CN103121454A - 轨道车辆伸缩车头及轨道车辆 - Google Patents

轨道车辆伸缩车头及轨道车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN103121454A
CN103121454A CN2013100686524A CN201310068652A CN103121454A CN 103121454 A CN103121454 A CN 103121454A CN 2013100686524 A CN2013100686524 A CN 2013100686524A CN 201310068652 A CN201310068652 A CN 201310068652A CN 103121454 A CN103121454 A CN 103121454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
headstock
head
flexible
fork
tail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100686524A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103121454B (zh
Inventor
刘慧军
康洪军
王广明
李芳�
杨永勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Tangshan Co Ltd
Original Assignee
Tangshan Railway Vehicle Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tangshan Railway Vehicle Co Ltd filed Critical Tangshan Railway Vehicle Co Ltd
Priority to CN201310068652.4A priority Critical patent/CN103121454B/zh
Publication of CN103121454A publication Critical patent/CN103121454A/zh
Priority to PCT/CN2014/072860 priority patent/WO2014135068A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103121454B publication Critical patent/CN103121454B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/02—Construction details of vehicle bodies reducing air resistance by modifying contour ; Constructional features for fast vehicles sustaining sudden variations of atmospheric pressure, e.g. when crossing in tunnels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Abstract

本发明提供一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆，车头由车头前端部和车头体转动连接构成，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；伸缩构架包括至少两根摆杆，摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。本发明将车头分成多段可伸缩的单元节，前行时，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端的车头动态伸长变化呈扁梭形，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。

Description

轨道车辆伸缩车头及轨道车辆
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术，尤其涉及一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆。
背景技术
随着轨道车辆尤其是动车组速度的不断提高，动车组的阻力将明显增大，当动车组速度达到200km/h时，空气阻力占运行总阻力的70%左右，当动车组速度达到300km/h时，空气阻力占运行总阻力的85%左右，见动车组运行中消耗的能量的大部分都用来克服空气阻力。
经研究表明，建立气动性能与头形各主型线参数包括流线型头部长度，纵剖面主型线变化量，水平面主型线变化量，最大截面面积之间的关系；头部形状与列车空气动力性能的总体规律是：列车交会压力波：扁宽形为最小，椭球形为最大；头车阻力：椭球形为最小，扁宽形为最大；尾车阻力：扁梭形为最小，鼓宽形为最大，参见《中国铁道科学》2002年10月第23卷，第5期，P138；作者：田红旗、梁习锋，许平；“列车空气动力性能研究及外形、结构设计方法”一文，但是现有的动车组从起点站开往终点站时，车头在前，车尾在后，由终点站返回原起点站时，原车头变车尾，原车尾变车头，所以，综合考虑列车头、尾车的头形，以一致为简单。以后就在车头、车尾一致的前提下进行了进一步地研究。
经研究表明，参见《中国铁道科学》2003年4月第24卷，第2期，P14；作者：田红旗、高广军；“270km/h高速列车气动力性能研究”一文指出：当头车是单拱头形且尾车是双拱头形编组方式时，列车气动阻力最小，对减小列车气动阻力来说，这种编组方式非常有利；但由于作为固定编组的动车组，其列车头部同时又是尾部，因此，作为头车，单拱头形的气动阻力优于双拱的，作为尾车，双拱头形的气动阻力优于单拱的，而整列车，在减小气动阻力方面单拱头形稍优于双拱头形；因此现有的动车组均设计和制造成一致，即头车与尾车造型一样。为了减小动车组运行中的空气阻力，则主要采取头车加中间车加尾车模型编组，其中头车和尾车采用一致的数据模型和比例模型，利用仿真计算和风洞试验，来遴选出最优的车头方案。
《车辆与动力技术》2005年，第3期，P12；作者：康宁，乔军平“尾涡特性对轿车气动阻力影响的研究”中运用商用CFD软件STAR—CD对两种车型的外部流场进行了数值模拟，根据速度矢量图和三维流线图以很清楚地看到在车型的尾部，气流发生了分离，形成了较大尺寸的上下两对旋涡，并且最终合并到一起，延伸到尾流；斜背式车型尾涡卷的较松散，在车身后部耗散得较快，而快背式车型的尾涡卷的较紧，两对尾涡合并为一对尾涡后，一直向车身后方延伸，在车身尾部较长的一段距离内存在，正是由于较强强度的尾涡存在，使得快背式车形的气动阻力较大。
发明内容
本发明提供一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆，用于克服现有技术中的缺陷，实现车头和车尾的形状自动变化，减小车辆在运行过程中的阻力。
本发明提供一种轨道车辆伸缩车头，所述车头由车头前端部和车头体转动连接构成，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；所述单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；所述伸缩构架包括至少两根摆杆，所述摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与所述摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。
本发明提供的轨道车辆伸缩车头，将车头分成多段伸缩的单元节，前行时，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端的车头动态伸长变化呈扁梭形，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾更是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。
本发明提供一种轨道车辆，该车辆包括车体和连接在车体两端的车头，所述车头为上述的轨道车辆伸缩车头。
本发明提供的轨道车辆，由于采用了可伸缩的车头，大大降低了轨道车辆在运行过程中车头和车尾的运行阻力。
附图说明
图1为本发明实施例提供的轨道车辆的示意图；
图2为图1中沿A-A向前端车头的剖视图；
图3为图1中沿A-A向尾端车头的剖视图；
图4为车头鼻锥的局部放大图；
图5为图4的右视图；
图6为轨道车辆组装完后的状态示意图；
图7为轨道车辆由X站点开往Y站点的示意图；
图8为轨道车辆由Y站点开往X站点的示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的轨道车辆的示意图；图2为图1中沿A-A向前端车头的剖视图；图3为图1中沿A-A向尾端车头的剖视图；图4为车头鼻锥的局部放大图；图5为图4的右视图；图6为轨道车辆组装完后的状态示意图；图7为轨道车辆由X站点开往Y站点的示意图；图8为轨道车辆由Y站点开往X站点的示意图；如图1-8所示，本发明实施例提供一种轨道车辆伸缩车头，车头由车头前端部1和车头体4转动连接构成，该车头前端部1包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；单元节包括筒状节体、设在该筒状节体10内的伸缩构架和至少一连接杆20；伸缩构架3包括至少两根摆杆3a，两根摆杆3a交叉设置且交叉处转动连接，连接杆20一端固定在筒状节体内壁上，连接杆20另一端与摆杆3a交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。
本发明提供的轨道车辆伸缩车头，将车头分成多段伸缩的单元节，前行时，如图2所示，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端车头动态伸长变化呈扁梭形，如图3所示，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾更是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。
作为上述实施例的优选实施方式，如图4所示，筒状节体的尺寸自车头首端至车头尾端沿车头长度方向依次递增。筒状节体由收缩段11和直筒段12两部分构成，其中所述收缩段11自其端部至靠近直筒段12方向开口逐渐增加。如图2、图3所示，单元节自车头首端至车头尾端依次包括第一单元节1a、第二单元节1b、第三单元节1c、第四单元节1d、第五单元节1e、第六单元节1f和第七单元节1g，设置在上述单元节内的连接杆依次为第一连接杆2a、第二连接杆2b、第三连接杆2c、第四连接杆2d、第五连接杆2e、第六连接杆2f和第七连接杆2g。
