CN110435691A - 一种提高轨道车辆外风挡气密性的方法及轨道车辆外风挡 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高轨道车辆外风挡气密性的方法：将对置挤压设置的两个风挡胶囊的接触部位设计为具有多个接触密封面，以提高的外风挡气密性。本发明还涉及一种具有波浪形密封面的轨道车辆外风挡，利用车端对置的双波峰风挡胶囊形成的预压缩双重密封，或利用对置的单波峰嵌入到双波峰中形成的预压缩双重密封，相比普通结构的风挡胶囊密封性更好，提高了外风挡的气密性。在轨道车辆过曲线时，对置的风挡胶囊相互嵌入，保持密封状态，降低了风挡胶囊之间的错位闪缝，能够适应更大的轨道车辆错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

Description

一种提高轨道车辆外风挡气密性的方法及轨道车辆外风挡

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种提高轨道车辆外风挡气密性的方法及轨道车辆外风挡。

背景技术

轨道车辆车端阻力主要为涡流导致的压力损失，占全车阻力的比例较 大。为此，采用在轨道车辆的车端安装外风挡，主要是起活动连接，使车体具有良好的连续性。通过安装带有风挡胶囊的外风挡，降低轨道车辆的风阻和风燥，同时保护车端位置的减振器和内风挡，同时避免乘客在候车时掉入车端位置。选择橡胶外风挡主要是考虑橡胶外风挡具有重量轻、隔音、隔热、气密和水密性优良的综合性能。

如图1和图2所示：目前国内的轨道车辆车端（B、C）位置都已经在应用橡胶外风挡(A)，在中低速（250公里/小时以下）动车组车型上只有车体侧面有橡胶外风挡。轨道车辆在直线运营时，两车体没有形成错位，风挡胶囊接触，形成一个侧面的相对密封的空间。但当轨道车辆过小曲线时，两车就会产生夹角，外风挡形成错位（横向位移ΔL或转角α°），会产生间隙（如图3和图4所示），此时气流会通过外风挡缝进入车端形成复杂的紊流，从而影响内风挡的振动特性，带来振动噪声和抖动，降低了乘客的舒适性。

通过专利检索暂未检索到与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利有下述专利：

申请号为“CN201811307308.5”、申请日为“2018.11.05”、公开号为“CN109159790A”、公开日为“2019.01.08”、名称为“自动充放气外风挡及动车组”、申请人为“青岛宏达青田交通设备有限公司”的中国发明专利，该自动充放气外风挡包括充气胶囊和充放气及气压保持控制系统，以及与所述充放气装置电连接的控制装置。所述充气胶囊的中部设计为可摺叠褶皱，由于该专利采用可摺叠褶皱的结构，其压缩变形量较大，密封性能较好，但可摺叠褶皱结构表面不光滑，对高速行驶的动车来说增加了风阻，而且还需要设置充放气及气压保持控制系统，结构复杂、成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前风挡胶囊常用结构存在的问题，进行创新性形面设计，在相同预压量的情况下，通过风挡胶囊结构的优化实现良好的抗错位闪缝问题，提高轨道车辆的曲线通过能力，实现良好的密封特性，提高乘客的舒适性。

针对现有技术中存在的缺陷，提供一种提高轨道车辆外风挡气密性的方法：将对置挤压设置的两个轨道车辆外风挡的风挡胶囊的接触部位设计为具有多个接触密封面的形面，以提高的外风挡气密性。利用多个接触密封面提高外风挡的气密性。

进一步地，所述多个接触密封面为波浪形面。利用对置的波浪形面形成多个接触密封面。

进一步地，所述波浪形面为双波峰形面，所述的双波峰之间设有波谷，对置挤压设置的两个风挡胶囊的双波峰相互挤压接触，形成双密封面。通过设计双波峰和波谷结构，在轨道车辆过曲线时，车端两风挡相互嵌入，形成双重密封；能够适应更大的轨道车辆错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

进一步地，所述波浪形面为双波峰形面与对置嵌入设置的单波峰形面的组合，所述组合中的一个具有双波峰形面，所述的双波峰之间设有波谷；对置嵌入设置的另一个具有单波峰形面，所述单波峰形面两侧设置有波肩，所述的单波峰嵌入到对置的波谷中，所述波肩与所述双波峰部位挤压接触，形成双密封面。在初始状态通过镶嵌式预压形成良好的密封。单波峰和双波峰的镶嵌式预压贴合，相比双波峰结构，其需要更大的初始气压才能使其发生胶囊错位，具有更高的初始密封强度。在轨道车辆直线行驶和过曲线时，车端两风挡都是相互嵌入，形成贴合密封，且随着错位变形增大，波峰与波峰交汇形成的阻力越大，确保车辆具有良好的密封效果。

