一种车体结构及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型涉及轨道设备技术领域，特别涉及一种车体结构及轨道车辆。


背景技术：

2.随着经济的发展，人们对高速列车的运行速度提出了更高的要求。高速列车运行速度的提高依赖于硬件和软件等各种因素，其中气动阻力是制约高速列车提速的重要因素之一。
3.所谓气动阻力就是高速列车运行过程中气体对高速列车的阻力，高速列车运行速度越快，其受风阻越大。当前为了降低车辆运行时的气动阻力，设计人员主要对轨道车辆的外形不断优化。例如将车头设计为部分细长的流线型，流线型结构对于气体阻力比较小。对高速列车车型的设计在一定程度上能够起到降低气动阻力的效果，但是目前车辆外形的改进空间也越来越小，车辆速度的提高难度也相对比较大。
4.如何尽量降低气动阻力，是本领域内技术人员一直关注的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种气动阻力比较小的车体结构及轨道车辆。
6.为实现上述目的，本技术的一个实施方式采用如下技术方案：
7.第一方面，本实用新型提供了一种车体结构，包括车体，所述车体的底部具有用于容纳转向架的安装空间，所述车体结构还包括导流风道，用于将所述安装空间迎风侧的气流导流至所述安装空间的外部。
8.当轨道车辆行驶时，安装转向架的安装空间内部的气流会产生一定的气压，当安装空间内部气压达到预定压力时，安装空间内部的气流可以沿导流风道流出安装空间，这样可以降低安装空间迎风侧对气体所产生的阻力，减小整车气动阻力，有利于进一步提高轨道车辆的速度。
9.可选地，所述安装空间沿车体长度方向的至少一个端壁设置有至少一个通风口，所述导流风道的第一端口连通所述通风口，第二端口的出气方向朝向所述车体的侧方。
10.可选地，所述安装空间沿车体长度方向的两个端壁均设置有所述通风口。
11.可选地，还设置有打开或者关闭所述通风口的阻尼板，当所述气流的压力大于所述阻尼板的开启压力时，所述阻尼板处于打开所述通风口的位置。
12.可选地，所述阻尼板包括板体和弹性部件，所述板体的一端铰接于所述端壁，所述弹性部件压装于所述车体和所述板体的非铰接端，常态下，所述板体处于关闭所述通风口的位置；所述弹性部件能够提供所述板体回复力。
13.可选地，所述导流风道包括主体管和两个分支管，所述主体管沿所述车体长度方向延伸，并且所述主体管的一端口为所述导流风道的第一端口，所述主体管的另一端连接有两所述分支管，两所述分支管的外端分别朝向所述车体的两侧延伸。
14.可选地，两所述分支管之间的夹角范围为40度至90度。
15.可选地，所述通风口沿车体宽度方向的尺寸范围：800mm至2500mm；所述通风口沿车体高度方向的尺寸范围80mm至250mm；所述主体管的长度范围800mm至2500mm。
16.可选地，所述分支管的外端口沿车体方向的尺寸范围：70mm至250mm，所述分支管的外端口沿车体高度方向的尺寸范围：80mm至550mm。
17.第二方面，本实用新型还提供了一种轨道车辆，包括转向架以及上述任一项所述的车体结构，所述转向架至少部分位于所述车体结构的安装空间。
18.因该轨道车辆具有上述车体结构，故轨道车辆也具有车体结构的上述技术效果。
附图说明
19.图1为本实用新型一种具体实施例中车体结构局部结构示意图；
20.图2为图1中通风口位置的局部放大示意图；
21.图3为图2去除外板的结构示意图；
22.图4为本实用新型中一种示例中导流风道的结构示意图；
23.图5为本实用新型车体结构与现有结构对车体各节车的阻力对比图。
24.图1至图4中附图标记与部件名称一一对应关系如下：
25.100车体；110侧墙；200安装空间；201第一端壁；202第二端壁；101第一通风口；101'第二通风口；102第二端口；203侧壁；11主体管；12第一分支管；13第二分支管；14阻尼板。
具体实施方式
26.本发明对轨道车辆整车气动阻力分布进行了大量研究，研究发现：转向架区域气动阻力占比较大，特别是迎风侧转向架流场变化剧烈，阻力贡献较大部位，由于轨道车辆转向架的存在，使得转向架后端墙出现较大的正压，导致轨道车辆所受气体阻力比较大。
