CN113264070B - 一种城际列车用扰流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城际列车用扰流装置，包括城际列车车体、设备舱、可升降式扰流板、液压升降驱动机构、扰流板涡流发生装置、回转止挡。本发明的扰流装置能有效引导列车顶部的空气流动趋势，在列车正常运行时对尾部气流进行扰流，从而延缓流经车顶气流在列车尾部所发生的附面层分离，从而降低列车运行所受到的气动阻力，并降低列车运行所需要的能耗，同时在制动时，通过抬升扰流装置对列车尾部的气流提供一定的阻碍与扰动，增大扰流板的直接迎风面积，从而为列车制动提供除轮轨黏着以外的运行阻力与用于加强轮轨之间黏着效应的下压力，从而使列车在制动时可以获得更大的制动力。

Description

一种城际列车用扰流装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种城际列车用扰流装置。

背景技术

城际列车在线路上运行时，需要从线路上方的接触网中获取电能以驱动列车的正常运行，随着城际列车数量的不断增多，列车运行的电能消耗逐渐成为列车运营中的主要成本，需要对列车的运行成本进行控制，随着国家逐渐提出降低碳排放量，列车运行时能耗也需要降低，目前针对高速列车，降低列车运行阻力进而降低列车运行能耗的方法主要是提高列车流线型头型变截面区的长度，但受制于城轨列车运行环境，逐渐增长的列车头型长度势必降低司机的运行视野，且减阻效果也不显著，因此需要寻找新的方式来进行减阻。

同时，城际列车的车站之间间隔往往较短，受运行工况条件的限制，需要列车频繁以较大的加速度进行加速和制动，在城际列车制动过程中，在一些如雨雪或紧急情况需要更大制动力的情况下，受轮轨间黏着条件限制，车辆会出现粘着力与制动力不足的情况，从而导致列车发生事故或产生事故征候，并不得不降低列车的运行速度。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种城际列车用扰流装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种城际列车用扰流装置，包括城际列车车体、设备舱、可升降式扰流板、液压升降驱动机构、扰流板涡流发生装置、回转止挡，所述设备舱位于所述城际列车车体头车与尾车等截面区与变截面区相连的车体顶部，所述可升降式扰流板、所述液压升降驱动机构及所述扰流板涡流发生装置均基于所述设备舱进行装配，所述回转止挡安装在所述设备舱的内侧且螺钉连接于所述城际列车车体，所述城际列车车体与所述可升降式扰流板之间通过所述液压升降驱动机构相连，所述液压升降驱动机构可以相对所述城际列车车体顶部的所述设备舱进行绕列车横向轴的自由转动。

优选地：所述设备舱内设置有设备舱内液压设备连接底座。

如此设置，所述设备舱用于对所述液压升降驱动机构进行安装，所述回转止挡对所述可升降式扰流板的下降范围进行限制。

优选地：所述液压升降驱动机构包括液压装置上侧安装支座、液压装置下侧安装支座以及液压驱动杆，该液压驱动杆的顶部设置有所述液压装置上侧安装支座，该液压驱动杆的底部设置有所述液压装置下侧安装支座，所述液压装置下侧安装支座与所述设备舱内的所述设备舱内液压设备连接底座通过螺栓形成铰接。

如此设置，所述液压升降驱动机构安装于所述设备舱与所述可升降式扰流板之间，通过液压驱动装置驱动液压杆分别位于不同液压行程，从而推动所述可升降式扰流板达到各种功能条件下的所需的动作姿态。

优选地：所述可升降式扰流板包括扰流板液压设备安装支座、扰流板上涡流发生装置安装底座以及扰流板本体，该扰流板本体的内侧设置有所述扰流板液压设备安装支座，所述液压装置上侧安装支座与所述扰流板液压设备安装支座通过螺栓形成铰接，所述扰流板液压设备安装支座的一侧设置有所述扰流板上涡流发生装置安装底座，该扰流板本体为一曲面多边形可移动薄板，其曲面形状与列车顶部形状相同，在减阻工作状态时可以与列车上顶面曲面重合。

如此设置，所述可升降式扰流板共有三种运行姿态，分别为所在车辆作为头车时的隐藏模式、所在车辆作为尾车并加速或匀速时的减阻模式和所在车辆作为尾车并处于制动时的制动模式，当处于隐藏模式时，所述可升降式扰流板末端下降至接触所述回转止挡，使所述扰流板涡流发生装置下降至车顶所在平面以下的所述设备舱内；当处于减阻模式时，所述可升降式扰流板末端与车顶所在曲面平齐，所述扰流板涡流发生装置上升至所述设备舱外并工作；当处于制动模式时，所述可升降式扰流板末端上升。

