ES2967469T3 - Coche para vehículo ferroviario con elemento aerodinámico de estabilización - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un vagón (10) para un vehículo ferroviario, que comprende: una carrocería (14), comprendiendo dicha carrocería una primera (20) y una segunda (21) caras laterales, extendiéndose cada una de dichas caras laterales en una dirección longitudinal (X) horizontal, correspondiente a una dirección de movimiento del vehículo; y un elemento aerodinámico (18) para estabilizar el viento lateral. El elemento estabilizador aerodinámico comprende al menos una aleta (30) que se extiende en la parte inferior del cuerpo a lo largo de la primera cara lateral, en dirección longitudinal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Coche para vehículo ferroviario con elemento aerodinámico de estabilización

La presente invención se refiere a un coche para vehículo ferroviario, del tipo que incluye: una caja, comprendiendo dicha caja una primera y una segunda caras laterales, extendiéndose cada una de dichas caras laterales según una dirección longitudinal horizontal, correspondiente a una dirección de desplazamiento del vehículo; y un elemento aerodinámico de estabilización al viento lateral.

Los vehículos ferroviarios, sobre todo los de alta velocidad, son sensibles a los vientos laterales. Estos últimos inducen concretamente un desequilibrio de presión a ambos lados del vehículo, asociado a un par de balanceo que tiende a hacer bascular el vehículo a un lado.

Se conoce, en particular por el documento JP2007118750A y por el documento GB1564970, dotar los vehículos ferroviarios de elementos de estabilización al viento lateral, con el fin de limitar el par de balanceo.

La presente invención tiene por finalidad mejorar los dispositivos existentes. A tal efecto, la invención tiene por objeto un coche para vehículo ferroviario que presenta las características técnicas de la reivindicación 1.

Según otros aspectos ventajosos de la invención, el coche para vehículo ferroviario incluye una o varias de las siguientes características, tomadas de forma aislada o según todas las combinaciones técnicamente posibles:

- la caja presenta una longitud según la dirección longitudinal; y el primer alerón se extiende por al menos el 50 %, preferiblemente por al menos el 80 %, de dicha longitud de la caja;

- el coche comprende una pluralidad de ruedas de desplazamiento del vehículo, estando dichas ruedas dotadas de movimiento giratorio con respecto a la parte baja de la caja; el primer alerón se encuentra dispuesto por debajo de una altura máxima de las ruedas con respecto a la caja, estando definida dicha altura máxima por un extremo superior de dichas ruedas;

- el elemento aerodinámico de estabilización incluye un segundo alerón que se extiende por la parte baja de la caja a lo largo de la segunda cara lateral, en la dirección longitudinal;

- los alerones primero y segundo están dispuestos de forma sensiblemente simétrica con respecto a un plano mediano de la caja, estando dispuesto dicho plano en la dirección longitudinal.

La invención se refiere además a un vehículo ferroviario que comprende un coche como el que se describe a continuación.

La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la siguiente descripción, facilitada únicamente a modo de ejemplo no limitativo y realizada haciendo referencia a los dibujos, en donde:

- la figura 1 es una vista lateral esquemática de un coche para vehículo ferroviario según un modo de realización de la invención;

- la figura 2 es un detalle esquemático de una sección del coche de la figura 1; y

- la figura 3 es una representación esquemática de los fenómenos de presión experimentados por el coche de las figuras 1 y 2.

Las figuras 1 a 3 representan esquemáticamente un coche 10 según un modo de realización de la invención. El coche 10 forma parte de un vehículo ferroviario 12, comprendiendo dicho vehículo, por ejemplo, varios coches análogos al coche 10, estando dichos coches unidos entre sí.

El coche 10 comprende: una caja 14; ruedas 16; y al menos un elemento aerodinámico 18 de estabilización.

Se considera una base ortonormal (X, Y, Z) asociada a la caja 14. La dirección Z representa la vertical. La dirección X, o dirección longitudinal, corresponde a una dirección de desplazamiento del coche 10. Dicha dirección de desplazamiento se considera horizontal. La dirección Y, o dirección transversal, corresponde a una dirección horizontal perpendicular a la dirección de desplazamiento del vehículo.

La caja comprende una primera 20 y una segunda 21 caras laterales, extendiéndose cada una de dichas caras laterales según la dirección longitudinal X. Más adelante en la descripción, se considera que las caras laterales primera 20 y segunda 21 son sensiblemente simétricas con respecto a un plano (X, Z) determinante de un plano mediano 22 del coche 10.

Cada rueda 16 del coche está dotada de movimiento giratorio con respecto a la caja 14, según un eje de giro que se extiende según la dirección Y, o dirección transversal. De manera conocida, el coche 10 incluye al menos cuatro ruedas, dispuestas en la parte delantera y en la parte trasera de la caja 14 según un sentido de desplazamiento del coche 10. Las ruedas 16 están unidas, por ejemplo, a la caja 14 por mediación de bogies 23.

Las ruedas 16 están dispuestas en la parte baja de la caja 14. Se considera una altura máxima 24 según Z, alcanzada por un extremo superior 26 de dichas ruedas. Preferentemente, se considera como parte baja 28 de la caja una parte de la caja situada por debajo de dicha altura máxima 24.

El elemento aerodinámico 18 de estabilización es solidario a la caja 14, preferiblemente de la parte baja 28 de dicha caja.

El elemento aerodinámico 18 comprende al menos un primer alerón 30, que se extiende a lo largo de la primera cara lateral 20, en la dirección longitudinal X. Preferentemente, dicho primer alerón 30 está situado por debajo de la altura máxima 24 de las ruedas 16.

Como es visible en la figura 2, el primer alerón 30 determina un saliente según Y con respecto a un perfil 32 de la parte baja 28 de la caja.

En el modo de realización representado, el primer alerón 30 incluye una cara superior 34 y una cara inferior 36, formando cada una de dichas caras ángulos obtusos con el perfil 32. Tales ángulos permiten limitar el efecto del primer alerón 30 sobre la resistencia al avance del coche 10. Así pues, el primer alerón 30 presenta una sección sensiblemente trapezoidal, estando las caras superior 34 e inferior 36 inclinadas con respecto a la horizontal.

Como variante no representada, la cara superior y/o la cara inferior es (son) horizontal(es). El primer alerón puede presentar en particular una sección sensiblemente rectangular, siendo paralelas las caras superior e inferior.

La caja 14 presenta una primera longitud 40 según la dirección longitudinal X. El primer alerón 30 se extiende por una segunda longitud 42 según X. Preferentemente, la segunda longitud 42 es igual a al menos el 50 %, preferiblemente a al menos el 80 %, de dicha primera longitud 40.

Preferentemente, el elemento aerodinámico 18 comprende además un segundo alerón 44, que se extiende según X a lo largo de la segunda cara lateral 21. Más preferiblemente, dicho segundo alerón 44 está situado por debajo de la altura máxima 24 de las ruedas 16.

Preferentemente, los alerones primero 30 y segundo 44 están dispuestos y configurados de forma sensiblemente simétrica con respecto al plano mediano 22 de la caja 14.

Con ayuda de la figura 3, se describirá ahora un procedimiento de funcionamiento del coche 10 y del vehículo 12. Se considera que el vehículo 12 se desplaza en la dirección X, por ejemplo, sobre una vía férrea. En particular, se considera que el vehículo 12 se desplaza a alta velocidad, por ejemplo, a una velocidad superior a 250 km/h.

Por otra parte, se considera que el vehículo 12 está sometido a un viento lateral 50, que sopla en la dirección transversal Y en dirección a la primera cara lateral 20.

La estela del vehículo 12 crea una sobrepresión 52 por el lado de la primera cara lateral 20 y una primera depresión 54 por el lado de la segunda cara lateral 21.

Además, a una determinada distancia del vehículo 12, por el lado de la segunda cara lateral 21, se forma una segunda depresión, en forma de un vórtice 56.

De ello resulta un momento de vuelco 58, que tiende hacer bascular el vehículo 12 alrededor de un eje paralelo a X. Un efecto del primer alerón 30 es el de aumentar la sobrepresión 52 por abajo de la caja 14, para así generar un esfuerzo 60 dirigido hacia abajo, que presiona el vehículo 12 contra el suelo.

Un efecto del segundo alerón 44 es el de modificar una trayectoria del aire que pasa bajo la caja 14, alejando esta trayectoria de la segunda cara lateral 21. Así, el vórtice 56 se distancia según Y del vehículo 12, lo cual disminuye su repercusión sobre la depresión total por el lado de la segunda cara lateral 21.

Así pues, ambos efectos aunados de los alerones primero 30 y segundo 44 permiten reducir el momento de vuelco 58.

La longitud 42 de los alerones 30, 44 permite maximizar el esfuerzo 60, al tiempo que limita las dimensiones de dichos alerones según Y, al efecto de limitar la resistencia al avance resultante.

La geometría de un coche 10 según la invención permite en particular una reducción del momento de vuelco 58 del orden del 5 %, con respecto a una geometría similar desprovista de alerones 30, 44.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   i.Coche (10) para vehículo ferroviario (12), que comprende: una caja (14), comprendiendo dicha caja una primera (20) y una segunda (21) caras laterales, extendiéndose cada una de dichas caras laterales según una dirección longitudinal (X) horizontal, correspondiente a una dirección de desplazamiento del vehículo; ruedas (16) unidas a la caja, alcanzando un extremo superior (26) de dichas ruedas una altura máxima (24); y un elemento aerodinámico (18) de estabilización al viento lateral,

   incluyendo dicho elemento aerodinámico de estabilización al menos un primer alerón (30), que se extiende por la parte baja de la caja a lo largo de la primera cara lateral, en la dirección longitudinal, considerándose situada la parte baja por debajo de la altura máxima (24) de las ruedas;

   determinando el primer alerón (30) un saliente con respecto a un perfil (32) de la parte baja (28) de la caja, incluyendo dicho primer alerón una cara superior (34) y una cara inferior (36), estando el cochecaracterizado porquecada una de dichas caras forma un ángulo obtuso con el perfil (32).
2. 2. Coche según la reivindicación 1, en el que: la caja (14) presenta una longitud (40) según la dirección longitudinal; y el primer alerón se extiende (42) por al menos el 50 %, preferiblemente por al menos el 80 %, de dicha longitud de la caja.
3. 3. Coche según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el coche comprende una pluralidad de ruedas (16) de desplazamiento del vehículo, estando dichas ruedas dotadas de movimiento giratorio con respecto a la parte baja (28) de la caja; y el primer alerón (30) se encuentra dispuesto por debajo de una altura máxima (24) de las ruedas (16) con respecto a la caja, estando definida dicha altura máxima por un extremo superior (26) de dichas ruedas.
4. 4. Coche según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento aerodinámico (18) de estabilización incluye un segundo alerón (44) que se extiende por la parte baja de la caja a lo largo de la segunda cara lateral, en la dirección longitudinal.
5. 5. Coche según la reivindicación 4, en el que los alerones primero (30) y segundo (44) están dispuestos de forma sensiblemente simétrica con respecto a un plano mediano (22) de la caja, estando dispuesto dicho plano en la dirección longitudinal.
6. 6. Vehículo ferroviario (12) que comprende un coche (10) según una de las reivindicaciones anteriores.