一种实现上述方法的轨道车辆外风挡，包括风挡胶囊及安装座，所述风挡胶囊安装在所述安装座上组装成所述外风挡，所述外风挡固定在轨道车辆车端边缘，当两个所述外风挡对置设置时，所述风挡胶囊挤压接触，对置挤压的两个风挡胶囊的接触部位具有多个接触密封面。利用多个接触的密封面提高外风挡的气密性。

进一步地，所述风挡胶囊的横截面为U形，所述风挡胶囊的U形的开口部位通过连接件安装在所述安装座上，形成一个封闭的空腔，所述风挡胶囊的U形的底部为波浪形面。利用对置的波浪形面形成多个接触密封面，形成多层密封。

进一步地，所述波浪形面为双波峰的波浪形面，在所述双波峰之间设有一个波谷，双波峰风挡胶囊的双波峰与对置的双波峰风挡胶囊的双波峰相互挤压接触，形成双密封面。通过设计双波峰和波谷结构，在轨道车辆过曲线时，车端两风挡相互嵌入，形成双重密封；能够适应更大的轨道车辆错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

进一步地，所述双波峰与所述波谷的高差（H）大于或等于两个所述风挡胶囊对置挤压接触时双波峰被压缩量（H1）的两倍，即H≥2H1；所述双波峰的凸面曲率半径（R2）小于或等于所述波谷的凹面曲率半径（R1）、并大于所述波谷的凹面曲率半径的一半（R1/2），即R1≥R2＞R1/2。以保证对置的风挡胶囊在轨道车辆运行过程中始终能够接触密封，避免不贴合和应力集中问题。

进一步地，所述波浪形面为双波峰的波浪形面与对置嵌入设置的单波峰的波浪形面的组合，所述组合中的一个为双波峰风挡胶囊，所述双波峰风挡胶囊的双波峰之间设有波谷；所述组合中的另一个为单波峰风挡胶囊，所述单波峰风挡胶囊的波峰两侧设有波肩,所述单波峰风挡胶囊的波峰嵌入到对置的双波峰风挡胶囊的波谷中，所述单波峰风挡胶囊的波肩与对置的双波峰风挡胶囊的双波峰相互挤压接触，形成双密封面。利用对置的单波峰嵌入到波谷中形成双密封面，在初始状态通过镶嵌式预压形成良好的密封，相比双波峰结构，需要更大的初始气压才能使其发生胶囊错位，具有更高的初始密封强度。在轨道车辆直线行驶和过曲线时，车端两风挡都是相互嵌入，形成贴合密封，且随着错位变形增大，波峰与波峰交汇形成的阻力越大，确保车辆具有良好的密封效果。

进一步地，所述单波峰风挡胶囊的波肩曲率半径（R4）小于或等于所述单波峰的凸面曲率半径（R3）、并大于所述单波峰的凸面曲率半径的一半（R3/2）：R3≥R4＞R3/2；所述双波峰风挡胶囊的波谷深度（H）大于或等于所述单波峰风挡胶囊的单波峰高度（H2），即H≥H2。以保证对置的风挡胶囊在轨道车辆运行过程中波肩始终与双波峰相互挤压接触，保证两个胶囊的波峰和波谷具有足够大的包容贴合区域。

进一步地，从所述风挡胶囊的U形开口部位到所述U形底部的壁厚逐渐减薄。使所述风挡胶囊的U形开口部位具有较大的强度和刚度、使U形的底部具有较小的刚度，使风挡胶囊接触面容易变形，以便于形成密封面，以实现风挡具有良好的曲线通过性能，同时通过橡胶弹性和结构特性实现良好的气密性，降低内外风挡间气流压力的频繁变化。

本发明的有益效果为：利用对置的双波峰风挡胶囊的波峰挤压形成双重密封，或利用对置的单波峰嵌入到双波峰中、在波肩与双波峰部位挤压形成双重密封，相比普通结构的风挡胶囊密封性更好，提高了轨道车辆外风挡的气密性。在轨道车辆过曲线时，对置的风挡胶囊相互嵌入，形成双重密封，降低了风挡胶囊之间的错位闪缝，能够适应更大的错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

附图说明

图1为轨道车辆侧面外风挡集成安装示意图，

图2为轨道车辆端面外风挡安装示意图，

图3为轨道车辆端面外风挡在转弯时横向位移示意图，

图4为轨道车辆端面外风挡在转弯时横向位移及转角示意图，

图5为实施例1的外风挡安装的俯视示意图，

图6为实施例1的外风挡结构示意图，

图7为实施例1对置的外风挡在压缩之前的位置关系示意图，

图8为实施例1对置的外风挡在压缩之后的位置关系示意图，

图9为实施例1对置的外风挡在转弯时横向位移示意图，

图10为实施例1对置的外风挡在转弯时横向位移及转角示意图，

图11为实施例2的外风挡安装的俯视示意图，

图12为实施例2的外风挡结构示意图，

图13为实施例2对置的外风挡在压缩之前的位置关系示意图，

图14为实施例2对置的外风挡在压缩之后的位置关系示意图，

图15为实施例2对置的外风挡在转弯时横向位移示意图，

图16为实施例2对置的外风挡在转弯时横向位移及转角示意图，

图中：1—安装座、2—风挡胶囊、3—螺栓、4—螺母、5—弹性垫片、6—压条、7—平垫、8—双波峰胶囊、8—双波峰、81—波谷、9—单波峰胶囊、91—波肩、9—单波峰、A—外风挡、B—车端、C—车端。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的描述：

