[发明专利]列车侧风定风翼

说明书

所属技术领域

本发明属于列车车身技术，具体涉及一种抗强侧风的列车定风翼。

背景技术

目前，公知的中低速列车自身的抗侧风措施研究集中于从车辆内部结构出发，如增大车辆弹簧悬挂装置的横向刚度、角刚度及降低车体重心高度等，而没有考虑车体的横向气体动力特性。有的既使考虑也只是在车辆横断面外部轮廓上的微量改进，不能起到根本的抗侧风作用，最终还是以遇强风减速或停车的办法来保证列车安全。但统计资料显示，列车在低速运行同样有可能因强侧风而倾覆。因此，这些措施均没有达到保障风区运行列车的本质安全。

发明内容

为了克服现有列车自身抗侧风措施没有达到本质安全的不足，本发明提供一种能实现风区运行列车本质安全、结构简单、成本低、便于既有列车改造的列车侧风定风翼。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在车辆顶部纵向设置两列定风翼(列车上、下行时分别起主要作用，且总尺寸不超过车辆限界)，其翼剖面类似一个上下倒置的飞机机翼(可以是单体结构，也可以是组合结构)，并配以适当的冲角(翼弦与来流方向的夹角)。由机翼扰流理论可知，当列车受到强侧风袭击时，由于定风翼上、下表面外形的不对称(上弧线接近直线，下弧线为扰流曲线)，在其上、下表面形成不同的速度分布和压力分布：下表面气流流速加快，压力降低；上表面流速变化不大，压力基本不变。上、下表面的压差使定风翼获得一个向下作用的力——负升力，当冲角在一个范围内变化时，该力随冲角的增大而增加。

定风翼获得的负升力可在车辆一侧(迎风侧)产生附加的压力及相应的力矩(与车辆倾覆力矩方向相反)，保证车体与转向架之间良好的压撑联接状态，并平衡(或减小)车辆的倾覆力矩，使车辆不失稳，达到车辆遇强侧风不倾覆，实现本质安全的目的。

本发明的有益效果是，实现抗强侧风作用下列车的本质安全运行。而且，结构简单、成本低，不仅利于新造车辆的安装，而且便于既有车辆改造。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个实施例的三视图。图1中(a)为车辆正视图，(b)为车辆侧视图，(c)为车辆俯视图；图1中1.定风翼，2.车体。

图2是本发明的一个实施例的定风翼形状及安装角度示意图。图2中v∞为来流方向，α为翼弦与来流方向的夹角。

具体实施方式

附图是本发明用于客运列车车辆的一个实施例。

参见图1和图2，定风翼1的翼剖面类似一个上下倒置的飞机机翼(本例中为单体结构，还可以是组合结构)，其上弧线接近直线，下弧线为扰流曲线，冲角为α。在车体2顶部左右两侧各安装一列定风翼1，其冲角α可调，高度可升降，以保证定风翼1在强侧风作用下，获得足够的负升力。

根据列车上、下行及行驶地区的风向情况，使迎风侧的定风翼1升起，背风侧的定风翼1调至与车体2顶部紧贴。

当列车受到强侧风袭击时，由于定风翼1上、下表面外形的不对称，在其上、下表面形成不同的速度分布和压力分布：下表面气流流速加快，压力降低；上表面流速变化不大，压力基本不变。上、下表面的压差使定风翼1获得一个向下作用的力——负升力，当冲角α在一个范围内变化时，该力随冲角α的增大而增加。

定风翼1获得的负升力可在车体2一侧(迎风侧)产生附加的压力及相应的力矩(与车辆倾覆力矩方向相反)，保证车体2与转向架之间良好的压撑联接状态，并平衡(或减小)车体2的倾覆力矩，使车辆不失稳，达到车辆遇强侧风不倾覆，实现本质安全的目的。