CN107571921A - 一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，由前板、前立柱、中梁、顶板、导流板、侧板、推拉门、后立柱、后门及其附件、底板组成。前板的瓦楞垂直于地面，顶板的瓦楞平行于地面，前板与顶板通过渡圆角连接，前板与顶板的瓦楞结构参数相对应形成气流通道，顶板后端瓦楞顶部倒角，后端用梯形封板封闭，导流板平行安装在封板上；侧板瓦楞平行于地面，侧板中间安装推拉门，推拉门与侧板瓦楞的结构参数对应，推拉门遥控锁内置，侧板与开设有与侧板的瓦楞的波形相对应的通孔前、后立柱相连；后门采用卷帘门，卷帘瓦楞的结构参数与侧面瓦楞相对应。解决了现有技术中的瓦楞板车厢阻力大的问题，装、卸货方便。

Description

一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢

技术领域

本发明涉及运输技术领域，具体涉及一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢。

背景技术

瓦楞板车厢的瓦楞造型使车厢本身具有一定的刚度，无需较多骨架加强，整体重量小，因此在国内应用广泛。但现有的瓦楞板车厢表面凹凸不平，产生气流堆积和分离、增加了整车气动阻力，比外表面使用平板的车厢气动阻力增大约5％-10％(以阻力系数0.69为基础)，导致油耗增加。随着国内高速公路建设和物流业快速发展对于效率要求的提高，导致载货车车速不断升高，因此瓦楞板车厢节能减阻问题日益突出。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，解决了现有技术中的瓦楞板车厢阻力大的问题，狭小空间装、卸货物方便，迎风面积减小约1％，整车风阻系数减小0.11，整车气动阻力减小15.94％以上。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，包括前板1、前立柱2、侧板3、顶板5、导流板6、后立柱9、底板10、四个中梁和四个横梁，除底板10外所有板均为瓦楞板，所述的前立柱2和后立柱9的上端均与上部的中梁7连接，下端均与底板10连接；所述的前上横梁11两端分别连接两个上部的中梁7的前端；所述的后上横梁17两端分别连接两个中梁7的尾端；所述的顶板5和侧板3通过中梁7连接，顶板5和侧板3的瓦楞平行于行驶地面；所述的前板1的瓦楞垂直于行驶地面，前板1的内侧与顶板5前端的内侧面均搭接在前横梁11上，前板1与顶板5连接，并且连接处为圆角过渡，前板1与顶板5的瓦楞的结构参数相对应形成气流通道，顶板5后端的内侧面搭接在后横梁17上；所述的前立柱2和后立柱9上开设有与侧板3的瓦楞的波形相对应的通孔，形成气流通道；所述的车厢尾部的顶板5的瓦楞的波峰处连接有导流板6，导流板6与水平面的夹角为15度，顶板5的端面的瓦楞处设置有与瓦楞形状相同的封板16，封板16两端分别与导流板6和后横梁17连接。

所述的基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢还包括侧门4，所述的侧门4包括推拉门12、导轨13、导轨14、门把手15，所述的导轨14安装在侧板3上，推拉门12通过上下两个导轨14与车厢相连接，推拉门12与侧板3的瓦楞的结构和参数相同。

所述的基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢还包括卷帘式的车厢后门10，车厢后门10由后门卷帘18、转轴外板19、转轴20、导轨21、后门锁座22组成，转轴20和转轴外板19直接与后立柱9相连，卷帘18通过导轨21与后立柱9相连，卷帘的结构参数同侧面瓦楞结构参数，后门锁座焊接在后门立柱9和卷帘18上。

所述的后立柱9由两个方管组成，两侧方管镂空，与侧板焊接形成射流管。

所述的前板1、顶板5侧板3和侧门4的瓦楞形状为梯形。

所述的前板1与顶板5连接处的过渡圆角半径为200-350mm。

本发明的有益效果如下：

本发明的低风阻瓦楞板车厢的前部和尾部形成导流和射流，可以减小车厢前部、侧面、尾部的气流堆积和分离，从而实现流过车厢表面空气边界层的控制，车厢的整体气动阻力减小15.94％以上，与现有技术中的瓦楞板车厢相比具有气动阻力小，重量轻，可提高整车燃油经济性，装卸货物方便等优点。

附图说明

图1是本发明低风阻瓦楞板车厢的结构示意图；

图2是本发明低风阻瓦楞板车厢的前视图；

图3是本发明低风阻瓦楞板车厢立柱主视图；

图4是本发明低风阻瓦楞板车厢立柱截面视图；

图5是本发明低风阻瓦楞板车厢的左视图；

图6是本发明低风阻瓦楞板车厢前部连接处的剖视放大图；

图7是本发明低风阻瓦楞板车厢侧门打开状态侧视图；

图8是本发明低风阻瓦楞板车厢俯视图；

图9是本发明低风阻瓦楞板车厢尾部A-A截面向视图；

图10本发明低风阻瓦楞板车厢尾部B-B截面向视图；

图11本发明低风阻瓦楞板车厢导流板示意图；

图12本发明低风阻瓦楞板车厢顶板尾部的封板示意图

图13是本发明低风阻瓦楞板车厢后视图；

图14是本发明低风阻瓦楞板车厢仰视图；

图15是本发明低风阻瓦楞板车厢周围的速度矢量图；

图16是一般车厢周围的速度矢量图；

图17是低风阻车厢顶部的速度矢量图；

图18是一般车厢顶部的速度矢量图；

图19是车厢前部圆角半径对整车阻力系数的影响；

图20是低风阻车厢尾部上面的速度矢量图；

图21是一般车厢尾部上面的速度矢量图；

图22是低风阻车厢尾部侧面的速度矢量图；

图23是一般车厢尾部的侧面速度矢量图；

图24是低风阻瓦楞板车厢和一般车厢的尾部顶端压力对比示意图；

图25是低风阻瓦楞板车厢和一般车厢的尾部压力对比示意图。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，由前板1、前立柱2、侧板3、顶板5、导流板6、后门及其附件8、后立柱9、底板10、四个中梁和四个横梁组成，除底板10外所有板均为瓦楞板，所述的前立柱2和后立柱9的上端均与上部的中梁7连接，下端均与底板10连接；所述的前上横梁11两端分别连接两个上部的中梁7的前端；所述的后上横梁17两端分别连接两个中梁7的尾端；所述的顶板5和侧板3通过中梁7连接，顶板5和侧板3的瓦楞平行于行驶地面；所述的前板1的瓦楞垂直于行驶地面。所述的前板1、顶板5侧板3和侧门4的瓦楞形状为梯形。所有板型结构总成采用瓦楞板，侧面瓦楞板与车辆行驶方向一致，瓦楞板的间距在保证转弯、制动时货物冲击车厢使用刚度的要求下，尽量减少瓦楞数量，实现降重。

如图5和6所示，前板1的内侧与顶板5前端的内侧面均搭接在前横梁11上，前板1与顶板5连接，并且连接处为圆角过渡，所述的圆角半径根据情况取200-350mm，前板1与顶板5的瓦楞的结构参数相对应形成气流通道，顶板5后端的内侧面搭接在后横梁17上。

如图3和4所示，所述的前立柱2和后立柱9上开设有与侧板3的瓦楞的波形相对应的通孔，形成气流通道。

如图8、9和10所示，如图所述的车厢尾部的顶板5的瓦楞的波峰处倒角，与水平面的夹角为15度，顶板5的端面的瓦楞处设置有与瓦楞形状相同的封板16，封板16边缘后横梁17连接，导流板6平行安装在封板16上。

如图7所示，所述的基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢还包括侧门4，所述的侧门4包括推拉门12、导轨13、导轨14、门把手15，所述的导轨14安装在侧板3上，推拉门12通过上下两个导轨14与车厢相连接，推拉门12与侧板3的瓦楞的结构和参数相同。侧面开门方式，采用推拉门、遥控(车厢)内置锁，两侧结构对称设计，装卸货物方便。

如图13所示，所述的基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢还包括卷帘式的车厢后门10，车厢后门10由后门卷帘18、转轴外板19、转轴20、导轨21、后门锁座22组成，转轴20和转轴外板直接与后立柱9相连，卷帘18通过导轨21与后立柱9相连，卷帘的结构参数同侧面瓦楞结构参数，后门锁座焊接在后门立柱9和卷帘18上。所述的后立柱9由两个方管组成，两侧方管镂空，与侧板焊接形成射流管。卷帘18稳定尾部湍流，增加尾部空气，减小负压。

如图14，底板与两个下部的中梁7和前立柱2、后立柱9焊接连接。

经CFD数值计算实验验证，本发明提供的基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，低风阻瓦楞板车厢比一般瓦楞版车厢，迎风面积减小约1.1％(普通车厢的迎风面积9.16m²，低风阻瓦楞版车厢迎风面积9.06m²)；如图15-18所示，车厢周围的空气速度矢量场对比可以看出，车厢前部镂空的立柱和圆角有效的减小了气流的分离，车厢侧面及顶面的纵向瓦楞布置、侧面推拉门、遥控内置锁及其附件的设计减小了气流的堆积和减弱了气流分离；如图19所示，车厢圆角半径取值最大化减小了车厢阻力；如图20-23所示，车厢尾部的导流板和镂空的立柱在车厢尾部形成射流，增加了车厢尾部空气的流入量。综上，如图24、25所示，低风阻瓦楞板车厢前后压力比一般的瓦楞板车厢减小，风阻系数减小了0.11，气动阻力减小15.94％以上，本发明解决了现有技术中的瓦楞板车厢阻力大的问题。

以上所述的实施方案仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域普通技术人员对本发明的技术方案的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，包括前板(1)、前立柱(2)、侧板(3)、顶板(5)、导流板(6)、后立柱(9)、底板(10)、四个中梁和四个横梁，除底板(10)外所有板均为瓦楞板，其特征在于：所述的前立柱(2)和后立柱(9)的上端均与上部的中梁(7)连接，下端均与底板(10)连接；所述的前上横梁(11)两端分别连接两个上部的中梁(7)的前端；所述的后上横梁(17)两端分别连接两个中梁(7)的尾端；所述的顶板(5)和侧板(3)通过中梁(7)连接，顶板(5)和侧板(3)的瓦楞平行于行驶地面；所述的前板(1)的瓦楞垂直于行驶地面，前板(1)的内侧与顶板(5)前端的内侧面均搭接在前横梁(11)上，前板(1)与顶板(5)连接，并且连接处为圆角过渡，前板(1)与顶板(5)的瓦楞的结构参数相对应形成气流通道，顶板(5)后端的内侧面搭接在后横梁(17)上；所述的前立柱(2)和后立柱(9)上开设有与侧板(3)的瓦楞的波形相对应的通孔，形成气流通道；所述的车厢尾部的顶板(5)的瓦楞的波峰处连接有导流板(6)，导流板(6)与水平面的夹角为15度，顶板(5)的端面的瓦楞处设置有与瓦楞形状相同的封板(16)，封板(16)两端分别与导流板(6)和后横梁(17)连接。

2.如权利要求1所述的一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，其特征在于：还包括侧门(4)，所述的侧门(4)包括推拉门(12)、导轨(13)、导轨(14)、门把手(15)，所述的导轨(14)安装在侧板(3)上，推拉门(12)通过上下两个导轨(14)与车厢相连接，推拉门(12)与侧板(3)的瓦楞的结构和参数相同。

3.如权利要求1所述的一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，其特征在于：卷帘式的车厢后门(10)，车厢后门(10)由后门卷帘(18)、转轴外板(19)、转轴(20)、导轨(21)、后门锁座(22)组成，转轴(20)和转轴外板直接与后立柱(9)相连，卷帘()18通过导轨(21)与后立柱(9)相连，卷帘的结构参数同侧面瓦楞结构参数，后门锁座焊接在后门立柱(9)和卷帘(18)上。

4.如权利要求1所述的一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，其特征在于：所述的后立柱(9)由两个方管组成，两侧方管镂空，与侧板焊接形成射流管。

5.如权利要求1所述的一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，其特征在于：所述的前板(1)、顶板(5)侧板(3)和侧门(4)的瓦楞形状为梯形。

6.如权利要求1所述的一种基于边界层控制的低风阻瓦楞板车厢，其特征在于：所述的前板(1)与顶板(5)连接处的过渡圆角半径为200-350mm。