[发明专利]轨道车辆伸缩车头及轨道车辆

说明书

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术，尤其涉及一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆。

背景技术

随着轨道车辆尤其是动车组速度的不断提高，动车组的阻力将明显增大，当动车组速度达到200km/h时，空气阻力占运行总阻力的70%左右，当动车组速度达到300km/h时，空气阻力占运行总阻力的85%左右，见动车组运行中消耗的能量的大部分都用来克服空气阻力。

经研究表明，建立气动性能与头形各主型线参数包括流线型头部长度，纵剖面主型线变化量，水平面主型线变化量，最大截面面积之间的关系；头部形状与列车空气动力性能的总体规律是：列车交会压力波：扁宽形为最小，椭球形为最大；头车阻力：椭球形为最小，扁宽形为最大；尾车阻力：扁梭形为最小，鼓宽形为最大，参见《中国铁道科学》2002年10月第23卷，第5期，P138；作者：田红旗、梁习锋，许平；“列车空气动力性能研究及外形、结构设计方法”一文，但是现有的动车组从起点站开往终点站时，车头在前，车尾在后，由终点站返回原起点站时，原车头变车尾，原车尾变车头，所以，综合考虑列车头、尾车的头形，以一致为简单。以后就在车头、车尾一致的前提下进行了进一步地研究。

经研究表明，参见《中国铁道科学》2003年4月第24卷，第2期，P14；作者：田红旗、高广军；“270km/h高速列车气动力性能研究”一文指出：当头车是单拱头形且尾车是双拱头形编组方式时，列车气动阻力最小，对减小列车气动阻力来说，这种编组方式非常有利；但由于作为固定编组的动车组，其列车头部同时又是尾部，因此，作为头车，单拱头形的气动阻力优于双拱的，作为尾车，双拱头形的气动阻力优于单拱的，而整列车，在减小气动阻力方面单拱头形稍优于双拱头形；因此现有的动车组均设计和制造成一致，即头车与尾车造型一样。为了减小动车组运行中的空气阻力，则主要采取头车加中间车加尾车模型编组，其中头车和尾车采用一致的数据模型和比例模型，利用仿真计算和风洞试验，来遴选出最优的车头方案。

《车辆与动力技术》2005年，第3期，P12；作者：康宁，乔军平“尾涡特性对轿车气动阻力影响的研究”中运用商用CFD软件STAR—CD对两种车型的外部流场进行了数值模拟，根据速度矢量图和三维流线图以很清楚地看到在车型的尾部，气流发生了分离，形成了较大尺寸的上下两对旋涡，并且最终合并到一起，延伸到尾流；斜背式车型尾涡卷的较松散，在车身后部耗散得较快，而快背式车型的尾涡卷的较紧，两对尾涡合并为一对尾涡后，一直向车身后方延伸，在车身尾部较长的一段距离内存在，正是由于较强强度的尾涡存在，使得快背式车形的气动阻力较大。

发明内容

本发明提供一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆，用于克服现有技术中的缺陷，实现车头和车尾的形状自动变化，减小车辆在运行过程中的阻力。

本发明提供一种轨道车辆伸缩车头，所述车头由车头前端部和车头体转动连接构成，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；所述单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；所述伸缩构架包括至少两根摆杆，所述摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与所述摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。

本发明提供的轨道车辆伸缩车头，将车头分成多段伸缩的单元节，前行时，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端的车头动态伸长变化呈扁梭形，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾更是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。

本发明提供一种轨道车辆，该车辆包括车体和连接在车体两端的车头，所述车头为上述的轨道车辆伸缩车头。

本发明提供的轨道车辆，由于采用了可伸缩的车头，大大降低了轨道车辆在运行过程中车头和车尾的运行阻力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的轨道车辆的示意图；

图2为图1中沿A-A向前端车头的剖视图；

图3为图1中沿A-A向尾端车头的剖视图；

图4为车头鼻锥的局部放大图；

图5为图4的右视图；

图6为轨道车辆组装完后的状态示意图；

图7为轨道车辆由X站点开往Y站点的示意图；

图8为轨道车辆由Y站点开往X站点的示意图。

具体实施方式