CN105539484B - 列车转向架区域防积雪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车转向架区域防积雪装置，包括有根据列车运行方向确定动作顺序的第一执行机构和第二执行机构，第一执行机构和第二执行机构分别安装在列车底架的前端板和后端板上，且转向架位于第一执行机构和第二执行机构之间，第一执行机构包括有一可伸缩式的第一导流板，第二执行机构包括有一可伸缩式的第二导流板，且将靠近列车前进方向的前述第一导流板与远离列车前进方向的前述第二导流板设置成以下的配合关系，即：第一导流板呈伸展打开状态的同时，第二导流板朝列车底架呈收缩合拢状态。本发明可避免列车转向架在运行中发生积雪，保证转向架的动力学性能，提高列车在雪天运行的安全性及运输效率。

Description

列车转向架区域防积雪装置

技术领域

本发明涉及一种列车辅助功能性配套装置，尤其涉及一种可防止高速列车转向架区域在冬季大雪天气运行中发生积雪的防积雪装置。

背景技术

高速列车在高寒地区大雪天气运行时，线路上的积雪由于转向架区域扰流的影响会卷起，并在转向架上堆积，积雪在转向架上发热元件如电机、齿轮箱、盘形制动等作用下会融化成水，然后结成冰，往复作用后，最后转向架上会形成较大的冰块，冰块改变了转向架的动力学特性，甚至约束了转向架的运动，可能会造成严重的脱轨等重大事故。

目前，大部分高速列车没有安装防积雪结冰装置，在冬季下雪天气运行时，转向架积雪结冰较为严重。有的高速列车车体的转向架区域端板上装有橡皮胶囊，用于改善转向架区域的流场结构，该结构在一定程度上改善了入口条件，减少了进入转向架区域的雪量，在实际运行中有一定的防积雪功能，但是针对长距离、大交路的高速列车长时间在大雪天气运行时，尾部对称的结构会兜雪，最终还是会出现转向架区域严重积雪的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种避免列车转向架在运行中发生积雪、保证转向架的动力学性能、提高列车在雪天运行的安全性及运输效率的列车转向架区域防积雪装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种列车转向架区域防积雪装置，该安装于列车底部转向架区域的所述防积雪装置包括有根据列车运行方向确定动作顺序的第一执行机构和第二执行机构，所述第一执行机构和第二执行机构分别安装在列车底架的前端板和后端板上，且转向架位于第一执行机构和第二执行机构之间，所述第一执行机构包括有一可伸缩式的第一导流板，所述第二执行机构包括有一可伸缩式的第二导流板，且将靠近列车前进方向(即前端)的前述第一导流板与远离列车前进方向的前述第二导流板设置成以下的配合关系，即：

所述第一导流板呈伸展打开状态的同时，所述第二导流板朝列车底架呈收缩合拢状态。

本发明提出的上述列车转向架区域防积雪装置可以通过一种简单、有效且易于控制的结构，有效引导车辆底部的空气流动，减少了进入转向架区域的雪量，也避免了转向架区域尾部的兜雪，进一步减少了列车转向架区域积雪发生的概率。

上述的列车转向架区域防积雪装置中，优选的，所述第一导流板呈伸展打开状态具体是指第一导流板朝转向架伸展后使第一导流板与转向架前端(即靠近列车前进方向那一端)之间的间距缩小，所述第二导流板呈收缩合拢状态具体是指第二导流板朝所述列车底架并拢并贴紧所述后端板。在该优选的方案中，安装在列车底部的防积雪装置可对列车底部的空气进行更有针对性地引导，一方面在转向架前端区域尽量减少进入转向架区域的积雪量，另一方面在转向架区域的尾端尽量引导空气流出，减少积雪的发生。

上述的列车转向架区域防积雪装置中，优选的，所述呈伸展打开状态的第一导流板设置有一引导底部空气向轨面偏离的倾斜面，且该倾斜面与水平面成一不大于90°的夹角α，α优选控制在30°～90°，更优选30°～60°(特别优选45°)；所述呈收缩合拢状态的第二导流板设置有一引导转向架区域的空气向所述后端板后方流出的倾斜面，且该倾斜面与水平面成一不大于90°的β，夹角β优选控制在60°的范围内，更优选40°～60°(特别优选45°)。第一导流板和第二导流板之间的距离可设定为L，这些尺寸设计参数之间的相互关系可通过“试验和仿真计算确定”。

上述本发明优选的技术方案中，通过对第一导流板进行优化设计，可以在最大程度上避免空气中夹带的雪花进入转向架区域，从而减少转向架区域的进雪量；与此同时，通过对第二导流板进行优化设计，靠近列车后端的导流板为收起状态，这可在最大程度上避免转向架区域后方气流向转向架区域回流，从而尽最大可能加大出雪量。

上述的列车转向架区域防积雪装置中，优选的，所述第一导流板和第二导流板均由气缸式驱动机构驱动其伸展打开或收缩合拢，所述气缸式驱动机构包括有双作用式气缸和与双作用式气缸连通的储气罐，且双作用式气缸与储气罐之间的气路上安装有双作用式电磁阀。当然，双作用式气缸也可以替换为双作用式液压油缸。通过优选采用前述气缸式驱动机构，可在保持较低成本和简化结构的前提下，更好地实现第一导流板和第二导流板的协同作用，避免转向架积雪；而且，通过设置双作用式电磁阀，可以更好地适应列车的正、反方向的运动，例如，当列车正向运行时，第一导流板伸展打开，而第二导流板则收缩合拢；而当列车反向运行时，只需通过双作用式电磁阀的简单动作，可使已打开的第一导流板收起成为反向运行状态下的第二导流板，同时使已收起的第二导流板伸展打开成为反向运行状态下的第一导流板。

上述的列车转向架区域防积雪装置中，优选的，所述第一导流板和第二导流板均为可绕一固定端旋转伸展开的腔体式结构，该腔体式结构一侧的安装边框与列车底部结构配合安装，该腔体式结构另一侧的端面与一驱动其伸展打开或收缩合拢的驱动机构相连接。当驱动机构优选采用上述的气缸式驱动机构时，所述端面则相对应的连接到双作用式气缸上。作为进一步的改进，所述腔体式结构的端面上加装有一加强筋框架，且驱动机构(如气缸式驱动机构的双作用式气缸)连接在该加强筋框架上，这样能够更好地保证在所述双作用式气缸的作用下，端面不会发生变形，而其他面则可迅速发生变形实现伸展打开或收缩合拢。作为进一步的改进，所述腔体式结构的安装边框与端面之间通过褶皱形的伸缩部连接，该伸缩部主要由抗高寒、耐冲击、轻质的橡胶材料或纤维材料构成，例如天然橡胶与顺丁橡胶的并用胶，具有弹性高、耐冲击、耐寒性等特点，能在零下40℃的环境下正常使用。

上述的列车转向架区域防积雪装置中，优选的，所述腔体式结构仅在安装边框的一侧开口，且与列车底部结构形成密闭型腔体。这样当第一导流板伸展打开时，可避免雪花飞入腔体式结构中，从而保证执行机构的正常运行。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供了一种专门用于防止列车(特别是高速列车)转向架区域积雪的防积雪装置，该装置能够引导列车底部的空气流动，从而避免列车转向架在运行中发生积雪，保证转向架的动力学性能不会因为积雪而发生恶化，提高了高速列车在下雪天气的安全性及运输效率。在优选的设计方案中，本发明的防积雪装置不仅能够减少转向架前端进入转向架区域的雪量，还能减少转向架区域尾部的回流，更大幅度地减少转向架积雪结冰。另外，在更优选的设计方案中，本发明的防积雪装置还能随列车运动方向的变化而自动发生变化，能够随着列车运行方向自动伸缩，工作可靠，结构简单，且免维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中第二导流板收缩合拢时的结构示意图。

图2是本发明实施例中第一导流板伸展打开时的结构示意图。

图3是本发明实施例中第一导流板和第二导流板在转向架区域的安装结构示意图。

图4是本发明实施例中的防积雪装置在车辆向右行驶时的工作原理示意图。

图5是本发明实施例中的防积雪装置在车辆上的安装示意图(透视图，省去了转向架)。

图例说明：

1、第二导流板；2、安装座；3、销轴；4、双作用式气缸；5、导流板销轴；6、导流板座；7、伸缩部；8、端面；9、安装边框；10、轮对；11、后端板；12、第一双作用式电磁阀；13、储气罐；14、第二双作用式电磁阀；15、加强筋框架；16、前端板；17、转向架；18、第一导流板；19、密闭型腔体。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

一种如图1-图5所示本发明的可防止高速列车转向架区域在运行中发生积雪的列车转向架区域防积雪装置，该防积雪装置安装于列车底部转向架区域的前、后端板上，该防积雪装置包括有驱动机构、以及根据列车运行方向确定动作顺序的第一执行机构和第二执行机构，第一执行机构和第二执行机构分别安装在列车底架的前端板16和后端板11上，且转向架17位于第一执行机构和第二执行机构之间(参见图5)。

本实施例中，上述的第一执行机构包括有一可伸缩式的第一导流板18(参见图2)，而第二执行机构则包括有一可伸缩式的第二导流板1(参见图1)，且将靠近列车前进方向设定为前述第一导流板18，而远离列车前进方向的设定为前述第二导流板1(如果列车转向，则第一导流板和第二导流板对调即可)，第一导流板18与第二导流板1设置成以下的配合关系，即：列车前进时，第一导流板18朝转向架17呈伸展打开状态的同时，第二导流板1朝列车底架呈收缩合拢状态。

如图4所示，本实施例中，第一导流板18朝转向架17呈伸展打开状态是指第一导流板18朝转向架17伸展后使第一导流板18与转向架17前端(即靠近列车前进方向那一端)之间的间距缩小，即第一导流板18向前方的轮对10靠近，呈伸展打开状态的第一导流板18设置有一引导底部空气向轨面偏离的倾斜面，且该倾斜面与水平面的夹角α控制在45°。第二导流板1朝列车底架呈收缩合拢状态是指第二导流板1朝列车底架并拢并贴紧后端板11，即第二导流板1逐渐远离后方的轮对10；呈收缩合拢状态的第二导流板1设置有一引导转向架区域的空气向后端板11后方流出的倾斜面，且该倾斜面与水平面的夹角β控制在45°。本实施例的防积雪装置可对列车底部的空气进行更有针对性地引导，一方面在转向架前端区域尽量减少进入转向架区域的积雪量，另一方面在转向架区域的尾端尽量引导空气流出，避免转向架区域后方气流向转向架区域回流，减少积雪的发生。

如图1、图2、图3所示，本实施例中的第一导流板18和第二导流板1均为可绕一固定端旋转伸展开的腔体式结构(类似扇形)，该腔体式结构包括有安装边框9和端面8，安装边框9与端面8之间通过褶皱形的伸缩部7连接，本实施例中的伸缩部7主要由抗高寒、耐冲击、轻质的橡胶囊材料构成。位于腔体式结构一侧的安装边框9通过一矩形边框与列车底部结构配合安装，位于该腔体式结构另一侧的端面8上加装有一加强筋框架15，该加强筋框架15与一驱动腔体式结构伸展打开或收缩合拢的驱动机构相连接(参见图2)，这样能够更好地保证在驱动机构的作用下，端面不会发生变形，而其他面则可迅速发生变形实现伸展打开或收缩合拢。本实施例中，第一导流板18和第二导流板1的腔体式结构为一密闭型腔体19，且仅在安装边框9的一侧开口(参见图2)，通过安装边框9与列车底部结构形成密封。这样可避免执行机构(即上述第一执行机构和第二执行机构)运动时雪花吸入到执行机构中，保证执行机构的稳定运行。

如图4所示，本实施例中的驱动机构采用一气缸式驱动机构，即第一导流板18和第二导流板1均由一气缸式驱动机构驱动其伸展打开或收缩合拢，该气缸式驱动机构包括有双作用式气缸4和与双作用式气缸4连通的储气罐13，储气罐13与每组双作用式气缸4之间的气路上均设置有一双作用式电磁阀；其中，储气罐13与驱动第一导流板18的双作用式气缸4之间的气路上配置有第一双作用式电磁阀12，储气罐13与驱动第二导流板1的双作用式气缸4之间的气路上配置有第二双作用式电磁阀14。驱动第一导流板18的双作用式气缸4的一端通过安装座2和销轴3固定在转向架区域的列车底架横梁(图中未示出)上，另一端通过导流板销轴5和导流板座6固接到第一导流板18的端面8上；驱动第二导流板1的双作用式气缸4的一端通过安装座2和销轴3固定在转向架区域的后端板11上，另一端通过导流板销轴5和导流板座6固接到第二导流板1的端面8上。通过采用前述气缸式驱动机构，可在保持较低成本和简化结构的前提下，更好地实现第一导流板18和第二导流板1的协同作用，避免转向架积雪；而且，通过设置双作用式电磁阀，可以更好地适应列车的正、反方向的运动。

本实施例的列车转向架区域防积雪装置中，第一导流板18、第二导流板1的高度，第一导流板18的倾斜面与水平面的夹角α，第二导流板1的倾斜面与水平面的夹角β，转向架区域的长度等，这些参数均可由试验或仿真计算确定。

由上可见，在具体的安装应用中，最好在每个转向架区域各装一套本发明的防积雪装置，每套防积雪装置均包括两个执行机构(即上述第一执行机构和第二执行机构)，每个执行机构均包括一组双作用式气缸和一个双作用式电磁阀，其动力共用车载的高压空气。

本实施例的列车转向架区域防积雪装置的工作原理如图4所示，当列车向右行驶时，储气罐13中的高压空气经第二双作用式电磁阀14的1位端，给转向架区域后端的双作用式气缸4的1位端充气，其驱动后端的双作用式气缸4收缩，进而带动第二导流板1收缩并拢并贴紧后端板11；同时，储气罐13中的高压空气流经第一双作用式电磁阀12的2位端，给转向架区域前端的双作用式气缸4的2位端充气，转向架区域前端的双作用式气缸4伸出，进而推动第一导流板18朝转向架17伸展打开，使第一导流板18与转向架17前端之间的间距缩小；第一导流板18的伸展打开形成的倾斜面强迫前方底部的气流向轨面偏离，避免气流进入转向架区域，由于气流中夹带雪花，因此也减少了进入转向架区域的雪量；而第二导流板1则处于收缩并拢状态，其形成的倾斜面使底部气流冲刷到后方的第二导流板1时气流依然向后方移动，避免气流向转向架区域回流，由于气流中夹带雪花，因此也减少了从尾部进入转向架区域的雪花；第一导流板18和第二导流板1的共同作用，大大减少了转向架区域的积雪。当列车反向运行时，第二双作用式电磁阀14切换到2位端，第一双作用式电磁阀12切换到1位端，使转向架17两侧的双作用式气缸4产生相反的动作，但工作原理与列车正向行驶时完全相同，从而同样可以减少积雪的发生。当列车进入车库或长久停车时，转向架17两侧的第一导流板18和第二导流板1在双作用式气缸4的作用下均收起，可使其恢复到非工作状态。由此可见，通过安装应用本发明的列车转向架区域防积雪装置，可以在不降速运行的前提下尽最大可能保证列车的运行安全性。

Claims (8)

1.一种列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，安装于列车底部转向架区域的所述防积雪装置包括有根据列车运行方向确定动作顺序的第一执行机构和第二执行机构，所述第一执行机构和第二执行机构分别安装在列车底架的前端板和后端板上，且转向架位于第一执行机构和第二执行机构之间，所述第一执行机构包括有一可伸缩式的第一导流板，所述第二执行机构包括有一可伸缩式的第二导流板，且将靠近列车前进方向的前述第一导流板与远离列车前进方向的前述第二导流板设置成以下的配合关系，即：

所述第一导流板呈伸展打开状态的同时，所述第二导流板朝列车底架呈收缩合拢状态；

所述第一导流板呈伸展打开状态具体是指第一导流板朝转向架伸展后使第一导流板与转向架前端之间的间距缩小，所述第二导流板呈收缩合拢状态具体是指第二导流板朝所述列车底架并拢并贴紧所述后端板。

2.根据权利要求1所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述呈伸展打开状态的第一导流板设置有一引导底部空气向轨面偏离的倾斜面，且该倾斜面与水平面成一不大于90°的夹角α；所述呈收缩合拢状态的第二导流板设置有一引导转向架区域的空气向所述后端板后方流出的倾斜面，且该倾斜面与水平面成一不大于90°的夹角β。

3.根据权利要求2所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述夹角α的角度范围控制在30°～60°，所述夹角β的角度范围控制在40°～60°。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述第一导流板和第二导流板均由气缸式驱动机构驱动其伸展打开或收缩合拢，所述气缸式驱动机构包括有双作用式气缸和与双作用式气缸连通的储气罐，且双作用式气缸与储气罐之间的气路上安装有双作用式电磁阀。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述第一导流板和第二导流板均为橡胶囊制成的腔体式结构，该腔体式结构一侧的安装边框与列车底部结构配合安装，该腔体式结构另一侧的端面与一驱动其伸展打开或收缩合拢的驱动机构相连接。

6.根据权利要求5所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述驱动机构为一气缸式驱动机构，该气缸式驱动机构驱动所述第一导流板或第二导流板伸展打开或收缩合拢，所述气缸式驱动机构包括有双作用式气缸和与双作用式气缸连通的储气罐，且双作用式气缸与储气罐之间的气路上安装有双作用式电磁阀；所述腔体式结构的端面上加装有一加强筋框架，且双作用式气缸连接在该加强筋框架上。

7.根据权利要求5所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述腔体式结构的安装边框与端面之间通过褶皱形的伸缩部连接，该伸缩部主要由抗高寒、耐冲击、轻质的橡胶材料或纤维材料构成。

8.根据权利要求5所述的列车转向架区域防积雪装置，其特征在于，所述腔体式结构仅在安装边框的一侧开口，且与列车底部结构形成密闭型腔体。