CN103129572A - 动车组车体和动车组 - Google Patents

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刘慧军
王立航
闻兴业
姜东杰
孙荷
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Abstract

本发明提供一种动车组车体和动车组，所述动车组车体的外壁的纵向截面外部具有多个周期性交替排列的凸起和凹陷。本发明提供的动车组车体和动车组，通过多个凸起与凹陷周期性交替排列的动车组车体外壁，使得气流随动车组车体外壁产生的漩涡留驻在凹陷内，形成多个微型的空气滚动轴承，以使气流在漩涡上流动，将动车组车体与气流的滑动摩擦转变成滚动摩擦，极大降低动车组车体与气流间的摩擦阻力，且结构简单可靠，解决了现有技术结构复杂和可靠性差的缺陷。

Description

动车组车体和动车组
技术领域
本发明涉及机械结构技术，尤其涉及一种动车组车体和动车组。
背景技术
随着动车组运行速度的不断提高，动车组的空气阻力也明显增大，动车组运行中消耗的大部分能量用来克服空气阻力，其中，摩擦阻力在空气阻力中占有较大比重，当动车组高速运行时，气流在车体表面处形成边界层，在边界层内，由于空气的粘性作用，即空气分子间引力的作用，沿着车体表面的法向方向，气流与车体的相对速度从车体表面处的零速度发展到接近气流的速度，导致气流与车体表面发生相对运动，产生了摩擦阻力，摩擦阻力大小主要与车体表面的粗糙度和空气流动状态有关。目前，主要依靠提高车体表面的光滑度，降低车体与气流间的滑动摩擦系数，以降低车体与气流间摩擦阻力，但是，受制造工艺影响，车体表面光滑度的提高有限，不能大幅有效的降阻。
图1为现有减阻结构的结构示意图，如图1所示，现有减阻结构包括：轮轴11和转动体12，轮轴设置在物体表面13，与物体表面13连接，转动体12与轮轴11套接，当物体高速运动时，边界层空气14的粘性在物体表面13产生的剪切力带动转动体12转动。通过转动体12的转动使得运动物体表面与气流相对速度减小，将气流与运动物体间的滑动摩擦阻力转变为远远小于滑动摩擦阻力的滚动摩擦阻力，进而降低了摩擦阻力。
但是，由于现有技术中的减阻结构的结构复杂，因而制造精度和装配工艺要求较高，且可靠性差，当现有的减阻结构在运行过程中与其他物体产生轻微碰撞时，会毁坏轮轴和转动体，产生较高的维护费用。
发明内容
本发明提供一种动车组车体和动车组，以解决现有技术中的减阻结构，结构复杂和可靠性差的缺陷，降低动车组的摩擦阻力。
本发明提供一种动车组车体，其中，所述车体的外壁的纵向截面外部具有多个周期性交替排列的凸起和凹陷。
如上所述的动车组车体，其中，优选的是，所述凸起和凹陷在所述外壁横截面上呈环形布置。
如上所述的动车组车体，其中，优选的是，所述凸起和凹陷形成正弦波形。
如上所述的动车组车体，其中，优选的是，所述凸起和凹陷均为U形。
如上所述的动车组车体，其中，优选的是，所述凸起和凹陷均为V形。
如上所述的动车组车体，其中，优选的是，所述凸起和凹陷均为半圆形。
如上所述的动车组车体，其中，优选的是，所述凸起的顶部距离所述凹陷的底部的高度为0.01mm-0.1mm。
本发明还提供一种动车组，其中，包括车头和如上所述的动车组车体，所述车头与所述动车组车体连接。
本发明提供的动车组车体和动车组，通过多个凸起与凹陷周期性交替排列的动车组车体外壁，使得气流随车体外壁产生的漩涡留驻在凹陷内，形成多个微型的空气滚动轴承，以使气流在漩涡上流动，将动车组车体与气流的滑动摩擦转变成滚动摩擦，极大降低动车组车体与气流间的摩擦阻力，且结构简单可靠，解决了现有技术结构复杂和可靠性差的缺陷。
附图说明
图1为现有减阻结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的动车组车体的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的动车组车体中外壁的结构示意图。
附图标记：
1-气流；                1a-漩涡；                2-动车组车体；
2a-凸起；               2b-凹陷；                3-车头；
L-间距；                h-高度。
具体实施方式
图2为本发明实施例提供的动车组车体的结构示意图；图3为本发明实施例提供的动车组车体中外壁的结构示意图。结合图2和图3，本发明提供的动车组车体，其中，动车组车体2的外壁的纵向截面外部具有多个周期性交替排列的凸起2a和凹陷2b。多个周期性交替排列的凸起2a和凹陷2b可以直接加工于动车组车体2的外壁上，也可以将具有多个周期性交替排列的凸起2a和凹陷2b的薄膜贴附于动车组车体2的外壁上，凸起2a和凹陷2b具体可以依据动车组车体2的外壁结构进行布局，动车组车体2的外壁不连续部分可以不进行布局，例如，车窗，标识等位置可以不布设。
本实施例中，当动车组高速运行时，当气流1流经动车组车体2的外壁时，由于动车组车体2的外壁的多个凸起2a和凹陷2b为周期性的交替排列，即动车组车体2的外壁上的各点均以一定的规律周期性排列，则气流1在多个凹陷2b内可以形成稳定的多个漩涡1a，这一系列周期性排列的漩涡1a起到了类似滚动轴承的作用，代替了常规边界层，极大的降低了摩擦阻力。
本发明提供的动车组车体，通过多个凸起2a与凹陷2b周期性交替排列的动车组车体外壁，使得气流1随动车组车体外壁产生的漩涡1a留驻在凹陷2b内，形成多个微型的空气滚动轴承，以使气流1在漩涡1a上流动，将动车组车体2与气流1的滑动摩擦转变成滚动摩擦，极大降低动车组车体2与气流1间的摩擦阻力，且结构简单可靠，解决了现有技术结构复杂和可靠性差的缺陷。
在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，凸起2a和凹陷2b在外壁横截面上呈环形布置，保证动车组车体2的外壁具有多个周期性交替排列的凸起2a和凹陷2b的表面积达到最大。
在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，凸起2a和凹陷2b形成正弦波形，根据正弦波形h/(4π/L)的比例定义周期性排列的间距L及高度h，可以提高多个留驻在凹陷2b内的漩涡1a的稳定性，进而提高了减阻的稳定性。
在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，凸起2a的顶部距离凹陷2b的底部的高度h为0.01mm-0.1mm。
与上述实施例技术方案不同的是，本实施例中，凸起2a和凹陷2b还可以为U形。
与上述实施例技术方案不同的是，本实施例中，凸起2a和凹陷2b还可以为V形。
与上述实施例技术方案不同的是，本实施例中，凸起2a和凹陷2b还可以为半圆形。
本发明还提供一种动车组，其中，包括车头3和本发明提供的动车组动车组车体2，车头3与动车组车体2连接。本实施例采用了上述动车组车体实施例的技术方案，其技术原理及达到的技术效果类似，不再赘述。
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：其依然可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 (8)

1.一种动车组车体，其特征在于，所述动车组车体的外壁的纵向截面外部具有多个周期性交替排列的凸起和凹陷。
2.根据权利要求1所述的动车组车体，其特征在于，所述凸起和凹陷在所述外壁横截面上呈环形布置。
3.根据权利要求1所述的动车组车体，其特征在于，所述凸起和凹陷形成正弦波形。
4.根据权利要求1所述的动车组车体，其特征在于，所述凸起和凹陷均为U形。
5.根据权利要求1所述的动车组车体，其特征在于，所述凸起和凹陷均为V形。
6.根据权利要求1所述的动车组车体，其特征在于，所述凸起和凹陷均为半圆形。
7.根据权利要求1所述的动车组车体，其特征在于，所述凸起的顶部距离所述凹陷的底部的高度为0.01mm-0.1mm。
8.一种动车组，其特征在于，包括车头和如权利要求1-7任一项所述的动车组车体，所述车头与所述动车组车体连接。
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