实施例一如图5至图10所示：

如图5所示为实施例一的双波峰的外风挡安装的俯视示意图，

如图6所示为实施例一的双波峰的外风挡结构示意图，

所述外风挡包括：双波峰风挡胶囊8及安装座1，所述安装座1为方形，所述风挡胶囊安装在所述安装座1上组装成所述外风挡，所述外风挡固定在轨道车辆车端（B、C）边缘。

所述风挡胶囊8为U形，所述U形底部为双波峰的波浪形，在双波峰81之间有波谷82，所述双波峰81的凸面曲率半径（R2）小于或等于所述波谷82的凹面曲率半径（R1）、并大于所述波谷82的凹面曲率半径的一半（R1/2），即R1≥R2＞R1/2。

所述风挡胶囊8的U形开口部位到所述U形底部的壁厚逐渐减薄，在波浪形区域设计等厚度（厚度不低于6mm）。

所述风挡胶囊8的U形开口部位通过螺栓3、压条6、平垫7、弹性垫片5和螺母4安装在所述安装座1上，组成所述外风挡。

如图7所示为实施例一对置的外风挡在压缩之前的位置关系示意图，所述双波峰81与所述波谷82的高差（H）大于或等于两个所述风挡胶囊8对置挤压接触时双波峰81被压缩量（H1）的两倍，即H≥2H1；

如图8所示为实施例一对置的外风挡在压缩之后的位置关系示意图，此时对置的双波峰81相互接触压缩形成双密封面，以提高外风挡的气密性。

如图9所示为实施例一对置的外风挡在轨道车辆转弯时横向位移示意图，当轨道车辆过曲线时，现有的外风挡在横向位移ΔL时会产生间隙，而此时风挡胶囊8的双波峰81能够相互嵌入，保持密封，能够适应更大的轨道车辆错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

如图10所示为实施例一对置的外风挡在轨道车辆转弯时横向位移及转角示意图，此时现有的外风挡在横向位移ΔL和转角α°时会产生更大的间隙，而此时风挡胶囊8的双波峰81能够相互嵌入，间隙依然很小，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

实施例二如图11至图16所示：

如图11所示为实施例二的双波峰与单波峰的外风挡对置安装的俯视示意图，所述外风挡包括单波峰的外风挡和双波峰的外风挡，所述单波峰的外风挡和所述双波峰的外风挡配对安装，形成镶嵌式双密封。

如图12所示为实施例二的单波峰的外风挡结构示意图，所述单波峰的外风挡包括单波峰风挡胶囊9及安装座1，所述安装座1为方形，固定在轨道车辆车端（B、C）边缘。

所述风挡胶囊9为U形，所述U形底部为单波峰的波浪形，在单波峰92两侧有波肩91，所述波肩91曲率半径（R4）小于或等于所述单波峰92的凸面曲率半径（R3）、并大于所述单波峰92的凸面曲率半径（R3）的一半（R3/2）：R3≥R4＞R3/2。

所述风挡胶囊9的U形开口部位到所述U形底部的壁厚逐渐减薄，在波浪形区域设计等厚度（厚度不低于6mm）。

所述风挡胶囊9的U形开口部位通过螺栓3、压条6、平垫7、弹性垫片5和螺母4安装在所述安装座1上，组成所述外风挡。

如图13所示为实施例二的的外风挡在压缩之前的位置关系示意图，所述双波峰风挡胶囊8的波谷82深度（H）大于或等于所述单波峰风挡胶囊9的单波峰92高度（H2），即H≥H2。同时所述双波峰风挡胶囊8的波峰81的压缩量（H4）大于或等于所述波谷82的压缩量（H3），即H4≥H3。以保证对置的风挡胶囊在轨道车辆运行过程中波肩92始终与双波峰81相互挤压接触，保证两个胶囊的波峰和波谷具有足够大的包容贴合区域。

如图14所示为实施例二对置的外风挡在压缩之后的位置关系示意图，此时对置的双波峰81与波肩92相互接触压缩形成双密封面，以提高外风挡的气密性。

如图15所示为实施例二对置的外风挡在轨道车辆转弯时横向位移示意图，当轨道车辆过曲线时，现有的外风挡在横向位移ΔL时会产生间隙，而此时风挡胶囊8的双波峰81能够与单波峰92接触，保持密封，能够适应更大的轨道车辆错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

