CN108944974B - 一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置。本发明主要应用于高速铁路车辆。本发明在车体顶部增加翼板，并使用作动器对翼板的动作进行控制，本发明通过增加翼板装置，使用主动控制的方法，前后翼板差动可抑制车体摇头，前后翼板同步作用可抑制车体横移。本发明利用空气作用力抑制车体的蛇行，提高车辆运行的安全性和平稳性。

Description

一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置
技术领域
本发明涉及一种抑制高速列车车体蛇行的空气动力学装置。本发明主要应用于高速铁路车辆。
背景技术
铁道车辆轮对的蛇行运动会引起车体蛇行，车体蛇行表现为车体大幅度的横移和摇头，对车辆运行的安全性和平稳性都有着很大的影响，目前在一些线路上的高速列车也出现了较为严重的车体蛇行。
为保证车辆运行稳定性，避免车体发生蛇行，目前常用的措施为在转向架侧梁上纵向布置抗蛇行减振器。在转向架侧梁上布置抗蛇行减振器，会大大增加转向架的横向尺寸。对于车辆限界较小的情况，给转向架设计、设备布置带来较大困难。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置。随着列车速度运行的提升，空气对于车体的作用力也随之加大。设计相应的作动装置去利用空气对车体的作用力，实现抑制车体的蛇行运动，是一种解决车体蛇行问题的途径。本发明在车体顶部增加翼板，并使用作动器对翼板的动作进行控制，以抑制车体的蛇行运动，提升车辆运行的安全性与稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置，所述装置包括翼板与作动器，所述翼板设置在车体顶部的前后两端，所述作动器连接在所述翼板下方，并用于控制翼板旋转，所述作动器与车体连接，在需要抑制高速列车车体蛇行时，所述翼板与作动器在车体顶部升起，在不需要抑制高速列车车体蛇行时，所述翼板与作动器下降回收至车体顶部内。
在本发明的一个具体实施例中，所述翼板的板面垂直于车体顶部。
在本发明的一个具体实施例中，沿列车行驶方向，所述翼板为前后对称的结构。
在本发明的一个具体实施例中，在每一节车体都设有翼板和作动器。
在本发明的一个具体实施例中，所述翼板与作动器的收放由升降机械控制。常用的升降机械包括液压升降机、步进电机等。
在本发明的一个具体实施例中，所述作动器为旋转作动器，所述作动器控制翼板旋转。
在本发明的一个具体实施例中，作动器控制翼板在一定角度摆动。通过对前后两个翼板的角度控制可以得到空气对翼板的不同作动力。前后两个翼板受到的空气的推力在横向的同向分量可用来抑制车体横移，前后两个翼板受到的空气的推力的反向分量可以用来抑制车体的摇头。
在本发明的一个具体实施例中，还设置控制器，所述控制器控制作动器的动作幅度，进而控制翼板的旋转角度。
所述控制器可以放置在车体顶部或车体内部，每一节车体上的作动器均与同一控制器有线连接或无线连接。
根据车体的运行情况，控制器控制所述作动器自动化控制翼板的角度，从而控制车体的受力。
当车辆运行出现蛇行运动时，根据外界的风力条件，在气象条件允许和车辆运行状况允许的情况下可以将翼板升起。通过对前后两个翼板的角度控制可以得到不同的空气对翼板的作动力。前后两个翼板受到的空气的推力在横向的同向分量可用来抑制车体横移，前后两个翼板受到的空气的推力的反向分量可以用来抑制车体的摇头。
与现有技术相比，本发明通过增加翼板装置，使用主动控制的方法，前后翼板差动可抑制车体摇头，前后翼板同步作用可抑制车体横移。本发明利用空气作用力抑制车体的蛇行，提高车辆运行的安全性和平稳性。
附图说明
图1为加装翼板装置后的车辆侧面示意图。
图2为加装翼板装置后的车辆俯视图。
图3为翼板与作动器的结构示意图。
其中：1、车体，2、前翼板，3、后翼板，4、前作动器，5、后作动器，F1、前翼板受到的横向作用力，F2、后翼板受到的横向作用力。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1，在车体1上方前后部位分别设置可收放的前翼板2和后翼板3。沿着车体前进方向，前翼板2和后翼板3均为前后对称的结构，该结构可以适应车辆的前后方向运行要求。在气象条件允许和车辆运行状况允许的情况下升起前翼板2和后翼板3，前翼板2和后翼板3板分别由前作动器4和后作动器5旋转控制，作动器可控制翼板的转角，由此控制空气对翼板的作用力。
如图2，前翼板受到的横向作用力F1，后翼板受到的横向作用力F2，前后翼板差动作用可抑制车体摇头，前后翼板同步作用可抑制车体横移。根据车体的运行情况，所述作动器自动化控制翼板的角度，从而控制车体的受力。
在具体使用中，还可以设置控制器，通过控制器控制作动器的动作幅度，进而控制翼板的旋转角度。控制器可以放置在车体顶部或车体内部，每一节车体上的作动器均与同一控制器有线连接或无线连接。根据车体的运行情况，控制器控制所述作动器自动化控制翼板的角度，从而控制车体的受力。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置，其特征在于，所述装置包括翼板与作动器，所述翼板设置在车体顶部的前后两端，所述作动器连接在所述翼板下方，并用于控制翼板旋转，所述作动器与车体连接，在需要抑制高速列车车体蛇行时，所述翼板与作动器在车体顶部升起，在不需要抑制高速列车车体蛇行时，所述翼板与作动器下降回收至车体顶部内；
所述翼板的板面垂直于车体顶部；
沿列车行驶方向，所述翼板为前后对称的结构；
在每一节车体都设有翼板和作动器；
车辆运行出现蛇行运动时，根据外界的风力条件，在气象条件允许和车辆运行状况允许的情况下将翼板升起，通过对前后两个翼板的角度控制得到不同的空气对翼板的作动力，前后两个翼板受到的空气的推力在横向的同向分量用来抑制车体横移，前后两个翼板受到的空气的推力在横向的反向分量用来抑制车体的摇头。
2.根据权利要求1所述的一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置，其特征在于，所述翼板与作动器的收放由升降机械控制。
3.根据权利要求1所述的一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置，其特征在于，所述作动器为旋转作动器，所述作动器控制翼板旋转。
4.根据权利要求1所述的一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器控制作动器的动作幅度，进而控制翼板的旋转角度。
5.根据权利要求4所述的一种抑制高速列车车体蛇行的控制装置，其特征在于，所述控制器放置在车体顶部或车体内部，每一节车体上的作动器均与同一控制器有线连接或无线连接。
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