一种模块化高速列车车头

1.本实用新型涉及高速列车技术领域，特别涉及一种模块化高速列车车头。


背景技术：

2.高速列车是一种贴近地面高速运动的物体，我国传统列车时速120km时，空气阻力约占总阻力的40％；钝头机车牵引提速客车(车辆底部裸露在外)组成的提速列车，时速160km时，空气阻力占总阻力的75％左右；时速在300km/h时，空气阻力占总阻力的85％左右。列车空气阻力与列车运行速度的平方成正比，随着列车运行速度的提高，列车空气阻力迅速增大，列车空气阻力占总阻力的比重也越来越大。
3.目前，轨道涡流制动、磁轨制动和风阻制动为现阶段主流的3种非黏着制动技术，而风阻制动是高速列车非黏着制动的一种全新制动方式，其利用车身表面设置制动风翼板装置增加空气阻力来产生制动力。随着高速列车技术的快速发展，国内在实现350km/h商业运营的基础上，已经开展更高速高铁列车技术攻关。同时随着运行速度的提高，黏着制动力将逐渐降低，不能满足高性能制动需求。因此，有必要通过(补充)新的制动方式，以满足高速列车在紧急制动状态下对制动力的需求。
4.现有技术中公开了一种具有风阻制动装置的高速列车司机室及高速列车，在司机室本体的变截面区域安装有多组风阻制动板，其沿司机室本体的长度方向并排布置，每组风阻制动板均包括沿变截面区域外部轮廓横向间隔设置的多块制动单元板，在司机室本体上还安装有用于收拢或打开制动单元板的开合驱动机构。其中，司机室本体包括一个司机室内层钢结构，该司机室内层钢结构为非流线型钢结构，在司机室内层钢结构的前端设置有阶梯型凹槽骨架和阶梯凸台骨架；在该司机室内层钢结构的外侧还装设有非流线型密封蒙皮，该非流线型密封蒙皮蒙设在阶梯型凹槽骨架上以形成上述的阶梯型凹槽，该非流线型密封蒙皮蒙设在阶梯凸台骨架上以形成上述的阶梯凸台。因此，该方案将司机室内层钢结构设计成非流线型钢结构，在司机室内层钢结构的阶梯型凹槽骨架和阶梯凸台骨架上蒙设非流线型密封蒙皮，以形成阶梯型凹槽和阶梯凸台，方便安装制动单元板和开合驱动机构，并且提高司机室的风阻制动效果，且可使车体保持密封。由于该方案为固定式设置，因此阶梯型凹槽等位置的使用灵活性仍不高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种使用灵活性更高的高速列车车头。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种模块化高速列车车头，包括内层钢骨架以及装设在内层钢骨架外侧的密封蒙皮，车头具有多个功能安装模块，所述功能安装模块以凹槽的形式分布于所述车头的表面，所述内层钢骨架以及所述密封蒙皮在所述功能安装模块的位置分别具有凹槽骨架以及凹槽蒙皮，所述功能安装模块用于安装功能组件或整体密封。
7.进一步地，所述功能组件为风阻制动装置。
8.进一步地，所述功能安装模块通过凹槽密封板密封。
9.进一步地，所述凹槽密封板与所述密封蒙皮焊接或铆钉连接固定。
10.进一步地，所述风阻制动装置包括风阻制动板，所述风阻制动板通过气缸驱动，风阻制动板通过铰接组件与所述功能安装模块铰接；
11.所述风阻制动装置还包括凹槽连接板，所述凹槽连接板的外侧边与所述功能安装模块的凹槽边缘连接，所述凹槽连接板的内侧边与所述风阻制动板的边缘相对应。
12.进一步地，所述凹槽连接板与所述功能安装模块的凹槽边缘为焊接连接或铆钉连接。
13.本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
14.本实用新型提供的模块化高速列车车头设置有多个功能安装模块，以凹槽的形式分布于车头位置，内层钢骨架以及密封蒙皮在功能安装模块的位置分别具有凹槽骨架以及凹槽蒙皮，以使功能安装模块形成凹槽的形式并设置功能组件，同时保证整个车头的强度以及功能安装模块的支撑强度，功能安装模块可以灵活安装功能装置使用，且功能安装模块的位置可以选择性地安装，或者将功能安装模块的位置完全密封，以使其暂时不使用作为备用功能安装模块，保证车头的完整流线型，提升了高速列车车头的模块化、灵活化运用。
15.本实用新型的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.图1为本实用新型的密封蒙皮结构示意图；
17.图2为本实用新型的内层钢骨架结构示意图；
18.图3为本实用新型的功能安装模块及风阻制动装置示意图；
19.图4为本实用新型的风阻制动装置安装示意图。
20.【附图标记说明】
21.1-内层钢骨架；2-密封蒙皮；3-功能安装模块；4-凹槽骨架；5-凹槽蒙皮；6-风阻制动装置；7-安装槽；8-风阻制动板；9-气缸；10-凹槽连接板；11-凹槽密封板；12-铰接安装座；13-铰接连接座；14-第一铰接臂；15-第二铰接臂。
具体实施方式
22.为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.如图1、图2所示，本实用新型的实施例提供了一种模块化高速列车车头，包括内层钢骨架1以及装设在内层钢骨架1外侧的密封蒙皮2。其中，车头具有多个功能安装模块3，功能安装模块3以凹槽的形式分布于车头的表面。相对应地，内层钢骨架1以及密封蒙皮2在功能安装模块3的位置分别具有凹槽骨架4以及凹槽蒙皮5，以使功能安装模块3形成凹槽的形式并设置功能组件，同时保证整个车头的强度以及功能安装模块3的支撑强度。
26.具体到本实施例中，功能安装模块3用于安装风阻制动装置6，如图3所示，当然在其它实施例中也可以安装其它装置、例如涡流装置等，整个功能安装模块3可以灵活使用。以风阻制动装置6为例，功能安装模块3的位置可以选择性地安装风阻制动装置6，或者将功能安装模块3的位置完全密封，以使其暂时不使用作为备用功能安装模块3，保证车头的完整流线型。
27.需要说明的是，凹槽蒙皮5的位置可以进一步预留数个机构的安装槽7，以保证各类机构的顺利安装，确保功能组件发挥作用。
28.当功能安装模块3安装风阻制动装置6时，风阻制动装置6包括风阻制动板8，同时安装有用于收拢或打开风阻制动板8的气缸9。当风阻制动板8收拢时，能够将功能安装模块3完全封盖，从而使该处的功能安装模块3也保持完整流线型，避免气动特性受到影响。而在需要减阻的工况下，气缸9驱动风阻制动板8打开，使风阻增大而辅助制动。
29.同时如图4所示，风阻制动板8通过铰接组件12与功能安装模块3的凹槽铰接。需要说明的是，由于风阻制动板8难以直接准确地贴合功能安装模块3的凹槽边缘，同时风阻制动板8的尺寸可能也需要调整不同规格，因此本实施例中风阻制动装置6还包括凹槽连接板10。对于前后来说，凹槽连接板10的外侧边与功能安装模块3的凹槽边缘连接，凹槽连接板10的内侧边与风阻制动板8的边缘相对应，即通过凹槽连接板10的设置保证功能安装模块3整体能够被风阻制动板8顺利密封。
30.需要说明的是，凹槽连接板10与功能安装模块3的凹槽边缘连接方式可以是焊接连接、也可以是铆钉连接等，只要凹槽连接板10以及风阻制动板8的尺寸确定后，就可以将凹槽连接板10直接固定在功能安装模块3的凹槽边缘。
31.而当功能安装模块3不需要使用时，可以通过凹槽密封板11将功能安装模块3整体密封。对于前后来说，凹槽密封板11的外侧边与功能安装模块3的凹槽边缘连接，从而通过凹槽密封板11将功能安装模块3直接密封，确保完整的流线形。其中，凹槽密封板11与功能安装模块3的凹槽边缘连接方式同样为焊接连接或铆钉连接等。
32.需要说明的是，各个功能安装模块3安装风阻制动装置6或者密封，以及安装风阻制动装置6的尺寸依据高速列车工况进行仿真计算等论证设计。
33.在本实施例中，铰接组件12安装在功能安装模块3内，以保证风阻制动板8与凹槽连接板10对功能安装模块3的密封效果。
34.其中，当风阻制动板8需要收拢时，气缸9收缩使风阻制动板8逐渐向下旋转收拢，最终风阻制动板8准确地将凹槽连接板10之间完全封盖。风阻制动板8的开启过程则相反此处不再赘述。对于不同尺寸的凹槽连接板10、风阻制动板8来说只需要改变铰接组件12的尺寸、位置等并调试到位即可，进一步体现出功能安装模块3的模块化、灵活化使用。
35.以上所述是本实用新型的优选实施方式，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所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种模块化高速列车车头，包括内层钢骨架以及装设在内层钢骨架外侧的密封蒙皮，其特征在于，车头具有多个功能安装模块，所述功能安装模块以凹槽的形式分布于所述车头的表面，所述内层钢骨架以及所述密封蒙皮在所述功能安装模块的位置分别具有凹槽骨架以及凹槽蒙皮，所述功能安装模块用于安装功能组件或整体密封。2.根据权利要求1所述的一种模块化高速列车车头，其特征在于，所述功能组件为风阻制动装置。3.根据权利要求1所述的一种模块化高速列车车头，其特征在于，所述功能安装模块通过凹槽密封板密封。4.根据权利要求3所述的一种模块化高速列车车头，其特征在于，所述凹槽密封板与所述密封蒙皮焊接或铆钉连接固定。5.根据权利要求2所述的一种模块化高速列车车头，其特征在于，所述风阻制动装置包括风阻制动板，所述风阻制动板通过气缸驱动，风阻制动板通过铰接组件与所述功能安装模块铰接；所述风阻制动装置还包括凹槽连接板，所述凹槽连接板的外侧边与所述功能安装模块的凹槽边缘连接，所述凹槽连接板的内侧边与所述风阻制动板的边缘相对应。6.根据权利要求5所述的一种模块化高速列车车头，其特征在于，所述凹槽连接板与所述功能安装模块的凹槽边缘为焊接连接或铆钉连接。

技术总结
本实用新型提供了一种模块化高速列车车头，包括内层钢骨架以及装设在内层钢骨架外侧的密封蒙皮，车头具有多个功能安装模块，所述功能安装模块以凹槽的形式分布于所述车头的表面，所述内层钢骨架以及所述密封蒙皮在所述功能安装模块的位置分别具有凹槽骨架以及凹槽蒙皮，所述功能安装模块用于安装功能组件或整体密封。本实用新型设置的功能安装模块可以灵活安装功能装置使用，且功能安装模块的位置可以选择性地安装，或者将功能安装模块的位置完全密封，以使其暂时不使用作为备用功能安装模块，保证车头的完整流线型，提升了高速列车车头的模块化、灵活化运用。灵活化运用。灵活化运用。


技术研发人员：张洁 郭秉钧 高广军 邓赞 项涛 向南燊 许澳
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/4/18