CN110816565A - 高速列车低阻力车头 - Google Patents
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Abstract
本发明的技术方案是：在车头内设有圆型进气孔道和尖圆型圆锥体，压气室，压气风扇，风扇电机，气流输出通道，夹层气式气流通道，输出孔道以及伸缩式救援挂柱。在车头正迎风面受到的空气压力面被尖圆型锥型体刺穿，并进入到圆柱型进气孔道，使高压气流以穿越的形式通过车鼻，这样就首先消除了以往车头的车鼻部分在与正面高强度风压正面碰撞接触时而产生的强烈空气压力阻力，消除了车头空气阻力最大的压力驻点，并且高压气流沿着气流出口以扇锥型形式高速喷出，从而在车头正面部分形成一个斜扇锥型高压空气射流气屏，对列车迎面的高速气流进拦截和偏向导流，大幅减少列车在高速运行时的空气阻力，为列车进一步提高车速创造了条件。
Description
技术领域
一种高速列车低阻力车头技术，属于铁路交通运输领域
背景技术
铁路列车在进入高铁时代后，高速列车在运行时最大空气阻力已达到列车阻力的90％以上，已成为了高速列车在运行和发展中的一个重大问题和制约因素，而现有的流线型车头也都因采用单一被动式的减阻设计方式进行减阻，因此列车在低空稠密空气环境运行时，减阻作用效果有限，因而使列车在高速运行时仍处在一个较高空气阻力下的运行环境中，使列车的能耗持续增加，同时也使列车向更高速方向的发展受到了一个很大的制约。而高速列车低阻力车头正是在这种背景下产生的一种具有原始创新特征的新型高速列车车头减阻技术，该技术成功的应用，将现有被动式单一的减阻方式改变成为了主动的，综合型减阻技术方式，从而形成了在该技术领域独具一格的，并且可实施性和可靠性都很高的高速列车低阻力车头创新技术
发明内容
本发明的目地和解决方案是：在车头内设有圆型进气孔道和尖圆型圆锥体，压气室，压气风扇，风扇电机，气流输出通道，夹层气式气流通道，输出孔道以及伸缩式救援挂柱
在高速列车低阻力车头1的头部没有圆柱型进气孔道2，在圆柱型进气孔道2中装有尖圆型圆锥体3，尖圆锥型体由支撑杆4连接在圆柱型进气道2的内壁上，在尖圆型圆锥型体3的底部上设有轴孔5
在压气室6内装有压气风扇7，压气风扇7装在电机室 8内的压气风扇电机9的输出轴10上，电机输出轴10的另一端安装在尖圆型圆锥体3底部的轴孔5内，电机输出轴10 带动压力风扇7转动，压气室6底部的扇型斜底面上设有多条斜型压缩高压气流输出通道11，在气流输出通道11的斜型气流输出口12上设有错开式开合活动密封盖板13
在车头正面和两侧面内，设有夹层式气流通道层14，在车头两边侧面上，设有可将车头两侧气流导入夹层式气流通道层14内的开合式气流导入孔口15和导入孔口盖板16，在车头正面的夹层式气流通道层14的外层正面上，设有气流输出孔口17，输出孔口17上设有活动孔口盖板18，在气流通道层14的两侧表面上，还设有活动百叶窗式气流输出孔口 19，在输出孔口19上设有活动侧开合式孔口盖板20，在车头顶部上，还设有可对车顶通过气流进行变向导流的活动气流变向导流板21
在车头两侧设置有伸缩式救援挂柱22
附图说明
图1是高速列车低空气阻力车头正视图
图2是高速列车低空气阻力车头局部气流示意及正剖图
图3是高速列车低空气阻力车头正视气流示意图
图4是高速列车低空气阻力车头作为尾车时的气流示意图
图5是高速列车低空气阻力车头正视图
图6是高速列车低空气阻力车头俯视局剖及气流示意局
图7是高速列车低空气阻力车头俯视气流示意图
图8是高速列车低空气阻力车头做为尾车时的俯视气流示意图
图9是高速列车低空气阻力车头侧视图
图10是高速列车低空气阻力车头侧视气流示意图
图11是高速列车低空气阻力车头整列列车运行时的气流分布示意图
图12是是高速列车低空气阻力车头整列列车运行时的俯视气流分布示意图
图13是高速列车低空气阻力车头列车牵引救援示意图
本发明的优点是：该技术是针对高速列车车头设计方面的一次重大的原始创新设计，这将使以往传统的被动式的车头空气减阻设计方式，转变成为了主动式的车头空气减阻设计的一次重大转变，该设计采用了多项主动空气减阻综合技术，能大幅减少列车在高速运行时的空气阻力，为列车进一步提高车速和大幅降低能耗及降低运行成本创造了条件。
