CN104309629B - 一种轨道车辆防雪导流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道车辆防雪导流装置，包括转向架和围绕在转向架周围的设备舱底板，在所述转向架沿车辆运行方向的前后两端的裙板上各设置有一凸出于裙板的导流板。本发明充分利用空气动力学原理，通过在转向架部位设置导流板，增加雪和气流的分离，减少雪在转向架区域的积聚结冰，减少冰块脱落对转向架及其部件的损伤，进而保证转向架及整车运行的安全性或可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于在高寒、高风沙地区运营的轨道车辆防雪导流装置，属于轨道车辆制造技术领域。
背景技术
在高寒、高风沙地区运营的轨道车辆，不可避免地会遇到在转向架等外露的部位易积冰雪和沙尘的问题，造成转向架上的制动盘异常磨耗，发生制动夹钳动作不良等故障等问题，而且积聚的冰块脱落还会损伤转向架及其上部件，严重影响车辆运行安全。目前，在动车组等轨道车辆中无有效方法解决制动系统积冰雪的问题，主要依靠人力清除，废时废力。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可以减少雪在转向架区域的积聚结冰，进而可以保证转向架及整车运行的安全性或可靠性的轨道车辆导流防雪装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种轨道车辆防雪导流装置，包括转向架和围绕在转向架周围的设备舱底板，在所述转向架沿车辆运行方向的前后两端的裙板上各设置有一凸出于裙板的导流板。
进一步，所述导流板为沿垂直方向延伸设置的长条形的箱形结构。
进一步，所述导流板的水平断面为帽形，两侧及顶部均为圆弧过渡。
进一步，所述设备舱底板的前后两端的端板从下至上向转向架方向倾斜。
进一步，在所述设备舱底板的沿车辆运行方向的前后两端的端板上各设置一个向所述转向架方向凸出的导流罩。
进一步，所述导流罩沿车体的宽度方向通长设置，所述导流罩的长度等于或大于转向架上轮对的轮距。
进一步，所述导流罩设置在所述端板的底部。
进一步，所述导流罩为胶囊形结构。
进一步，所述导流罩为橡胶件。
进一步，所述导流罩的垂向断面为三角形，所述导流罩的底边水平或略向下倾。
综上内容，本发明提供的一种轨道车辆防雪导流装置，充分利用空气动力学原理，通过在转向架部位设置导流罩和导流板，改善转向架区域的空气流场，增加了雪和气流的分离，减少雪在转向架区域的积聚结冰，减少冰块脱落对转向架及其部件的损伤，进而保证转向架及整车运行的安全性或可靠性。导流罩和导流板整体结构简单，安装拆卸均非常方便，不会影响原转向架和车体结构，利于对现车改造，成本低。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明导流罩断面结构示意图；
图3是本发明导流板安装位置示意图；
图4是本发明导流板结构剖面图。
如图1至图4所示，转向架1，设备舱2，底板3，裙板4，端板5，顶板6，导流罩7，车轮8，导流板9，缺口10，半裙板11，安装座12，螺栓13。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，本发明提供了一种轨道车辆导流防雪装置，包括转向架1，在转向架1以外的其它车下空间设置有设备舱2，用于安装车下设备，设备舱2对车下设备起到较好的保护作用。
设备舱2由底板3及两侧的裙板4围成，在安装转向架1的位置，设备舱2的底板3为绕开转向架1都会向上凹陷，为转向架1留出空间，在此处的底板3由沿车辆运行方向的前后两端的端板5和顶板6组成。车辆在高速运行时，部分气流会从底板3与转向架1之间的间隙进入转向架1，再绕过转向架1后从后端部流出。现有技术中，两个端板5均为垂直设置，本实施例中，为了改善进入转向架1后的气流流场分布状态，将前后两个端板5倾斜设置，从下至上向转向架1方向倾斜，端板5的顶部与顶板6之间通过圆弧过渡或通过一折角板过渡，经过大量实验验证，端板5与水平面之间的夹角α优选为50-70°之间，以得到最佳的气流流场分布，倾斜的端板5将气流斜向上引入转向架1的上方，利于空气流动，减少空气阻力。
如图1所示，在前后两端的端板5上各设置一个向转向架1方向凸出的导流罩7，本实施例中，则优选将两个导流罩7分别设置在前后两个端板5的底部，即车体底部气流的进气口处。在端板5上焊接固定有安装座12，导流罩7通过多个螺栓13固定在安装座12上，安装拆卸均非常方便，而且不会受到转向架1部位安装空间的限制，可以在现车的基础上进行改造。这样，车辆底部气流在导流罩7的阻挡作用下，进入转向架1前需要绕开导流罩7，不但改变了局部气流的方向，与倾斜的端板5配合，更加有利于气流的流动，而且，导流罩7相对减少了底架3与转向架1之间的间隙面积，大幅度减少了进入转向架1部分的气流的进气量，气流里夹杂的雪、沙尘等也随之大幅减少，导流罩7本身也阻挡了部分雪、沙尘进入转向架1，最大限度地起到了防雪、防沙尘的作用。在前后两端的端板5上都设置导流罩7，是为了满足车辆不同运行方向的要求。