如图16所示为实施例二对置的外风挡在轨道车辆转弯时横向位移及转角示意图，此时现有的外风挡在横向位移ΔL和转角α°时会产生更大的间隙，而此时风挡胶囊8的双波峰81仍然能够与单波峰92接触，保持密封，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

综上所述：本发明的有益效果为：利用对置的双波峰风挡胶囊的波峰挤压形成双重密封，或利用对置的单波峰嵌入到双波峰中、在波肩与双波峰部位挤压形成双重密封，相比普通结构的风挡胶囊密封性更好，提高了轨道车辆外风挡的气密性。在轨道车辆过曲线时，对置的风挡胶囊相互嵌入，形成双重密封，降低了风挡胶囊之间的错位闪缝，能够适应更大的错位，提高了轨道车辆对线路的适应力，保证了乘客的舒适性。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (11)

1.一种提高轨道车辆外风挡气密性的方法，其特征在于：将对置挤压设置的两个轨道车辆外风挡的风挡胶囊的接触部位设计为具有多个接触密封面的形面，以提高的外风挡气密性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多个接触密封面为波浪形面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述波浪形面为双波峰形面，所述的双波峰之间设有波谷，对置挤压设置的两个风挡胶囊的双波峰相互挤压接触，形成双密封面。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述波浪形面为双波峰形面与对置嵌入设置的单波峰形面的组合，所述组合中的一个具有双波峰形面，所述的双波峰之间设有波谷；对置嵌入设置的另一个具有单波峰形面，所述单波峰形面两侧设置有波肩，所述的单波峰嵌入到对置的波谷中，所述波肩与所述双波峰部位挤压接触，形成双密封面。

5.一种实现权利要求1至4任意一项所述的方法的轨道车辆外风挡，包括风挡胶囊及安装座（1），所述风挡胶囊安装在所述安装座（1）上组装成所述外风挡，所述外风挡固定在轨道车辆车端边缘，当两个所述外风挡对置设置时，所述风挡胶囊挤压接触，其特征在于：对置挤压的两个风挡胶囊的接触部位具有多个接触密封面。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆外风挡，其特征在于：所述风挡胶囊的横截面为U形，所述风挡胶囊的U形的开口部位通过连接件安装在所述安装座（1）上，形成一个封闭的空腔，所述风挡胶囊的U形的底部为波浪形面。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆外风挡，其特征在于：所述波浪形面为双波峰（81）的波浪形面，在所述双波峰（81）之间设有一个波谷（82），双波峰风挡胶囊（8）的双波峰（81）与对置的双波峰风挡胶囊（8）的双波峰（81）相互挤压接触，形成双密封面。

8.根据权利要求7所述的轨道车辆外风挡，其特征在于：所述双波峰（81）与所述波谷（82）的高差（H）大于或等于两个所述风挡胶囊（8）对置挤压接触时双波峰（81）被压缩量（H1）的两倍，即H≥2H1；所述双波峰（81）的凸面曲率半径（R2）小于或等于所述波谷（82）的凹面曲率半径（R1）、并大于所述波谷（82）的凹面曲率半径的一半（R1/2），即R1≥R2＞R1/2。

9.根据权利要求6所述的轨道车辆外风挡，其特征在于：所述波浪形面为双波峰（81）的波浪形面与对置嵌入设置的单波峰（92）的波浪形面的组合，所述组合中的一个为双波峰风挡胶囊（8），所述双波峰风挡胶囊（8）的双波峰（81）之间设有波谷（82）；所述组合中的另一个为单波峰风挡胶囊（9），所述单波峰风挡胶囊（9）的波峰（92）两侧设有波肩（91）,所述单波峰风挡胶囊（9）的波峰（92）嵌入到对置的双波峰风挡胶囊（8）的波谷（82）中，所述单波峰风挡胶囊（9）的波肩（91）与对置的双波峰风挡胶囊（8）的双波峰（81）相互挤压接触，形成双密封面。

10.根据权利要求9所述的轨道车辆外风挡，其特征在于：所述单波峰风挡胶囊（9）的波肩（91）曲率半径（R4）小于或等于所述单波峰（92）的凸面曲率半径（R3）、并大于所述单波峰（92）的凸面曲率半径（R3）的一半（R3/2）：R3≥R4＞R3/2；所述双波峰风挡胶囊（8）的波谷（82）深度（H）大于或等于所述单波峰风挡胶囊（9）的单波峰（92）高度（H2），即H≥H2。

11.根据权利要求6至10任意一项所述的轨道车辆外风挡，其特征在于：从所述风挡胶囊的U形开口部位到所述U形底部的壁厚逐渐减薄。