27.在上述发现的基础上，本发明提出了一种解决上述技术问题的技术方案。
28.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。
29.本文以流体介质为树脂为例，该工装用于测试树脂对纤维的浸润能力。
30.请参考图1至图5，图1为本实用新型一种具体实施例中车体结构局部结构示意图；图2为图1中通风口位置的局部放大示意图；
31.图3为图2去除外板的结构示意图；图4为本实用新型中一种示例中导流风道的结构示意图；图5为本实用新型车体结构与现有结构对车体各节车的阻力对比图。
32.本实用新型提供了一种轨道车辆，其包括转向架以及车体结构。转向架包括构架、轮对、悬挂系统、牵引装置、制动装置以及轴箱装置等部件。
33.车体结构包括车体100，车体100包括两个侧墙110、端墙、底板和顶板，以上几者共同围成车体的骨架，两个侧墙沿车体长度方向平行布置。车体的底部具有用于容纳转向架的安装空间200，转向架至少部分位于车体结构的安装空间200，车体结构还包括导流风道，导流风道用于将安装空间200迎风侧的气流导流至安装空间200的外部。
34.本实用新型中，当轨道车辆行驶时，安装转向架的安装空间200内部的气流会产生
一定的气压，当安装空间200内部气压达到预定压力时，安装空间200内部的气流可以沿导流风道流出安装空间200，这样可以降低安装空间200迎风侧对气体所产生的阻力，减小整车气动阻力，有利于进一步提高轨道车辆的速度。
35.在一种具体示例中，车体结构围成安装空间200的周壁可以包括两个端壁以及位于两端壁之间的侧壁203，两个端壁分别为第一端壁201和第二端壁202。沿车体长度方向的至少一个端壁设置有至少一个通风口，导流风道的第一端口连通通风口，第二端口102的出气方向朝向车体的侧方。导流风道的管壁可以与端壁周向密封，导流风道的端口与端壁平齐或者导流风道的端口不伸至安装空间200，便于迎风侧端板处的气流顺畅流动至通风口。
36.对于轨道车辆而言，轨道车辆的两端部均可以连接车头，这样转向架的安装空间200的两端端壁在均有作为迎风侧的可能性，因此，本文还进行了如下设置。
37.在一种具体示例中，安装空间200沿车体长度方向的两个端壁均设置有通风口，第一端壁201和第二端壁202分别设置有第一通风口101和第二通风口101’。这样无论轨道车辆正向行驶还是反向行驶，安装空间200内部的气体均可以通过迎风侧的端壁上的通风口排至安装空间200的外部，提高轨道车辆正向和反向行驶速度。
38.在上述基础上，本实用新型发现与同时打开两端壁的通风口相比，仅打开迎风侧端壁上的通风口更有利于安装空间200内部气体的排出。因此，本实用新型的上述车体结构还进行了以下改进。
39.在一种具体示例中，车体结构还设置有打开或者关闭通风口的阻尼板14，当气流的压力大于阻尼板的开启压力时，阻尼板14处于打开通风口的位置。也就是说，当通风口处气体的压力大于预定数值时，通风口才被打开，当通风口处气体的压力小于或者等于预定数值时，通风口处于关闭状态。
40.通过以上设置，处于背风侧端壁处气体压力通常比迎风侧小，因此通过合理设置开启压力，可以实现仅迎风侧通风口打开，安装空间200内部的气流自迎风侧的通风口流至外部。
41.通过仿真计算和风洞试验结果表明，八编组列车每个转向架舱全部布设该结构后，整车气动阻力减小6.91％，减阻效果显著。
42.阻尼板设置方式有多种形式，以下给出了一种具体实施方式。
43.在一种具体示例中，阻尼板14包括板体和弹性部件(图中未示出)，板体的一端铰接于端壁，弹性部件压装于车体和板体的非铰接端，常态下，板体处于关闭通风口的位置；弹性部件能够提供板体回复力。
44.该实施方式结构简单，占据空间小，便于实现。
45.在一种具体示例中，导流风道包括主体管11和两个分支管，两个分支管分别为第一分支管12和第二分支管13，主体管11的一端口为导流风道的第一端口，主体管11的另一端连接有两分支管，两分支管的外端分别朝向车100体的两侧延伸。
46.上述各实施方式中，两分支管之间的夹角m范围为40度至90度，例如m＝60
°
、50
°
或40
°
。
47.上述各实施方式中，通风口沿车体宽度方向的尺寸a范围：800mm至2500mm，例如2000mm、1500mm、1000mm通风口沿车体高度方向的尺寸b范围80mm至250mm，例如b＝200mm、150mm或100mm；主体管的长度c范围800mm至2500mm，例如c＝2000mm、1500mm或1000mm。在一
种具体示例中，通风口尺寸为2300mm*200mm。当然，通风口的尺寸不局限于本文描述，可以根据轨道车辆的具体产品尺寸而合理选取。
48.最终优化的减阻风道结构若受限于设备舱设备的空间限制，可将减阻风道进行减阻气孔结构的转化，在有限空间内布局减阻气孔进行引流，以期达到减阻效果
49.上述各实施例中，分支管的外端口沿车体方向的尺寸范围：70mm至250mm，分支管的外端口沿车体高度方向的尺寸范围：80mm至550mm。在一种具体示例中，分支管的外端口尺寸为505mm*200mm。
50.图5中示出了八节编组在相同行驶工况下，采用本实用新型所提供的车体结构的气动阻力与现有车体的气动阻力的对比示意图。从图中可以看出，本实用新型所提供的车体结构的气动阻力相对现有车体更低。
51.导流通道不局限于本文所示结构，还可以为其他样式，例如一个端壁设置两个通风口或者更多通风口，每一个通风口连接一根管，或者两个或者两个以上通风口连接同一根管。
52.因该轨道车辆具有上述车体结构，故轨道车辆也具有车体结构的上述技术效果。
53.以上对本实用新型所提供的一种车体结构及轨道车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种车体结构，其特征在于，包括车体，所述车体的底部具有用于容纳转向架的安装空间，所述车体结构还包括导流风道，用于将所述安装空间迎风侧的气流导流至所述安装空间的外部。2.如权利要求1所述的车体结构，其特征在于，所述安装空间沿车体长度方向的至少一个端壁设置有至少一个通风口，所述导流风道的第一端口连通所述通风口，第二端口的出气方向朝向所述车体的侧方。3.如权利要求2所述的车体结构，其特征在于，所述安装空间沿车体长度方向的两个端壁均设置有所述通风口。4.如权利要求2所述的车体结构，其特征在于，还设置有打开或者关闭所述通风口的阻尼板，当所述气流的压力大于所述阻尼板的开启压力时，所述阻尼板处于打开所述通风口的位置。5.如权利要求4所述的车体结构，其特征在于，所述阻尼板包括板体和弹性部件，所述板体的一端铰接于所述端壁，所述弹性部件压装于所述车体和所述板体的非铰接端，常态下，所述板体处于关闭所述通风口的位置；所述弹性部件能够提供所述板体回复力。6.如权利要求2至5任一项所述的车体结构，其特征在于，所述导流风道包括主体管和两个分支管，所述主体管沿所述车体长度方向延伸，并且所述主体管的一端口为所述导流风道的第一端口，所述主体管的另一端连接有两所述分支管，两所述分支管的外端分别朝向所述车体的两侧延伸。7.如权利要求6所述的车体结构，其特征在于，两所述分支管之间的夹角范围为40度至90度。8.如权利要求6所述的车体结构，其特征在于，所述通风口沿车体宽度方向的尺寸范围：800mm至2500mm；所述通风口沿车体高度方向的尺寸范围80mm至250mm；所述主体管的长度范围800mm至2500mm。9.如权利要求6所述的车体结构，其特征在于，所述分支管的外端口沿车体方向的尺寸范围：70mm至250mm，所述分支管的外端口沿车体高度方向的尺寸范围：80mm至550mm。10.一种轨道车辆，其特征在于，包括转向架以及权利要求1至9任一项所述的车体结构，所述转向架至少部分位于所述车体结构的安装空间。

技术总结
本实用新型提供了一种车体结构及轨道车辆，该车体结构包括车体，车体的底部具有用于容纳转向架的安装空间，所述车体结构还包括导流风道，用于将所述安装空间迎风侧的气流导流至所述安装空间的外部；轨道车辆行驶时，安装转向架的安装空间内部的气流会产生一定的气压，当安装空间内部气压达到预定压力时，安装空间内部的气流可以沿导流风道流出安装空间，这样可以降低安装空间迎风侧对气体所产生的阻力，减小整车气动阻力，有利于进一步提高轨道车辆的速度。道车辆的速度。道车辆的速度。


技术研发人员：韩运动 姚拴宝 陈大伟 王维斌 宋军浩 刘加利 柳宁 贾丽荣
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/5/27