这样以保证前端车头能够在空气阻力作用下收缩呈椭球状，后端车头随车辆运行动态伸长变化呈扁梭状。更好的符合研究成果，将车辆运行阻力降到最小。在本实施例中，所述连接杆两端固定在所述直筒段内壁。结构简单，易于安装。
作为上述实施例的一种变形，如图4、与5所示，伸缩构架包括四根，每两根摆杆3a构成一组，如图5所示，左侧的摆杆为一组，右侧的摆杆为一组，每组中的两根摆杆交叉设置，两组交叉设置的摆杆平行布置在筒状节体内，两组摆杆的端部与端部之间以及交叉处与交叉处之间均通过轴杆3b转动连接。为了增加伸缩构架的稳定性，在筒体单节内壁的顶面、底面及两侧面均设连接杆，两侧面的连接杆分别连接两组摆杆的交叉处，顶面和底面的连接杆分别固定在连接两交叉处的轴杆上。为了限定尾部车头被拉伸的长度，车头体4与车头前端部连接的一端还包括一止挡槽7和至少一所述伸缩构架，止挡槽7开口处设有至少一固定杆8，伸缩构架的两摆杆交叉处与固定杆8中部转动连接，所述摆杆一端部与位于车头尾端单元节的摆杆尾端转动连接，所述摆杆另一端均限定在该止挡槽7内。设在车头体上的摆杆尾端抵至止挡槽7内壁，不能移动时，尾端的伸缩车头前端完成伸长操作。
下面以动车组在X站点与Y站点之间行驶为例对伸缩动车头的工作过程进行详细说明：
动车组由X站点开往Y站点，参照图2、图3、图7，在动车组前端头车，气流由伸缩车头前端部1均匀分流，沿车头体4流向车身5周围，其中少量气流通过伸缩车头前端部1下部，经过转向架6流向车底，伸缩车头前端部1和车头体4在图2状态下为单拱形的流线型整体，车头造型在迎风状态下阻力小。
在动车组尾端车头，尾车的伸缩车头前端部则需调整至图3的状态，具体步骤如下：伸缩构架3带动车头前端部与连接杆随其沿车辆长度方向平移，从而带动旋转车头前端部的摆杆向前移动，直至伸缩构架3运动至图3状态，车头前端部尾端的摆杆尾部抵至伸出止挡槽7，不能移动，伸缩车头前端部完成伸长操作。该状态的车尾，由于比未伸长前大大加长，类似于汽车的斜背式车尾，延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。因此编组状态下如图7的整车气动阻力小。
动车组由Y站点开往X站点时，参照图2、图3、图8，动车组原头车伸缩车头前端部1的按以上步骤伸长，成为动车组尾部车头，原尾部车头的伸缩构架3通过车头前端部与伸缩装置的连接杆带动伸缩车头前端部的单元节移动，直至伸缩构架3的尾端抵至回缩到止挡槽7上壁，原尾部车头成为动车组前部车头，调整至图8的状态。该状态下动车组新头车风阻小，新尾车涡流阻力小。因此编组状态下如图8的整车气动阻力小。
伸缩构架的构造与马札的结构类似，由四根摆杆3a和五个轴杆3b组成。其中轴杆3b连接着交叉的两摆杆3a的中心，上端的两根的轴杆3b和下端的两根轴杆连接着交叉的两对摆杆3a的两端，同时还连接着与其相邻的单元节的两对摆杆3a的两端。
本实施例还提供一种轨道车辆，如图6所示，该车辆包括车身5和连接在车身5两端的车头，所述车头为任意实施例所述的轨道车辆伸缩车头。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种轨道车辆伸缩车头，所述车头由车头前端部和车头体转动连接构成，其特征在于，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；所述单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；所述伸缩构架包括至少两根摆杆，所述摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与所述摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆伸缩车头，其特征在于，所述筒状节体的尺寸自车头首端至车头尾端沿所述车头长度方向依次递增。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆伸缩车头，其特征在于，所述筒状节体由收缩段和直筒段两部分构成，其中所述收缩段自其端部至靠近所述直筒段方向开口逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆伸缩车头，其特征在于，所述连接杆固定在所述直筒段内壁上。
5.根据权利要求1-4任一所述的轨道车辆伸缩车头，其特征在于，所述车头体与车头前端部连接的一端还包括一止挡槽和至少一所述伸缩构架，所述止挡槽开口处设有至少一固定杆，所述伸缩构架的两摆杆交叉处与固定杆中部转动连接，所述摆杆一端部与位于车头尾端单元节的摆杆尾端转动连接，所述摆杆另一端均限定在该止挡槽内。
6.根据权利要求5所述的轨道车辆伸缩车头，其特征在于，所述伸缩构架包括四根摆杆，每两根摆杆构成一组，每组中的两根摆杆交叉设置，两组交叉设置的摆杆并行布置在所述筒状节体内，两组摆杆的端部与端部之间以及交叉处与交叉处之间均通过轴杆转动连接；筒体单节内壁的顶面、底面及两侧面均设所述连接杆，两侧面的连接杆分别连接两组摆杆的交叉处，顶面和底面的连接杆分别固定在连接两交叉处的轴杆上。
7.一种轨道车辆，该车辆包括车身和连接在车身两端的车头，其特征在于，所述车头为上述权利要求1-6任一所述的轨道车辆伸缩车头。
CN201310068652.4A 2013-03-05 2013-03-05 轨道车辆伸缩车头及轨道车辆 Active CN103121454B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310068652.4A CN103121454B (zh) 2013-03-05 2013-03-05 轨道车辆伸缩车头及轨道车辆
PCT/CN2014/072860 WO2014135068A1 (zh) 2013-03-05 2014-03-04 一种可伸缩的轨道车辆车头及其轨道车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310068652.4A CN103121454B (zh) 2013-03-05 2013-03-05 轨道车辆伸缩车头及轨道车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103121454A true CN103121454A (zh) 2013-05-29
CN103121454B CN103121454B (zh) 2015-05-20

Family

ID=48452667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310068652.4A Active CN103121454B (zh) 2013-03-05 2013-03-05 轨道车辆伸缩车头及轨道车辆

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103121454B (zh)
WO (1) WO2014135068A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104608773A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 太平洋商业管理(上海)有限公司 不停站运输乘客方法及应用该方法的轨道式交通工具
CN110481578A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 西南交通大学 高速列车及其减阻系统的控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114245A1 (de) * 2018-06-14 2019-12-19 Voith Patent Gmbh Schienenfahrzeugbugnase

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1013562B (de) * 1952-03-20 1957-08-08 Tox Duebel Und Werkzeugfabrik Verfahren zur Herstellung von Verduebelungskoerpern
JPH09272435A (ja) * 1996-04-10 1997-10-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 鉄道車両
DE10132562A1 (de) * 2001-07-10 2003-01-30 Klaus Manns Vorrichtung zur Unfallfolgenminderung an Bahnübergängen (Sicherheitstender)
CN202071837U (zh) * 2011-05-11 2011-12-14 铁道部运输局 高速列车车头结构
EP2420425A1 (de) * 2010-08-17 2012-02-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Wagenkasten für Schienenfahrzeuge
CN202320333U (zh) * 2011-12-01 2012-07-11 广州中车轨道交通装备股份有限公司 高速动车组空调的整流罩装置
CN102935850A (zh) * 2012-11-21 2013-02-20 唐山轨道客车有限责任公司 动车组车头和动车组

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2041872A (en) * 1935-01-21 1936-05-26 New York Air Brake Co Fluid pressure brake

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1013562B (de) * 1952-03-20 1957-08-08 Tox Duebel Und Werkzeugfabrik Verfahren zur Herstellung von Verduebelungskoerpern
JPH09272435A (ja) * 1996-04-10 1997-10-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 鉄道車両
DE10132562A1 (de) * 2001-07-10 2003-01-30 Klaus Manns Vorrichtung zur Unfallfolgenminderung an Bahnübergängen (Sicherheitstender)
EP2420425A1 (de) * 2010-08-17 2012-02-22 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Wagenkasten für Schienenfahrzeuge
CN202071837U (zh) * 2011-05-11 2011-12-14 铁道部运输局 高速列车车头结构
CN202320333U (zh) * 2011-12-01 2012-07-11 广州中车轨道交通装备股份有限公司 高速动车组空调的整流罩装置
CN102935850A (zh) * 2012-11-21 2013-02-20 唐山轨道客车有限责任公司 动车组车头和动车组

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104608773A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 太平洋商业管理(上海)有限公司 不停站运输乘客方法及应用该方法的轨道式交通工具
CN110481578A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 西南交通大学 高速列车及其减阻系统的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103121454B (zh) 2015-05-20
WO2014135068A1 (zh) 2014-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108162995B (zh) 一种空气导流装置及利用其减小空气压差阻力的方法
CN105539484B (zh) 列车转向架区域防积雪装置
CN103121454B (zh) 轨道车辆伸缩车头及轨道车辆
CN104925241B (zh) 一种可收缩式双尾襟翼翼型风帆
CN105473429B (zh) 车轮轴的底部挡板部件和包括底部挡板部件的结构组合件
CN202483593U (zh) 一种管片运输小车
CN103738342B (zh) 独立驱动型索道交通系统
CN202071837U (zh) 高速列车车头结构
CN105235458A (zh) 一种两栖车车轮收放装置
CN206829000U (zh) 交通锥收放车的锥筒拨正装置
CN205954424U (zh) 一种道路两侧绿化带上方的停车装置
CN102935850B (zh) 动车组车头和动车组
CN202987305U (zh) 可伸缩式底部导流板
CN103723154A (zh) 一种真空管道交通车辆上翘式车头车尾结构
CN102774391A (zh) 高速列车车头结构
CN104847528B (zh) 一种塞式喷管及具有其的发动机排气系统、飞行器
CN207972683U (zh) 一种无轨公路列车结构
CN204021029U (zh) 一种车顶扰流器及使用该车顶扰流器的车辆
CN205149426U (zh) 两栖车车轮收放装置的收放机构
CN105216565A (zh) 一种两栖车车轮收放装置的收放机构
CN204606056U (zh) 电动三轮车车架
CN207838532U (zh) 一种插接式分段笼架
CN202242842U (zh) 一种推力杆
CN201998995U (zh) 高速轨道车辆车体的侧顶结构
CN205737523U (zh) 一种悬挂式轨道小车驱动控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 063035 Hebei province Fengrun District Tangshan City Road No. 3 factory

Patentee after: CRRC TANGSHAN CO., LTD.

Address before: 063035 Hebei province Fengrun District Tangshan City Road No. 3 factory

Patentee before: Tangshan Railway Carriage Co., Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder