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列車轉向架區域防積雪裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510973920.6

申請日:

2015.12.22

公開號:

CN105539484A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B61F 5/50申請日:20151222|||公開
IPC分類號: B61F5/50 主分類號: B61F5/50
申請人: 中南大學
發明人: 高廣軍
地址: 410000 湖南省長沙市韶山南路22號
優先權: 2015.10.16 CN 2015106664195
專利代理機構: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213 代理人: 楊斌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510973920.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.01.26|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種列車轉向架區域防積雪裝置,包括有根據列車運行方向確定動作順序的第一執行機構和第二執行機構,第一執行機構和第二執行機構分別安裝在列車底架的前端板和后端板上,且轉向架位于第一執行機構和第二執行機構之間,第一執行機構包括有一可伸縮式的第一導流板,第二執行機構包括有一可伸縮式的第二導流板,且將靠近列車前進方向的前述第一導流板與遠離列車前進方向的前述第二導流板設置成以下的配合關系,即:第一導流板呈伸展打開狀態的同時,第二導流板朝列車底架呈收縮合攏狀態。本發明可避免列車轉向架在運行中發生積雪,保證轉向架的動力學性能,提高列車在雪天運行的安全性及運輸效率。

權利要求書

1.一種列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,安裝于列車底部轉向架區域的所述防
積雪裝置包括有根據列車運行方向確定動作順序的第一執行機構和第二執行機構,所述第一
執行機構和第二執行機構分別安裝在列車底架的前端板和后端板上,且轉向架位于第一執行
機構和第二執行機構之間,所述第一執行機構包括有一可伸縮式的第一導流板,所述第二執
行機構包括有一可伸縮式的第二導流板,且將靠近列車前進方向的前述第一導流板與遠離列
車前進方向的前述第二導流板設置成以下的配合關系,即:
所述第一導流板呈伸展打開狀態的同時,所述第二導流板朝列車底架呈收縮合攏狀態。
2.根據權利要求1所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述第一導流板呈
伸展打開狀態具體是指第一導流板朝轉向架伸展后使第一導流板與轉向架前端之間的間距縮
小,所述第二導流板呈收縮合攏狀態具體是指第二導流板朝所述列車底架并攏并貼緊所述后
端板。
3.根據權利要求1所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述呈伸展打開狀
態的第一導流板設置有一引導底部空氣向軌面偏離的傾斜面,且該傾斜面與水平面成一不大
于90°的夾角α;所述呈收縮合攏狀態的第二導流板設置有一引導轉向架區域的空氣向所述
后端板后方流出的傾斜面,且該傾斜面與水平面成一不大于90°的夾角β。
4.根據權利要求3所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述α的角度范圍
控制在30°~60°,所述β的角度范圍控制在40°~60°。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述第
一導流板和第二導流板均由氣缸式驅動機構驅動其伸展打開或收縮合攏,所述氣缸式驅動機
構包括有雙作用式氣缸和與雙作用式氣缸連通的儲氣罐,且雙作用式氣缸與儲氣罐之間的氣
路上安裝有雙作用式電磁閥。
6.根據權利要求1-4中任一項所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述第
一導流板和第二導流板均為橡膠囊制成的腔體式結構,該腔體式結構一側的安裝邊框與列車
底部結構配合安裝,該腔體式結構另一側的端面與一驅動其伸展打開或收縮合攏的驅動機構
相連接。
7.根據權利要求6所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述驅動機構為一
氣缸式驅動機構,該氣缸式驅動機構驅動所述第一導流板或第二導流板伸展打開或收縮合攏,
所述氣缸式驅動機構包括有雙作用式氣缸和與雙作用式氣缸連通的儲氣罐,且雙作用式氣缸
與儲氣罐之間的氣路上安裝有雙作用式電磁閥;所述腔體式結構的端面上加裝有一加強筋框
架,且雙作用式氣缸連接在該加強筋框架上。
8.根據權利要求6所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述腔體式結構的
安裝邊框與端面之間通過褶皺形的伸縮部連接,該伸縮部主要由抗高寒、耐沖擊、輕質的橡
膠材料或纖維材料構成。
9.根據權利要求6所述的列車轉向架區域防積雪裝置,其特征在于,所述腔體式結構僅
在安裝邊框的一側開口,且與列車底部結構形成密閉型腔體。

說明書

列車轉向架區域防積雪裝置

技術領域

本發明涉及一種列車輔助功能性配套裝置,尤其涉及一種可防止高速列車轉向架區域在
冬季大雪天氣運行中發生積雪的防積雪裝置。

背景技術

高速列車在高寒地區大雪天氣運行時,線路上的積雪由于轉向架區域擾流的影響會卷起,
并在轉向架上堆積,積雪在轉向架上發熱元件如電機、齒輪箱、盤形制動等作用下會融化成
水,然后結成冰,往復作用后,最后轉向架上會形成較大的冰塊,冰塊改變了轉向架的動力
學特性,甚至約束了轉向架的運動,可能會造成嚴重的脫軌等重大事故。

目前,大部分高速列車沒有安裝防積雪結冰裝置,在冬季下雪天氣運行時,轉向架積雪
結冰較為嚴重。有的高速列車車體的轉向架區域端板上裝有橡皮膠囊,用于改善轉向架區域
的流場結構,該結構在一定程度上改善了入口條件,減少了進入轉向架區域的雪量,在實際
運行中有一定的防積雪功能,但是針對長距離、大交路的高速列車長時間在大雪天氣運行時,
尾部對稱的結構會兜雪,最終還是會出現轉向架區域嚴重積雪的情況。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是,克服以上背景技術中提到的不足和缺陷,提供一種避免
列車轉向架在運行中發生積雪、保證轉向架的動力學性能、提高列車在雪天運行的安全性及
運輸效率的列車轉向架區域防積雪裝置。

為解決上述技術問題,本發明提出的技術方案為一種列車轉向架區域防積雪裝置,該安
裝于列車底部轉向架區域的所述防積雪裝置包括有根據列車運行方向確定動作順序的第一執
行機構和第二執行機構,所述第一執行機構和第二執行機構分別安裝在列車底架的前端板和
后端板上,且轉向架位于第一執行機構和第二執行機構之間,所述第一執行機構包括有一可
伸縮式的第一導流板,所述第二執行機構包括有一可伸縮式的第二導流板,且將靠近列車前
進方向(即前端)的前述第一導流板與遠離列車前進方向的前述第二導流板設置成以下的配
合關系,即:

所述第一導流板呈伸展打開狀態的同時,所述第二導流板朝列車底架呈收縮合攏狀態。

本發明提出的上述列車轉向架區域防積雪裝置可以通過一種簡單、有效且易于控制的結
構,有效引導車輛底部的空氣流動,減少了進入轉向架區域的雪量,也避免了轉向架區域尾
部的兜雪,進一步減少了列車轉向架區域積雪發生的概率。

上述的列車轉向架區域防積雪裝置中,優選的,所述第一導流板呈伸展打開狀態具體是
指第一導流板朝轉向架伸展后使第一導流板與轉向架前端(即靠近列車前進方向那一端)之
間的間距縮小,所述第二導流板呈收縮合攏狀態具體是指第二導流板朝所述列車底架并攏并
貼緊所述后端板。在該優選的方案中,安裝在列車底部的防積雪裝置可對列車底部的空氣進
行更有針對性地引導,一方面在轉向架前端區域盡量減少進入轉向架區域的積雪量,另一方
面在轉向架區域的尾端盡量引導空氣流出,減少積雪的發生。

上述的列車轉向架區域防積雪裝置中,優選的,所述呈伸展打開狀態的第一導流板設置
有一引導底部空氣向軌面偏離的傾斜面,且該傾斜面與水平面成一不大于90°的夾角α,α
優選控制在30°~90°,更優選30°~60°(特別優選45°);所述呈收縮合攏狀態的第二
導流板設置有一引導轉向架區域的空氣向所述后端板后方流出的傾斜面,且該傾斜面與水平
面成一不大于90°的β,夾角β優選控制在60°的范圍內,更優選40°~60°(特別優選
45°)。第一導流板和第二導流板之間的距離可設定為L,這些尺寸設計參數之間的相互關系
可通過“試驗和仿真計算確定”。

上述本發明優選的技術方案中,通過對第一導流板進行優化設計,可以在最大程度上避
免空氣中夾帶的雪花進入轉向架區域,從而減少轉向架區域的進雪量;與此同時,通過對第
二導流板進行優化設計,靠近列車后端的導流板為收起狀態,這可在最大程度上避免轉向架
區域后方氣流向轉向架區域回流,從而盡最大可能加大出雪量。

上述的列車轉向架區域防積雪裝置中,優選的,所述第一導流板和第二導流板均由氣缸
式驅動機構驅動其伸展打開或收縮合攏,所述氣缸式驅動機構包括有雙作用式氣缸和與雙作
用式氣缸連通的儲氣罐,且雙作用式氣缸與儲氣罐之間的氣路上安裝有雙作用式電磁閥。當
然,雙作用式氣缸也可以替換為雙作用式液壓油缸。通過優選采用前述氣缸式驅動機構,可
在保持較低成本和簡化結構的前提下,更好地實現第一導流板和第二導流板的協同作用,避
免轉向架積雪;而且,通過設置雙作用式電磁閥,可以更好地適應列車的正、反方向的運動,
例如,當列車正向運行時,第一導流板伸展打開,而第二導流板則收縮合攏;而當列車反向
運行時,只需通過雙作用式電磁閥的簡單動作,可使已打開的第一導流板收起成為反向運行
狀態下的第二導流板,同時使已收起的第二導流板伸展打開成為反向運行狀態下的第一導流
板。

上述的列車轉向架區域防積雪裝置中,優選的,所述第一導流板和第二導流板均為可繞
一固定端旋轉伸展開的腔體式結構,該腔體式結構一側的安裝邊框與列車底部結構配合安裝,
該腔體式結構另一側的端面與一驅動其伸展打開或收縮合攏的驅動機構相連接。當驅動機構
優選采用上述的氣缸式驅動機構時,所述端面則相對應的連接到雙作用式氣缸上。作為進一
步的改進,所述腔體式結構的端面上加裝有一加強筋框架,且驅動機構(如氣缸式驅動機構
的雙作用式氣缸)連接在該加強筋框架上,這樣能夠更好地保證在所述雙作用式氣缸的作用
下,端面不會發生變形,而其他面則可迅速發生變形實現伸展打開或收縮合攏。作為進一步
的改進,所述腔體式結構的安裝邊框與端面之間通過褶皺形的伸縮部連接,該伸縮部主要由
抗高寒、耐沖擊、輕質的橡膠材料或纖維材料構成,例如天然橡膠與順丁橡膠的并用膠,具
有彈性高、耐沖擊、耐寒性等特點,能在零下40℃的環境下正常使用。

上述的列車轉向架區域防積雪裝置中,優選的,所述腔體式結構僅在安裝邊框的一側開
口,且與列車底部結構形成密閉型腔體。這樣當第一導流板伸展打開時,可避免雪花飛入腔
體式結構中,從而保證執行機構的正常運行。

與現有技術相比,本發明的優點在于:本發明提供了一種專門用于防止列車(特別是高
速列車)轉向架區域積雪的防積雪裝置,該裝置能夠引導列車底部的空氣流動,從而避免列
車轉向架在運行中發生積雪,保證轉向架的動力學性能不會因為積雪而發生惡化,提高了高
速列車在下雪天氣的安全性及運輸效率。在優選的設計方案中,本發明的防積雪裝置不僅能
夠減少轉向架前端進入轉向架區域的雪量,還能減少轉向架區域尾部的回流,更大幅度地減
少轉向架積雪結冰。另外,在更優選的設計方案中,本發明的防積雪裝置還能隨列車運動方
向的變化而自動發生變化,能夠隨著列車運行方向自動伸縮,工作可靠,結構簡單,且免維
護。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術
描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發明的一些實
施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖
獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例中第二導流板收縮合攏時的結構示意圖。

圖2是本發明實施例中第一導流板伸展打開時的結構示意圖。

圖3是本發明實施例中第一導流板和第二導流板在轉向架區域的安裝結構示意圖。

圖4是本發明實施例中的防積雪裝置在車輛向右行駛時的工作原理示意圖。

圖5是本發明實施例中的防積雪裝置在車輛上的安裝示意圖(透視圖,省去了轉向架)。

圖例說明:

1、第二導流板;2、安裝座;3、銷軸;4、雙作用式氣缸;5、導流板銷軸;6、導流板
座;7、伸縮部;8、端面;9、安裝邊框;10、輪對;11、后端板;12、第一雙作用式電磁閥;
13、儲氣罐;14、第二雙作用式電磁閥;15、加強筋框架;16、前端板;17、轉向架;18、
第一導流板;19、密閉型腔體。

具體實施方式

為了便于理解本發明,下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本發明作更全面、細致
地描述,但本發明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。

需要特別說明的是,當某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元
件上時,它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上,也可以是通過其他中間連接
件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。

除非另有定義,下文中所使用的所有專業術語與本領域技術人員通常理解的含義相同。
本文中所使用的專業術語只是為了描述具體實施例的目的,并不是旨在限制本發明的保護范
圍。

除非另有特別說明,本發明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等均可通過市場購
買得到或者可通過現有方法制備得到。

實施例:

一種如圖1-圖5所示本發明的可防止高速列車轉向架區域在運行中發生積雪的列車轉向
架區域防積雪裝置,該防積雪裝置安裝于列車底部轉向架區域的前、后端板上,該防積雪裝
置包括有驅動機構、以及根據列車運行方向確定動作順序的第一執行機構和第二執行機構,
第一執行機構和第二執行機構分別安裝在列車底架的前端板16和后端板11上,且轉向架17
位于第一執行機構和第二執行機構之間(參見圖5)。

本實施例中,上述的第一執行機構包括有一可伸縮式的第一導流板18(參見圖2),而第
二執行機構則包括有一可伸縮式的第二導流板1(參見圖1),且將靠近列車前進方向設定為
前述第一導流板18,而遠離列車前進方向的設定為前述第二導流板1(如果列車轉向,則第
一導流板和第二導流板對調即可),第一導流板18與第二導流板1設置成以下的配合關系,
即:列車前進時,第一導流板18朝轉向架17呈伸展打開狀態的同時,第二導流板1朝列車
底架呈收縮合攏狀態。

如圖4所示,本實施例中,第一導流板18朝轉向架17呈伸展打開狀態是指第一導流板
18朝轉向架17伸展后使第一導流板18與轉向架17前端(即靠近列車前進方向那一端)之
間的間距縮小,即第一導流板18向前方的輪對10靠近,呈伸展打開狀態的第一導流板18設
置有一引導底部空氣向軌面偏離的傾斜面,且該傾斜面與水平面的夾角α控制在45°。第二
導流板1朝列車底架呈收縮合攏狀態是指第二導流板1朝列車底架并攏并貼緊后端板11,即
第二導流板1逐漸遠離后方的輪對10;呈收縮合攏狀態的第二導流板1設置有一引導轉向架
區域的空氣向后端板11后方流出的傾斜面,且該傾斜面與水平面的夾角β控制在45°。本
實施例的防積雪裝置可對列車底部的空氣進行更有針對性地引導,一方面在轉向架前端區域
盡量減少進入轉向架區域的積雪量,另一方面在轉向架區域的尾端盡量引導空氣流出,避免
轉向架區域后方氣流向轉向架區域回流,減少積雪的發生。

如圖1、圖2、圖3所示,本實施例中的第一導流板18和第二導流板1均為可繞一固定
端旋轉伸展開的腔體式結構(類似扇形),該腔體式結構包括有安裝邊框9和端面8,安裝邊
框9與端面8之間通過褶皺形的伸縮部7連接,本實施例中的伸縮部7主要由抗高寒、耐沖
擊、輕質的橡膠囊材料構成。位于腔體式結構一側的安裝邊框9通過一矩形邊框與列車底部
結構配合安裝,位于該腔體式結構另一側的端面8上加裝有一加強筋框架15,該加強筋框架
15與一驅動腔體式結構伸展打開或收縮合攏的驅動機構相連接(參見圖2),這樣能夠更好地
保證在驅動機構的作用下,端面不會發生變形,而其他面則可迅速發生變形實現伸展打開或
收縮合攏。本實施例中,第一導流板18和第二導流板1的腔體式結構為一密閉型腔體19,
且僅在安裝邊框9的一側開口(參見圖2),通過安裝邊框9與列車底部結構形成密封。這樣
可避免執行機構(即上述第一執行機構和第二執行機構)運動時雪花吸入到執行機構中,保
證執行機構的穩定運行。

如圖4所示,本實施例中的驅動機構采用一氣缸式驅動機構,即第一導流板18和第二導
流板1均由一氣缸式驅動機構驅動其伸展打開或收縮合攏,該氣缸式驅動機構包括有雙作用
式氣缸4和與雙作用式氣缸4連通的儲氣罐13,儲氣罐13與每組雙作用式氣缸4之間的氣
路上均設置有一雙作用式電磁閥;其中,儲氣罐13與驅動第一導流板18的雙作用式氣缸4
之間的氣路上配置有第一雙作用式電磁閥12,儲氣罐13與驅動第二導流板1的雙作用式氣
缸4之間的氣路上配置有第二雙作用式電磁閥14。驅動第一導流板18的雙作用式氣缸4的
一端通過安裝座2和銷軸3固定在轉向架區域的列車底架橫梁(圖中未示出)上,另一端通
過導流板銷軸5和導流板座6固接到第一導流板18的端面8上;驅動第二導流板1的雙作用
式氣缸4的一端通過安裝座2和銷軸3固定在轉向架區域的后端板11上,另一端通過導流板
銷軸5和導流板座6固接到第二導流板1的端面8上。通過采用前述氣缸式驅動機構,可在
保持較低成本和簡化結構的前提下,更好地實現第一導流板18和第二導流板1的協同作用,
避免轉向架積雪;而且,通過設置雙作用式電磁閥,可以更好地適應列車的正、反方向的運
動。

本實施例的列車轉向架區域防積雪裝置中,第一導流板18、第二導流板1的高度,第一
導流板18的傾斜面與水平面的夾角α,第二導流板1的傾斜面與水平面的夾角β,轉向架區
域的長度等,這些參數均可由試驗或仿真計算確定。

由上可見,在具體的安裝應用中,最好在每個轉向架區域各裝一套本發明的防積雪裝置,
每套防積雪裝置均包括兩個執行機構(即上述第一執行機構和第二執行機構),每個執行機構
均包括一組雙作用式氣缸和一個雙作用式電磁閥,其動力共用車載的高壓空氣。

本實施例的列車轉向架區域防積雪裝置的工作原理如圖4所示,當列車向右行駛時,儲
氣罐13中的高壓空氣經第二雙作用式電磁閥14的1位端,給轉向架區域后端的雙作用式氣
缸4的1位端充氣,其驅動后端的雙作用式氣缸4收縮,進而帶動第二導流板1收縮并攏并
貼緊后端板11;同時,儲氣罐13中的高壓空氣流經第一雙作用式電磁閥12的2位端,給轉
向架區域前端的雙作用式氣缸4的2位端充氣,轉向架區域前端的雙作用式氣缸4伸出,進
而推動第一導流板18朝轉向架17伸展打開,使第一導流板18與轉向架17前端之間的間距
縮小;第一導流板18的伸展打開形成的傾斜面強迫前方底部的氣流向軌面偏離,避免氣流進
入轉向架區域,由于氣流中夾帶雪花,因此也減少了進入轉向架區域的雪量;而第二導流板
1則處于收縮并攏狀態,其形成的傾斜面使底部氣流沖刷到后方的第二導流板1時氣流依然
向后方移動,避免氣流向轉向架區域回流,由于氣流中夾帶雪花,因此也減少了從尾部進入
轉向架區域的雪花;第一導流板18和第二導流板1的共同作用,大大減少了轉向架區域的積
雪。當列車反向運行時,第二雙作用式電磁閥14切換到2位端,第一雙作用式電磁閥12切
換到1位端,使轉向架17兩側的雙作用式氣缸4產生相反的動作,但工作原理與列車正向行
駛時完全相同,從而同樣可以減少積雪的發生。當列車進入車庫或長久停車時,轉向架17兩
側的第一導流板18和第二導流板1在雙作用式氣缸4的作用下均收起,可使其恢復到非工作
狀態。由此可見,通過安裝應用本發明的列車轉向架區域防積雪裝置,可以在不降速運行的
前提下盡最大可能保證列車的運行安全性。

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列車 轉向架 區域 積雪 裝置
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