[发明专利]基于列车尾涡控制的气动减阻装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于列车尾涡控制的气动减阻装置，包括：涡发生器，所述涡发生器设置有偶数个，偶数个所述涡发生器对称设置在列车端部流线型区域车壳两侧，所述涡发生器垂直于所述列车端部流线型区域车壳设置；所述涡发生器与列车中心线的夹角为a。本发明通过将涡发生器对称设置在列车端部流线型区域车壳处，涡发生器可上下伸缩调节。本发明还提供了一种基于列车尾涡控制的气动减阻方法，能够有效减弱尾涡强度，提升列车流线型尾部表面正压，可在不影响其他车辆气动阻力的前提下有效降低尾车气动阻力。

技术领域

本发明涉及高速列车技术领域，特别涉及一种基于列车尾涡控制的气动减阻装置。

背景技术

随着列车的高速化，列车在高速运行时所存在的一些空气动力学问题也一一突显出来。例如，列车的气动阻力，其幅值与列车运行速度的二次方成正比。随着列车运行速度的不断提高，在驱动列车前行所需要的动力中气动阻力占比不断增大，因此有必要研究如何降低列车的气动阻力，以降低列车能耗。

现有的列车减阻技术方案主要围绕在列车头部流线型、风挡及转向架区域，其目的在于使列车表面平顺化。然而这种减阻方案带来的效果已逐渐趋向饱和，列车头长已长达12m，全包风挡、沉入式受电弓，转向架裙板也在列车生产运营中被广泛应用。现有的相关减阻技术方案多是围绕在列车表面平顺化来开展，通过外形流线化已很难再进一步提高气动减阻效果。

发明内容

本发明提供了一种基于列车尾涡控制的气动减阻装置，其目的是为了提供一种新的气动减阻装置，通过减弱尾涡强度，从尾涡控制的角度实现列车减阻。在实现尾车减阻的同时，不影响其他车辆的气动阻力。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于列车尾涡控制的气动减阻装置，包括：

涡发生器，所述涡发生器设置有偶数个，偶数个所述涡发生器对称设置在列车端部流线型区域车壳两侧，所述涡发生器垂直于所述列车端部流线型区域车壳设置；所述涡发生器与列车中心线的夹角为a。

其中，所述涡发生器设置有两个或四个。

其中，所述涡发生器与列车中心线的夹角a为50°。

其中，所述涡发生器为三角形结构或梯形板状结构。

其中，所述涡发生器为直角梯形板状结构，所述涡发生器的底边最大长度为0.65m，所述涡发生器的最大高度为0.4m，所述涡发生器的锐角为35°。

其中，所述列车端部流线型区域车壳开设有多个槽口，所述涡发生器滑动地设置在所述槽口内。

其中，所述列车端部流线型区域车壳内设置有多组滑动控制机构，所述涡发生器通过所述滑动控制机构滑动地设置在所述槽口内，当所述列车端部流线型区域车壳在列车头部方向时，所述涡发生器收缩在所述槽口内，当当所述列车端部流线型区域车壳在列车尾部方向时，所述涡发生器突出于槽口外。

其中，所述滑动控制机构包括：控制装置下支座、扰流板支座、电动马达、滚珠丝杆和控制装置上支座，所述控制装置上支座设置在所述列车端部流线型区域车壳的底部，所述控制装置下支座固定设置在所述列车端部流线型区域车壳内，所述控制装置下支座的两端均垂直于所述列车端部流线型区域车壳向外设置有导轨，所述导轨连接至所述控制装置上支座，所述扰流板支座两端通过直线轴承滑动地设置在两个所述导轨上，所述涡发生器设置在所述扰流板支座上，所述电动马达安装在所述控制装置下支座上，所述电动马达通过联轴器连接所述滚珠丝杆，所述滚珠丝杆通过滚珠螺母与所述扰流板支座传动连接。

其中，所述槽口处活动地设置有橡胶密封条。

本发明还提供了一种基于列车尾涡控制的气动减阻方法，应用所述基于列车尾涡控制的气动减阻装置，包括：

S1、在列车端部流线型区域车壳安装气动减阻装置；