优选地：所述扰流板涡流发生装置包括底部安装支座、本体，该本体的底部设置有所述底部安装支座，所述扰流板涡流发生装置通过所述底部安装支座与所述可升降式扰流板的所述扰流板上涡流发生装置安装底座进行固定连接，连接方式为螺栓连接或销连接。

如此设置，实现所述扰流板涡流发生装置与所述可升降式扰流板间的固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的扰流装置能有效引导列车顶部的空气流动趋势，在列车正常运行时对尾部气流进行扰流，从而延缓流经车顶气流在列车尾部所发生的附面层分离，从而降低列车运行所受到的气动阻力，并降低列车运行所需要的能耗，同时在制动时，通过抬升扰流装置对列车尾部的气流提供一定的阻碍与扰动，增大扰流板的直接迎风面积，从而为列车制动提供除轮轨黏着以外的运行阻力与用于加强轮轨之间黏着效应的下压力，从而使列车在制动时可以获得更大的制动力。

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，下面描述中的附图仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述一种城际列车用扰流装置的主视示意图；

图2是本发明所述一种城际列车用扰流装置可升降式扰流板的轴测示意图；

图3是本发明所述一种城际列车用扰流装置扰流板涡流发生装置的第一结构示意图；

图4是本发明所述一种城际列车用扰流装置扰流板涡流发生装置的第二结构示意图；

图5是本发明所述一种城际列车用扰流装置扰流板涡流发生装置可升降式扰流板与扰流板涡流发生装置安装的轴测示意图；

图6是本发明所述一种城际列车用扰流装置设备舱的轴测示意图；

图7是本发明所述一种城际列车用扰流装置的结构示意图；

图8是本发明所述一种城际列车用扰流装置第一种状态的主视示意图；

图9是本发明所述一种城际列车用扰流装置第二种状态的主视示意图；

图10是本发明所述一种城际列车用扰流装置第三种状态的主视示意图。

附图标记说明如下：

1、城际列车车体；2、设备舱；21、设备舱内液压设备连接底座；3、可升降式扰流板；31、扰流板液压设备安装支座；32、扰流板上涡流发生装置安装底座；4、液压升降驱动机构；41、液压装置上侧安装支座；42、液压装置下侧安装支座；5、扰流板涡流发生装置；51、底部安装支座；6、回转止挡。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图10所示，一种城际列车用扰流装置，包括城际列车车体1、设备舱2、可升降式扰流板3、液压升降驱动机构4、扰流板涡流发生装置5、回转止挡6，设备舱2位于城际列车车体1头车与尾车等截面区与变截面区相连的车体顶部，可升降式扰流板3、液压升降驱动机构4及扰流板涡流发生装置5均基于设备舱2进行装配，回转止挡6安装在设备舱2的内侧且螺钉连接于城际列车车体1，城际列车车体1与可升降式扰流板3之间通过液压升降驱动机构4相连，液压升降驱动机构4可以相对城际列车车体1顶部的设备舱2进行绕列车横向轴的自由转动。

优选地：设备舱2内设置有设备舱内液压设备连接底座21，设备舱2用于对液压升降驱动机构4进行安装，回转止挡6对可升降式扰流板3的下降范围进行限制；液压升降驱动机构4包括液压装置上侧安装支座41、液压装置下侧安装支座42以及液压驱动杆，该液压驱动杆的顶部设置有液压装置上侧安装支座41，该液压驱动杆的底部设置有液压装置下侧安装支座42，液压装置下侧安装支座42与设备舱2内的设备舱内液压设备连接底座21通过螺栓形成铰接，液压升降驱动机构4安装于设备舱2与可升降式扰流板3之间，通过液压驱动装置驱动液压杆分别位于不同液压行程，从而推动可升降式扰流板3达到各种功能条件下的所需的动作姿态；可升降式扰流板3包括扰流板液压设备安装支座31、扰流板上涡流发生装置安装底座32以及扰流板本体，该扰流板本体的内侧设置有扰流板液压设备安装支座31，液压装置上侧安装支座41与扰流板液压设备安装支座31通过螺栓形成铰接，扰流板液压设备安装支座31的一侧设置有扰流板上涡流发生装置安装底座32，该扰流板本体为一曲面多边形可移动薄板，其曲面形状与列车顶部形状相同，在减阻工作状态时可以与列车上顶面曲面重合，可升降式扰流板3共有三种运行姿态，分别为所在车辆作为头车时的隐藏模式、所在车辆作为尾车并加速或匀速时的减阻模式和所在车辆作为尾车并处于制动时的制动模式，当处于隐藏模式时，可升降式扰流板3末端下降至接触回转止挡6，使扰流板涡流发生装置5下降至车顶所在平面以下的设备舱2内；当处于减阻模式时，可升降式扰流板3末端与车顶所在曲面平齐，扰流板涡流发生装置5上升至设备舱2外并工作；当处于制动模式时，可升降式扰流板3末端上升；扰流板涡流发生装置5包括底部安装支座51、本体，该本体的底部设置有底部安装支座51，扰流板涡流发生装置5通过底部安装支座51与可升降式扰流板3的扰流板上涡流发生装置安装底座32进行固定连接，连接方式为螺栓连接或销连接，实现扰流板涡流发生装置5与可升降式扰流板3间的固定连接。

