数，其中湍流控制了层流。在一些车辆中，车辆周围可能会形成许多较小的涡流，并且通过塑造车身形状来消除这些小涡流是提高车辆效率的通常做法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种车辆，该车辆被配置成当车辆以高于预先设定的阈值速度的速度运行时，车辆附件形成至少一个湍流和/或低压区域，所述车辆包括：至少一个推进喷嘴，与所述至少一个区域相邻；以及一个系统，用于向所述至少一个喷嘴提供气体以便将其排出到所述至少一个区域中。

推进喷嘴可安装在排气口和/或出风口处。

所述气体可能是空气，大气，发动机尾气，及其它气体，或者是所有这些气体的混合。

所述区域可能在车辆后方，在货车驾驶室后方，或者在车辆附件的任何低压区域。

推进喷嘴可能包括收敛和/或扩张的推进喷嘴。所述推进喷嘴的压力比可以限定为出口压力除以入口压力。在收敛喷嘴的情况下，如果喷嘴压力比高于临界值(通常约为1.6:1至2:1之间，例如约1.8:1)，则喷嘴阻塞，这导致一些压力膨胀到环境压力，其发生在喷嘴喉部下游(即喷嘴横截面流动面积最小处)；也就是在射流尾迹处。以这种方式，喉部静压力和环境压力之间的不平衡便会产生一些(压力)推力。

推进喷嘴可能是，例如收敛-扩张型的推进喷嘴，它可能是扩张推进喷嘴的一种形式。在收敛-扩张喷嘴中，出现在收敛喷嘴截面下游的膨胀对抗扩张喷嘴部分的内部。

所述推进喷嘴可能包括射流喷嘴。

其中至少一个推进喷嘴可能包括：至少一个收敛推进喷嘴，和/或至少一个扩张推进喷嘴。

例如，当与引入喷嘴的气体的速度和/或从扩张推进喷嘴排出的气体的速度相比时，收敛推进喷嘴被设置为产生相对高速度的喷射。

收敛喷嘴可以安装在该区域的边界附近。也就是说，收敛喷嘴可以位于将气体射流引入该区域的边界/边界层中。该区域可以是湍流边界层，并且该区域的边界可能在边界层的范围内。收敛喷嘴可以位于使得边界层的范围减小的一个位置。

通过这种方式，高速射流可以通过在其中引入气体来平衡区域外的气体的速度来消除区域边界/涡流边界/涡线。

例如，当与引入喷嘴的气体的压力和/或从收敛推进喷嘴排出的气体的压力相比时，扩张喷嘴被配置为产生相对高压的射流。

扩张喷嘴可以与该区域的边界隔开。也就是说，扩张喷嘴可以位于将气体射流引入到所述区域中的位置，例如引入到区域的中心部位，与该区域的边界/边界层间隔开的区域部分。

与扩张喷嘴位置的“隔开”可以被视为与收敛喷嘴的位置“相邻”的比较术语。