如图1和图2所示，为了达到最佳的阻挡作用，导流罩7沿车体的宽度方向通长设置，导流罩7的长度等于或大于转向架1上两个车轮8的轮距，从而保证最大限度地减少雪、沙尘进入转向架1的可能。为了改善气流流经导流罩7的流场，导流罩7的垂向断面设计为三角形，导流罩7的底边水平或略向下倾斜，以更好地起到阻挡气流的作用，导流罩7的前端角β的角度优选为60°，前端角β通过弧线过渡，导流罩7在垂向上的高度H为200～220mm，宽度L为2400mm，导流罩7的前端沿与车轮8边缘的距离最小间距为160mm，避免导流罩7与车轮8的运行过程中接触，并减小了转向架部位底部开口面积，从而减少了从开口处的进雪量。
导流罩7可以采用实心或空心的金属制件，为了进一步提高其防雪、防沙的性能，如图1和图2所示，本实施例中，导流罩7优选采用由橡胶材料制成的封闭的胶囊形结构，橡胶的硬度适中，这样，在气流流过导流罩7时，橡胶制成的导流罩7在气流的作用下不断地抖动，进一步避免雪、沙尘等的沉积，达到防雪、防沙的目的。另外，采用胶囊形结构也可以减轻导流罩7的重量，满足轻量化的要求。如图2所示，安装座12上下设置两个，安装座12是个夹层的结构，导流罩7的上下边插入安装座12的夹层内用螺栓13拧紧固定。
导流罩7的表面为光滑面，防止冰雪积聚，也方便冰雪从表面脱落，局部增加凹筋，以增大刚度。
如图1和图3、图4所示，本实施例中，在转向架1前后两端的裙板4上各设置有一凸出于裙板4的导流板9，导流板9在垂直方向大致呈长条形的封闭的箱形结构，沿垂直方向延伸设置，导流板9的垂向高度选择为200～220mm之间，导流板9的垂向高度要覆盖转向架1位置的裙板4的缺口10处，最大限度地减少雪、沙尘进入转向架1。在前后两端的裙板4上都设置导流板9，是为了满足车辆不同运行方向的要求。
如图4所示，导流板9的水平断面为空心的帽形结构，帽形的两侧及顶部均为圆弧过渡，基本上由三段弧线组成。夹杂着雪、沙尘的气流在高速流经导流板9时，在导流板9具有弧度的迎风面的作用下，产生离心力，由于雪、沙尘的比重比空气重，进而在离心力的作用，将雪和沙尘与空气分离，雪和沙尘被甩出，雪和沙尘不会绕过导流板9而进入转向架1，只有空气则绕过导流板9进入转向架1部位。
如图4所示，经过大量实验验证，为了达到最佳的分离作用，导流板9两侧的弧线半径R1和R2优选为50mm～70mm之间，导流板9在水平面上的宽度2H优选为120mm，厚度H优选在60mm以内，导流板9从上至下可以采用厚度H相同的结构，也可以如图3所示，厚度H从上至下是逐渐变化的，上下两端相对较薄，中间相对较厚，这样更有利于避免雪和沙尘从缺口10处进入转向架1，厚度H的选择要保证车辆限界要求，导流板9的边缘距裙板4缺口的距离D为160mm以上。
导流板9采用不锈钢等金属制件，以保证其具有足够的强度和刚度，导流罩9通过焊接的方式直接焊接在裙板4上，也可以通过螺栓固定安装在裙板4上。
如图1所示，在车体1两侧的裙板4的缺口10处各设置有一半裙板11，半裙板11覆盖了转向架1的上半部分，半裙板11与转向架1前后两端的裙板4的流线型一致，半裙板11可以引导车体两侧的气流，减少进入转向架1内的气流的进气量，气流里夹杂的雪、沙尘等也随之进一步大幅减少，同时保护转向架空气弹簧及高度阀，降低运行阻力。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种轨道车辆防雪导流装置，包括转向架和围绕在转向架周围的设备舱底板，其特征在于：在所述转向架沿车辆运行方向的前后两端的裙板上各设置有一凸出于裙板的导流板。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流板为沿垂直方向延伸设置的长条形的箱形结构。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流板的水平断面为帽形，两侧及顶部均为圆弧过渡。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述设备舱底板的前后两端的端板从下至上向转向架方向倾斜。
5.根据权利要求1至4任一项所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：在所述设备舱底板的沿车辆运行方向的前后两端的端板上各设置一个向所述转向架方向凸出的导流罩。
6.根据权利要求5所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流罩沿车体的宽度方向通长设置，所述导流罩的长度等于或大于转向架上轮对的轮距。
7.根据权利要求5所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流罩设置在所述端板的底部。
8.根据权利要求5所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流罩为胶囊形结构。
9.根据权利要求5所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流罩为橡胶件。
10.根据权利要求5所述的轨道车辆防雪导流装置，其特征在于：所述导流罩的垂向断面为三角形，所述导流罩的底边水平或略向下倾斜。
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