本發(fā)明屬于空氣動(dòng)力學(xué)，具體涉及一種高鐵阻力控制的縫道裝置。

背景技術(shù)：

1、目前高鐵列車(chē)的阻力控制主要采用氣動(dòng)制動(dòng)方法，通過(guò)增加空氣阻力實(shí)現(xiàn)剎車(chē)效率的提高，常見(jiàn)的方式是采用外置式的風(fēng)阻板，布置于高鐵車(chē)身頂部或側(cè)面，結(jié)構(gòu)笨重又復(fù)雜，對(duì)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度提出了極高的要求，增加了列車(chē)運(yùn)行時(shí)的操控難度，無(wú)法滿足目前高鐵高速行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)短距離剎車(chē)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種高鐵阻力控制的縫道裝置，可有效解決上述問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明提供一種高鐵阻力控制的縫道裝置，包括相對(duì)于列車(chē)車(chē)體中剖面對(duì)稱布置的左側(cè)縫道和右側(cè)縫道；并且，所述左側(cè)縫道和所述右側(cè)縫道對(duì)稱布置于列車(chē)車(chē)頭頭部區(qū)域內(nèi)部?jī)蓚?cè)面；每側(cè)的縫道包括縫道入口和縫道出口；所述縫道入口布置于高鐵車(chē)頭鼻尖一側(cè)區(qū)域；所述縫道出口布置于列車(chē)車(chē)頭頂部平直段區(qū)域；

4、列車(chē)剎車(chē)時(shí)，打開(kāi)兩側(cè)的所述縫道的縫道入口，則氣流通過(guò)兩側(cè)的所述縫道進(jìn)行分流，并從縫道出口噴出；從而在入口區(qū)域增加壓力，在出口處形成一道射流墻，引起氣流局部分離，從而增加列車(chē)阻力，輔助實(shí)現(xiàn)短距離剎車(chē)。

5、優(yōu)選的，對(duì)于列車(chē)前進(jìn)方向的右側(cè)縫道，包括從入口到出口方向依次形成的縫道入口控制截面、第一縫道中間控制截面sec1、第二縫道中間控制截面sec2、第三縫道中間控制截面sec3和縫道出口控制截面；

6、定義坐標(biāo)系及相關(guān)參數(shù)如下：以列車(chē)鼻尖為坐標(biāo)原點(diǎn)，x方向定義為車(chē)身長(zhǎng)度方向，指向車(chē)尾為正方向；y方向定義為車(chē)身寬度方向，指向列車(chē)行駛方向右側(cè)為正；z方向定義為車(chē)身高度方向，向上為正；w表征列車(chē)車(chē)身寬度；

7、(1)縫道入口控制截面的形狀和位置描述為：

8、①在鼻尖一側(cè)，確定中心點(diǎn)o1的坐標(biāo)為(x1,y1,z1)；其中，x1為0.13w；y1為0.27w；z1為0.13w；

9、②在yoz平面中，以中心點(diǎn)o1作為橢圓中心點(diǎn)，確定長(zhǎng)軸半徑范圍為0.15w～0.25w、短軸半徑范圍為0.06w～0.15w，形成第一橢圓；

10、③以x軸正向?yàn)橐暯?，將第一橢圓以中心點(diǎn)o1繞x軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0°～45°，形成第二橢圓；

11、④第二橢圓用于控制縫道入口形狀，第二橢圓所在的橢圓平面，即為縫道入口控制截面；

12、其對(duì)縫道入口形狀的控制方法為：第二橢圓沿x軸方向形成的柱體與列車(chē)車(chē)身表面相交的交界面，為縫道入口交界面；

13、(2)第一縫道中間控制截面sec1的形狀和位置描述為：

14、將第二橢圓平移后并進(jìn)行等比例縮小，形成第一縫道中間控制截面sec1；具體方法為：

15、①將第二橢圓進(jìn)行平移，使其中心點(diǎn)o1從坐標(biāo)(x1,y1,z1)的位置平移到坐標(biāo)(x2,y2,z2)的位置，其中，x2＝x1+δx1，δx1＝0.07w～0.67w；y2＝0.27w；z2＝0.13w；將平移后(x2,y2,z2)的位置標(biāo)記為中心點(diǎn)o2，將平移后的第二橢圓表示為第三橢圓；

16、②將第三橢圓等比例縮小，縮小的比例范圍為70％～95％，得到第一縫道中間控制截面sec1；

17、(3)第二縫道中間控制截面sec2的形狀和位置描述為：

18、①確定中心點(diǎn)o3的坐標(biāo)為(x3,y3,z3)；其中，x3＝x1+δx2，δx2＝0.77w～1.77w；y3＝0.35w；z3＝0.15w；

19、②在yoz平面中，以中心點(diǎn)o3作為橢圓中心點(diǎn)，確定長(zhǎng)軸半徑范圍為0.12w～0.22w、短軸半徑范圍為0.05w～0.12w，形成第四橢圓；