本发明的工作原理及使用方法：液压升降驱动机构4的液压杆通过车内电气设备进行驱动，本装置共有四个液压杆，分为前后两组，通过对前后组不同液压杆在各个工况下运动行程的预先设定，可以实现可升降式扰流板3相对于城际列车车体1顶部的工作姿态调整，为适应列车的实际运行环境，本装置在列车两端车上均有安装，可升降式扰流板3与城际列车车体1顶部形成一定的迎风角度α，且迎风角度α均指向城际列车车体1的变截面区，当装置所在车厢作为头车运行时，液压升降驱动机构4降低可升降式扰流板3，形成隐藏模式，防止对列车顶部的气动性能产生影响，当装置所在车厢作为尾车运行时，液压升降驱动机构4驱动可升降式扰流板3与车顶平齐并锁定，形成减阻模式，当装置所在车厢作为尾车运行且轮轨间制动力不足时，液压升降驱动机构4驱动可升降式扰流板3上升，形成制动模式，当列车结束运行后并停止时，两侧的扰流装置均回置减阻位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (3)

1.一种城际列车用扰流装置，其特征在于：包括城际列车车体(1)、设备舱(2)、可升降式扰流板(3)、液压升降驱动机构(4)、扰流板涡流发生装置(5)、回转止挡(6)，所述设备舱(2)位于所述城际列车车体(1)头车与尾车等截面区与变截面区相连的车体顶部，所述可升降式扰流板(3)、所述液压升降驱动机构(4)及所述扰流板涡流发生装置(5)均基于所述设备舱(2)进行装配，所述回转止挡(6)安装在所述设备舱(2)的内侧且螺钉连接于所述城际列车车体(1)，所述城际列车车体(1)与所述可升降式扰流板(3)之间通过所述液压升降驱动机构(4)相连，所述液压升降驱动机构(4)可以相对所述城际列车车体(1)顶部的所述设备舱(2)进行绕列车横向轴的自由转动；

所述液压升降驱动机构(4)包括液压装置上侧安装支座(41)、液压装置下侧安装支座(42)以及液压驱动杆，该液压驱动杆的顶部设置有所述液压装置上侧安装支座(41)，该液压驱动杆的底部设置有所述液压装置下侧安装支座(42)，所述液压装置下侧安装支座(42)与所述设备舱(2)内的设备舱内液压设备连接底座(21)通过螺栓形成铰接；

所述可升降式扰流板(3)包括扰流板液压设备安装支座(31)、扰流板上涡流发生装置安装底座(32)以及扰流板本体，该扰流板本体的内侧设置有所述扰流板液压设备安装支座(31)，所述液压装置上侧安装支座(41)与所述扰流板液压设备安装支座(31)通过螺栓形成铰接，所述扰流板液压设备安装支座(31)的一侧设置有所述扰流板上涡流发生装置安装底座(32)，该扰流板本体为一曲面多边形可移动薄板，其曲面形状与列车顶部形状相同，在减阻工作状态时可以与列车上顶面曲面重合。

2.根据权利要求1所述的一种城际列车用扰流装置，其特征在于：所述设备舱(2)内设置有设备舱内液压设备连接底座(21)。

3.根据权利要求1所述的一种城际列车用扰流装置，其特征在于：所述扰流板涡流发生装置(5)包括底部安装支座(51)、本体，该本体的底部设置有所述底部安装支座(51)，所述扰流板涡流发生装置(5)通过所述底部安装支座(51)与所述可升降式扰流板(3)的所述扰流板上涡流发生装置安装底座(32)进行固定连接，连接方式为螺栓连接或销连接。