图中：1——车头 2——圆柱型进气孔道 3一一尖圆型锥体 4——支撑杆 5——轴孔 6——压气室 7一一压气风扇 8一一电机室 9——压气风扇电机 10——电机输出轴11——斜型压缩高压气流输出通道 12一一气流出口 13——错开式开合活动密封盖板 14一一夹层式气流通道层 15一一气流输导入孔口 16一一开合式活动气流输入通道导入孔口盖板 17一一输出孔口 18一一气流输出孔口盖板 19一一百叶窗式气流输出孔口 20一一活动百叶窗式气流输出侧开合式孔口盖板 21一一车顶活动气流变向导流板 22一一伸缩式救援挂柱 23一一特型牵引杆 24——车门 25一一车轮 26一一轨道
具体实施方案
该低空气阻力车头其基本造型为流线型，该型车头在列车高速运行时，车头正迎风面受到的空气压力面被尖圆型锥型体3刺穿，并进入到圆柱型进气孔道2，使高压气流以穿越的形式通过车鼻，这样就首先消除了以往车头的车鼻部分在与正面高强度风压正面碰撞接触时而产生的强烈空气压力阻力，从而消除了车头空气阻力最大的压力驻点，进而高速空气气流又通过圆柱型进气道2进入压气室6，在压气室 6内经过压力风扇7对高速气流的进一步压缩，在压气室6 内形成了更高的压缩高压空气，然后打开斜型压缩气流输出通道11气流出口12上的错开式活动密封盖板13，使压气室 6内的高压空气以高压高速的形式，沿着斜型压缩气流输出通道11的斜型气流出口12以扇锥型形式高速喷出，从而在车头正面部分形成一个斜扇锥型高压空气射流气屏，射流气屏对列车迎面的高速气流进拦截和偏向导流，同时因射流气屏还能对气屏背面的空气产生强烈的抽吸引流作用，这样就在车头部分形成了一个具有有效空泡效应的低压空间，同时使对车头迎风面承受的高压空气阻力和因空气气流产生的黏性摩擦基本也被同时被消除，由于使通过车头的高速风压风阻巳通过以上技术措施得到充分的处理，从而为列车车头创造了能在一种具有空泡效应的低压环境中运行的条件。
与此同时打开尾车车顶部的车顶活动气流变向导流板 21，使车顶通过气流通过气流变向导流板21将车顶的通过气流导向车尾中间低压区，同时也打开车头两侧的开合式活动气流输入口导流盖板15，将车身两侧气流通过气流导入孔口16导入到夹层气流通道层14内，并同时打开夹层气流通道层14外表层正面上的气流输出孔口盖板18和车头两侧活动百叶侧窗式气流输出侧开合式孔口盖板20，使夹层气流通道层14内的气流沿车头正面的气流输出孔口17和车头两侧的活动百叶窗式的侧气流输出孔口19高速流向车尾低压区，并且气流通道层14内的气流在车尾负压抽引作用下，还能更迅速有效的填补车尾低压区气压。同时打开尾车正面部分的错开式活动密封盖板13，启动尾车风扇电机9带动风扇7，通过气流输出通道11逆向向车尾低压区输送气流，这样在多个正压气流的共同补偿作用下，就基本上消除了列车在高速运行时尾车产生的负压作用，大幅减少了列车前后间的压力差，并在车尾与车头之间形成了反向的压力差，并能对列车产生一定的正向推力。同时也有效消除尾车了因负压而产生的飘浮和摆动现象，增强了列车在运行中的稳定性。通过以上这一系列主动的气动减阻技术的综合应用，必将能大幅提高列车的减阻能力，并能大幅提高了车辆运行的稳定性和减少大量能耗，而且也为列车进一步提速创造了条件
伸缩型救援挂柱22位于车头两侧，救援时与特型牵引杆 23联接，对列车进行牵引救援，该项技术也可广泛用于悬浮列车，潜艇，鱼雷，舰艇等的减阻应用。
Claims (4)
1.一种高速列车低阻力车头，其特征在于：在高速列车低阻力车头(1)的头部没有圆柱型进气孔道(2)，在圆柱型进气孔道(2中)装有尖圆型圆锥体(3)，尖圆锥型体由支撑杆(4)连接在圆柱型进气道(2)的内壁上，在尖圆型圆锥型体(3)的底部上设有轴孔(5)。
2.根椐权利要求1所说的高速列车低阻力车头，其特征在于：在压气室(6)内装有压气风扇(7)，压气风扇(7)装在电机室(8)内的压气风扇电机(9)的输出轴(10)上，电机输出轴(10)的另一端安装在尖圆型圆锥体(3)底部的轴孔(5)内，电机输出轴(10)带动压气风扇(7)转动，压气室(6)底部的扇型斜底面上设有多条斜型压缩高压气流输出通道(11)，在斜型压缩高压气流输出通道(11)的气流输出口(12)上设有错开式开合活动密封盖板(13)。
3.根椐权利要求1所说的高速列车低阻力车头，其特征在于：在车头正面和两侧面内，设有夹层式气流通道层(14)，在车头两边侧面上，设有可将车头两侧气流导入夹层式气流通道层(14)内的开合式气流导入孔口(15)，导入孔口盖板(16)，在车头正面的夹层式气流通道层(14)的外层正面上，设有气流输出孔口(17)，在输出孔口(17)上设有活动孔口盖板(18)，在气流通道层(14)的两侧表面上，还设有活动百叶窗式气流输出孔口(19)，在输出孔口(19)上设有活动开合式孔口盖板(20)，在车头顶部上，还设有可对车顶通过气流进行变向导流的活动气流变向导流板(21)。
4.根椐权利要求1所说的高速列车低阻力车头，其特征在于：在车头两设侧有伸缩式救援挂柱(22)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810963731.4A CN110816565A (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 高速列车低阻力车头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201810963731.4A CN110816565A (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 高速列车低阻力车头 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110816565A true CN110816565A (zh) | 2020-02-21 |
Family
ID=69547422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201810963731.4A Pending CN110816565A (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 高速列车低阻力车头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110816565A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2595032A (en) * | 2020-03-17 | 2021-11-17 | Harry Prescott Matthew | Improvements to the movement of a vehicle, aircraft or vessel |
| FR3116784A1 (fr) * | 2020-12-02 | 2022-06-03 | Speedinnov | Voiture pour véhicule ferroviaire avec élément aérodynamique de stabilisation |
-
2018
- 2018-08-13 CN CN201810963731.4A patent/CN110816565A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2595032A (en) * | 2020-03-17 | 2021-11-17 | Harry Prescott Matthew | Improvements to the movement of a vehicle, aircraft or vessel |
| FR3116784A1 (fr) * | 2020-12-02 | 2022-06-03 | Speedinnov | Voiture pour véhicule ferroviaire avec élément aérodynamique de stabilisation |
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200221 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |