专利名称：轨道车辆的受电弓导流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可降低轨道车辆受电弓噪音的装置，具体地说，涉及一种装设 于时速200km/h以上的高速轨道车辆，有效降低受电弓噪音的轨道车辆的受电弓导 流装置。
背景技术：
现在的时速200km/h以上的高速轨道车辆，都是依靠位于其车顶上的受电弓传 输电力而驱动的，车辆在高速行驶时，所产生的噪音主要是由车辆本身产生的机械 噪音和与空气摩擦所产生的噪音，其中车顶上所产生的噪音就主要是由受电弓与空 气摩擦所产生的噪音，而且车速越快，其产生的噪音也就越大。
根据国际相关标准，结合国内实际情况，用户要求当动车组以275km/h速度通 过空旷平直线路(板式道床区间)时，在距轨道中心线25m和距轨面高度3.5m处测 量的噪声不应超过90dB (A)，随着高速轨道车辆的迅速发展，车速会越来越高，所 以有效降低受电弓的噪音就成为降低高速轨道车辆运行噪音所要解决的问题当中较 为重要的一个。
在现有的技术中，对受电弓的结构进行了改进，如专利号为200420117618. 8的 中国专利"电力机车高速受电弓用弓角"，就公开了一种可降低受电弓噪音的结构， 该结构主要是对受电弓的弓角进行了改进，该弓角具有一弧形弯管，其上端设有一 连接套管，弧形弯管的下表面接置一与之弧度相配合的导流筋板，导流筋板的横截 面为u形，其封闭端沿长度方向呈锯齿状，它是利用导流筋板作为干扰源，从而降 低高速受电弓空气动力学噪音。这种改进只是针对受电弓本身结构上的改进，它只 能针对某种结构的受电弓，不同的受电弓结构要分别设计不同的弓角，在使用上受 到了很大的限制。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种轨道车辆的受电弓导流装 置，它可以减少车辆在高速行驶时空气流对受电弓的影响，从而降低受电弓噪音， 并且适合任何结构形式的受电弓。
为实现上述目的，本发明的技术方案是
一种轨道车辆的受电弓导流装置，包括固定于车顶上的导流罩，所述导流罩在 车顶受电弓的外围设置，所述导流罩的外表面呈流线型。
所述导流罩由侧导流罩和前、后导流罩组成，在受电弓的周围呈环形设置，所 述侧导流罩和前、后导流罩可以连续成一整体结构。
所述侧导流罩顶部距离车顶的高度为450mm至850mm之间，所述前、后导流罩 顶部距离车顶的高度为300mm至650mm之间。所述侧导流罩的纵截面大致呈上窄下 宽的梯形，所述侧导流罩纵截面梯形的两个底角的角度为20°至45° 。所述侧导流 罩与受电弓相对应的侧面的中下部设有一倒角，用于加宽所述侧导流罩底部的宽度。 所述侧导流罩为箱体形结构，其内部横向设置多个第一加强筋板，所述每个第一加 强筋板的底部紧靠第一加强筋板再设置一个用于进一步增加强度的第二加强筋板。
所述前、后导流罩的纵截面大致呈三角形，前、后导流罩采用NURBS曲面造型， 保证所述前、后导流罩的前倾面和后倾面，以及前、后导流罩和车顶曲面之间的平 滑过渡。所述前、后导流罩纵截面三角形的前倾角的角度为15°至45° 。所述前、 后导流罩为薄壳形结构，其内部设置多个加强筋板。
该装置还包括一个安装座，所述侧导流罩和前、后导流罩固定在所述安装座上， 所述安装座固定在车顶上。所述前、后导流罩上开设检査门。
综上内容，本发明所提供的轨道车辆的受电弓导流装置，在车顶受电弓的外围 呈环形设置了外部呈流线型的导流罩，在车辆高速运行时，导流罩可以阻止气流对 受电弓的影响，减小了受电弓的噪音源，从而有效降低了受电弓的噪音，导流罩是 单独固定在车顶上的，不受受电弓结构形式的影响，可以适合任何结构形式的受电 弓。
本发明的侧导流罩的纵截面设计为上窄下宽的梯形结构，使得其在纵向上的迎 风面与在车辆高速运行时的空气流方向形成了一定的夹角，这样会相对减小侧导流 罩在车辆运行时的风阻，同时也可以降低侧导流罩本身与空气摩擦时所产生的噪音。
在侧导流罩与受电弓相对应的側面的中下部设置倒角，也同样是为了减小风阻， 从而进一步减小空气流对受电弓的影响，另外，还可以使得导流罩的底部加宽，保 证导流罩固定更加稳固。
侧导流罩采用箱体形结构，可以减小导流罩的重量，其内部设置加强筋板可以
满足导流罩的强度和刚度的要求，因为导流罩的底部受力最大，所以在导流罩的底 部又设置了第二加强筋板。
前、后导流罩纵截面设计为三角形，前倾角较小，同样会减小前、后导流罩在 车辆运行时的风阻。通过使用前、后导流罩，可以把车顶的低压电器设备覆盖住， 从而可以降低高速运行时的啸声，前、后导流罩须设检査门以备车顶电器设备的检 修。前、后导流罩对气流有一定的折射作用，同样会减小受电弓的风动阻力。
图l本发明第一实施例结构示意图2本发明第二实施例结构示意图3图2的A-A剖视图4图2的B-B剖视图5图2的C-C剖视图6图2的D向视图7图2的E-E剖视图8图2的F-F剖视如图1至图8所示，导流罩l，侧导流罩2，前、后导流罩3，底角4，倒角5，第一 加强筋板6，第二加强筋板7，前倾角8，加强筋板9，安装座IO，检査门ll，发泡材 料12，活盖13，开口14。
具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述
如图1和图2所示， 一种轨道车辆的受电弓导流装置1，包括位于受电弓两侧沿 车顶纵向设置的两个侧导流罩2，以及在受电弓前后设置的两个前、后导流罩3，沿 车顶受电弓外围呈环形设置。
如图1所示，本发明的第一实施例，两个侧导流罩2和两个前、后导流罩3呈 连续的整体结构，
如图2所示，本发明的第二实施例，两个侧导流罩2和两个前、后导流罩3分 开设置，两个前、后导流罩3设置在两个侧导流罩2的中间。
在车辆高速运行时，受电弓所产生的噪音主要是来自于受电弓与空气之间的摩 擦，阻止空气与受电弓之间的摩擦，就会减小噪音，侧导流罩2的设置就可以阻止
侧风直接吹向受电弓，从而减小侧风对受电弓的影响，减小了受电弓的噪音源。
如图3至6所示，侧导流罩2的高度越髙，其隔音的效果越好，但是侧导流罩2 过高也会相应增大运行阻力，'所以侧导流罩2的高度不能过高也不能过低，过低达 不到隔音的效果，根据大多数受电弓的结构测算， 一般侧导流罩2的顶部距离车顶 的高度在450mra至850咖之间就可以满足上述要求。
侧导流罩2的纵截面大致呈上窄下宽的梯形，使得其在纵向上的两个迎风面与 在车辆高速运行时的空气流方向形成了一定的夹角，这样空气流就可以顺着斜向上 的迎风面而向上流动，就可以相对减小侧导流罩2在车辆运行时的风阻，同时也可 以降低侧导流罩2本身与空气摩擦时所产生的噪音。梯形的两个底角4的角度一般 为20°至45°之间，该角度越小，风阻就会越小，但是由于车顶的长度是一定的， 如果梯形的两个底角4的角度过小，那么就会使侧导流罩2的高度过低，而不能满 足隔音的要求。
为减轻侧导流罩2的整体的重量，其横向的宽度不会做的太大，但是在车辆高 速运行时，侧导流罩2的侧向受力很大，所以需要加大底部的宽度，满足其力学要 求，使其更加稳定在固定。为解决这一问题，在与受电弓相对应的侧导流罩2的侧 面的中下部设了一个倒角5，用于加宽侧导流罩2底部的宽度，倒角5的半径可为 R15mm至R40mm之间。同样，在该处设置倒角5,也可以起着减小风阻作用，从而进 一步减小空气流对受电弓的影响。
同样为了减轻侧导流罩2的重量，侧导流罩2设计为中空的箱体形结构，但这 样会造成侧导流罩2的强度和刚度满足不了车辆高速运行的要求，为了加强其强度 和刚度，在侧导流罩2的内部横向设置了多个第一加强筋板6，第一加强筋板6在侧 导流罩2内由底到顶的设置，第一加强筋板6的形状与侧导流罩2内部的形状相匹 配，并固定在侧导流罩2的内壁上，但是为了减轻侧导流罩2的重量，降低成本， 侧导流罩2和第一加强筋板6都是由玻璃钢材料制成的，由于玻璃钢制作工艺的要 求，也由于为了减小风阻，侧导流罩2的顶部作成弧线型。所以如图4所示，第一 加强筋板6的顶部并没有到达侧导流罩2的顶部，这并不影响侧导流罩2的强度和 刚度，因为侧导流罩2主要的受力部位在其底部。
为了满足侧导流罩2的强度和刚度的要求，又不会增大侧导流罩2的重量，所 以第一加强筋板6的数量不易过多或过少， 一般以200mm至500mm的间距布置第一
加强筋板6。
由于侧导流罩2的底部受力较大，为了增大其底部的强度和刚度，在每个第一 加强筋板6的底部紧靠第一加强筋板6再设置一个第二加强筋板7。
如图4所示，在第一加强筋板6的一侧面上，有一层发泡材料12，它主要是为 了在玻璃钢制造时，满足玻璃钢的定型的要求。
在满足侧导流罩2的强度和刚度的要求下，为了进一步减轻侧导流罩2的重量， 可在侧导流罩2相对受电弓的一侧的侧面底部开一些开口 14，这些开口 14的位置要 错开第一加强筋板6和第二加强筋板7。
为了覆盖车顶部分低压电器件，改善车辆的空气动力学性能，设置了前、后导 流罩3。通过使用前、后导流罩3，可以把车顶的低压电器设备覆盖住，从而可以降 低高速运行时的啸声，前、后导流罩3须设检查门11以备车顶电器设备的检修。前、 后导流罩3对气流有一定的折射作用，同样会减小受电弓的风动阻力。
如图7所示，前、后导流罩3的纵截面大致呈三角形，纵截面三角形的前倾角8 过大则会加大车体的风阻系数，增大空气阻力，过小则不能有效折射气流，并且罩 下空间较小， 一般以15°至45°为宜。前、后导流罩3采用NURBS曲面造型，保证 前倾面和后倾面、导流罩和车顶曲面之间的平滑过渡。
前、后导流罩3为薄壳形结构，其内部设置多个加强筋板9，所述加强筋板9之 间的间距为200mm至500ram。
如图3至图8所示，该装置还包括一个安装座10，侧导流罩2的底部设置了多 个用于安装螺栓的活盖13，打开活盖13，用螺栓穿过将侧导流罩2固定在安装座10 上，然后关闭活盖13，前、后导流罩3则直接固定在安装座10上，安装座10则预 先焊接在车顶上，这样可以使侧导流罩2更加牢固稳定在固定在车顶上。
如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。 但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的 任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于包括固定于车顶上的导流罩(1)，所述导流罩(1)在车顶受电弓的外围设置，所述导流罩(1)的外表面呈流线型。
2、 根据权利要求l所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述导流 罩(1)由侧导流罩(2)和前、后导流罩(3)组成，在受电弓的周围呈环形设置。
3、 根据权利要求2所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述侧导 流罩(2)和前、后导流罩(3)连续的整体结构。
4、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述 侧导流罩(2)顶部距离车顶的高度为450mm至850mm之间，所述前、后导流罩(3) 顶部距离车顶的高度为300mm至650mm之间。
5、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述 侧导流罩(2)的纵截面大致呈上窄下宽的梯形。
6、 根据权利要求5所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述侧导 流罩(2)纵截面梯形的两个底角(4)的角度为20。至45° 。
7、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述 側导流罩(1)与受电弓相对应的侧面的中下部设有一倒角(5)，用于加宽所述侧导 流罩(2)底部的宽度。
8、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述 侧导流罩(2)为箱体形结构，其内部横向设置多个第一加强筋板(6)。
9、 根据权利要求8所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述每个 第一加强筋板(6)的底部紧靠第一加强筋板(6)再设置一个用于进一步增加强度 的第二加强筋板(7)。
10、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所 述前、后导流罩(3)的纵截面大致呈三角形，前、后导流罩(3)采用NURBS曲面 造型，保证所述前、后导流罩(3)的前倾面和后倾面，以及前、后导流罩(3)和 车顶曲面之间的平滑过渡。
11、根据权利要求10所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所述前、 后导流罩(3)纵截面三角形的前倾角(8)的角度为15。至45° 。
12、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所 述前、后导流罩(3)为薄壳形结构，其内部设置多个加强筋板(9)。
13、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于该 装置还包括一个安装座(10)，所述侧导流罩(2)和前、后导流罩(3)固定在所述 安装座(10)上，所述安装座(10)固定在车顶上。
14、 根据权利要求2或3所述的轨道车辆的受电弓导流装置，其特征在于所 述前、后导流罩(3)上开设检査门(11)。
全文摘要
本发明涉及一种轨道车辆的受电弓导流装置，包括固定于车顶上的导流罩，导流罩由侧导流罩和前、后导流罩组成，在受电弓的周围呈环形设置。侧导流罩的纵截面大致呈上窄下宽的梯形，其与受电弓相对应的侧面的中下部设有一倒角，用于加宽导流罩底部的宽度，前、后导流罩的纵截面大致呈三角形，侧导流罩为箱体形结构，其内部横向设置多个第一和第二加强筋板，前、后导流罩为薄壳形结构，其内部设置多个加强筋板。在轨道车辆高速运行时，导流罩可以阻止气流对受电弓的影响，减小了受电弓的噪音源，从而有效降低了受电弓的噪音。导流罩是单独固定在车顶上的，不受受电弓结构形式的影响，可以适合任何结构形式的受电弓。
文档编号B60L5/22GK101348079SQ20081014447
公开日2009年1月21日 申请日期2008年8月5日 优先权日2008年8月5日
发明者丁叁叁, 张曙光, 李文化, 段浩伟, 陈文宾 申请人:铁道部运输局;南车四方机车车辆股份有限公司