20、③以y軸負(fù)向?yàn)橐暯?，第四橢圓以中心點(diǎn)o3繞y軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)范圍15°～45°，得到第二縫道中間控制截面sec2；

21、(4)第三縫道中間控制截面sec3的形狀和位置描述為：

22、①確定中心點(diǎn)o4的坐標(biāo)為(x4,y4,z4)；其中，x4＝x1+δx3，δx3＝1.77w～3.33w；y4＝0.23w；z4＝z1+δz3，δz3＝0.07w～0.67w；

23、②在xoy平面中，以中心點(diǎn)o4作為橢圓中心點(diǎn)，確定長(zhǎng)軸半徑范圍為0.06w～0.12w、短軸半徑范圍為0.01w～0.06w，形成第五橢圓；

24、③以x軸正向?yàn)橐暯牵谖鍣E圓以中心點(diǎn)o4繞x軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)-15°～15°，形成第三縫道中間控制截面sec3；

25、(5)縫道出口控制截面的形狀和位置描述為：

26、在車(chē)頭前擋風(fēng)玻璃之后的車(chē)頂頂部平面與xoy平面夾角為小于10°范圍內(nèi)布置縫道出口，其截面形狀為腰形孔形狀，與xoy平面平行，中心點(diǎn)o5的坐標(biāo)為(x5,y5,z5)；其中，x5為2.08w；y5為0.23w；z5為0.91w；其長(zhǎng)度范圍為0.3w～0.45w，寬度范圍為0.02w～0.1w，形成縫道出口控制截面。

27、優(yōu)選的，在縫道入口布置內(nèi)置式移動(dòng)曲面板，在縫道出口布置內(nèi)置式移動(dòng)平板，分別用于關(guān)閉或打開(kāi)縫道入口和縫道出口。

28、本發(fā)明提供的一種高鐵阻力控制的縫道裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

29、本發(fā)明提供的一種高鐵阻力控制的縫道裝置，利用空氣動(dòng)力學(xué)原理在高鐵列車(chē)車(chē)頭頭部區(qū)域設(shè)計(jì)出兩條對(duì)稱的縫道構(gòu)型，本發(fā)明設(shè)計(jì)的縫道裝置可以大幅度增加列車(chē)的阻力，可以有效地減小剎車(chē)距離，控制方式簡(jiǎn)單，是一種有效的阻力控制方式，滿足高鐵高速行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)短距離剎車(chē)的需要。

技術(shù)特征：

1.一種高鐵阻力控制的縫道裝置，其特征在于，包括相對(duì)于列車(chē)車(chē)體中剖面對(duì)稱布置的左側(cè)縫道和右側(cè)縫道；并且，所述左側(cè)縫道和所述右側(cè)縫道對(duì)稱布置于列車(chē)車(chē)頭頭部區(qū)域內(nèi)部?jī)蓚?cè)面；每側(cè)的縫道包括縫道入口和縫道出口；所述縫道入口布置于高鐵車(chē)頭鼻尖一側(cè)區(qū)域；所述縫道出口布置于列車(chē)車(chē)頭頂部平直段區(qū)域；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鐵阻力控制的縫道裝置，其特征在于，對(duì)于列車(chē)前進(jìn)方向的右側(cè)縫道，包括從入口到出口方向依次形成的縫道入口控制截面、第一縫道中間控制截面sec1、第二縫道中間控制截面sec2、第三縫道中間控制截面sec3和縫道出口控制截面；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鐵阻力控制的縫道裝置，其特征在于，在縫道入口布置內(nèi)置式移動(dòng)曲面板，在縫道出口布置內(nèi)置式移動(dòng)平板，分別用于關(guān)閉或打開(kāi)縫道入口和縫道出口。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種高鐵阻力控制的縫道裝置，包括相對(duì)于列車(chē)車(chē)體中剖面對(duì)稱布置的左側(cè)縫道和右側(cè)縫道；并且，所述左側(cè)縫道和所述右側(cè)縫道對(duì)稱布置于列車(chē)車(chē)頭頭部區(qū)域內(nèi)部?jī)蓚?cè)面；每側(cè)的縫道包括縫道入口和縫道出口；所述縫道入口布置于高鐵車(chē)頭鼻尖一側(cè)區(qū)域；所述縫道出口布置于列車(chē)車(chē)頭頂部平直段區(qū)域。本發(fā)明提供的一種高鐵阻力控制的縫道裝置，利用空氣動(dòng)力學(xué)原理在高鐵列車(chē)車(chē)頭頭部區(qū)域設(shè)計(jì)出兩條對(duì)稱的縫道構(gòu)型，本發(fā)明設(shè)計(jì)的縫道裝置可以大幅度增加列車(chē)的阻力，可以有效地減小剎車(chē)距離，控制方式簡(jiǎn)單，是一種有效的阻力控制方式，滿足高鐵高速行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)短距離剎車(chē)的需要。

技術(shù)研發(fā)人員：郝禮書(shū),喬熠瑋,李富琨,張智昊,高永衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2