具有通入车辆表面上的空气通道的车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆、尤其是用于高速交通的轨道车辆，所述车辆具有厢体(102)和用于引导厢体(102)中的第一空气流(108)的空气通道(107.2)，其中空气通道(107.2)具有排出开口(107.4)，所述排出开口在厢体(102)的在车辆运行中通过第二空气流(109)溢流的表面(102.1)处的排出区域(107.5)中通入到厢体(102)的周围环境中。在此，排出开口(107.4)在表面(102.3)的基本上凸形成形的过渡部(110)的区域中设置到表面(102.1)的凹处(106)中。
【专利说明】
具有通入车辆表面上的空气通道的车辆
技术领域
[0001]本发明涉及一种车辆、尤其是用于高速交通的轨道车辆，所述车辆具有厢体和用于引导厢体中的第一空气流的空气通道，其中空气通道具有排出开口，所述排出开口在厢体的在车辆运行中通过第二空气流溢流的表面处的排出区域中通入到厢体的周围环境中。
【背景技术】
[0002]在对具有相对高的额定运行速度的现代轨道车辆的部件的空气冷却或空气调节中通常存在如下问题:只要应当经由其他的路线等避免耗费的或流动技术方面不利的附件和/或耗费的空气引导，就通常必须在车辆的空气溢流的外蒙皮的区域中进行将新鲜空气抽吸到车辆中或者从车辆中吹出排气。这尤其适用于较小的、分散的空气调节单元、例如适用于用于对车辆头部的驾驶台进行空气调节的空气调节单元。
[0003]在这种分散的空气调节单元中通常在车辆的下侧和/或侧壁的区域中进行抽吸和吹出。然而，在通常用于抽吸和吹出的位置处，尤其在用于具有额定运行速度远高于250km/h的高速交通的轨道车辆中通常存在不利的流动关系，其中必要时甚至在吹出部位的区域中的空气压强(尤其静态的空气压强)大于在抽吸部位处的空气压强。
[0004]这种不利的流动关系尤其在显著的侧向风的情况下得到，其中刚好在车辆的头部区域中，随吹出部位或抽吸部位的区域中的根据侧向风的方向不同强度的压强关系引起强烈扭曲的或不均匀地环流车辆表面。
[0005]这种可能的不利的空气压强关系取决于:必须通过空气调节单元本身预留用于主动地运送充足高的空气体积流的显著量的附加能量，因此必然必须将所述空气调节单元的风扇相应大地设计尺寸，以便能够提供可能所需要的运送功率。
【发明内容】
[0006]本发明因此基于如下目的:提供开始提出类型的车辆，所述车辆不随之产生上述缺点或至少以更小的程度随之产生上述缺点并且尤其以简单的方式在其整个运行阶段、必然也在正常运行中可预期的环流关系中实现降低用于车辆中的空气引导的耗费。
[0007]本发明基于根据权利要求1的前序部分所述的车辆通过权利要求1的特征部分中说明的特征来实现所述目的。
[0008]本发明基于如下技术教导:如果排出开口在表面的基本上凸形成形的过渡部的区域中设置到表面的凹处中的话，那么以简单的方式在车辆的整个运行阶段中、必然也在正常运行中可预期的环流关系的情况下实现降低用于车辆中的空气引导的耗费。在这种过渡部处有利可行的是:在正常运行中的全部可预期的环流关系中实现适当的流动转向进而实现相对于周围环境并且尤其相对于空气引导系统的一个进入开口的充分高的负压，其支持在期望的运送方向上的空气运送。必然地，因此特此以纯被动的方式可行的是:降低空气引导系统的所需要的主动的运送功率或者保持在低的水平上。
[0009]因此，对车辆表面在凹处的区域中溢流的(第二)空气流在凹处的在前伸展的端部处更多或更少显著地沉入到凹处中，或者在在后伸展的端部处再次从凹处中排出。在此，在凹处的相应的端部处进行相应的流动转向，所述流动转向引起车辆表面上的(对应于流动转向的程度)更多或更少显著下降的静态压强。如果排出开口设置在如此下降的静态的压强的区域中，那么下降的静态压强以有利的方式能够用于在空气通道中进行空气运送或者所述静态压强自动地有助于空气通道中的空气运送。
[0010]关于此点需要说明的是:对车辆表面在凹处的区域中溢流的(第二)空气流不必要也必须在凹处的(在流动方向上)中央区域中连续地施加在车辆表面上。更确切地说足够的是:空气流在流动偏转的和设置在那里的排出开口的区域中施加在车辆表面上。因此例如能够提出:空气流在吹扫过凹处的在前伸展的端部(在所述端部处存在具有排出开口的流动转向区域)之后与车辆表面分离。同样地，在将排出开口设置在凹处的在后伸展的端部上的情况下能够提出:空气流在凹处的(在流动方向上)中央区域中首先与车辆表面分离，但是在吹扫在后伸展的端部(在所述端部处存在具有排出开口的流动转向区域)之前再次施加到车辆表面上。
[0011]关于此点还需要说明的是:排出开口具有用于要输送的(第一)空气流的一个或多个穿通开口。在此，相应的穿通开口优选构成为，使得在所述穿通开口处在构成显著的涡流的剪切层(与随之产生的静态压强的提高)的情况下不引起(第二)空气流的持久局部的分离。更确切地说，相应的穿通开口优选构成为，使得(第二)空气流在不构成这种显著涡流的剪切层的情况下简单地跃过并且此后再次施加到车辆表面上。
[0012]对此例如能够提出:排出开口通过具有多个穿通开口的网格状的或烤架状的排出元件形成。排出元件于是在该区域中形成车辆表面。排出元件例如能够根据穿孔金属板的类型构成，其中穿通开口例如能够构成为是多边形、椭圆形、圆形的或狭口形。穿通开口的狭口在此优选纵向延伸地构成并且横向于环流方向或行驶方向设置，使得(第二)空气流仅必须跃过或跨过外蒙皮中的相对短的空隙，直到该空气流能够再次施加到外蒙皮上。
[0013]例如能够在厢体中的行驶机构缺口的区域中、在两个彼此耦联的厢体之间的过渡部处但或者也在任意其他的凹处的区域中存在相应适当的凹处。必要时，能够优化专门用于该应用情况的、即支持或空气输送的凹处的设计方案或者甚至明确地为了该目的才设置。
[0014]根据一个方面，本发明因此涉及一种尤其是用于高速交通的轨道车辆，所述车辆具有厢体和用于引导厢体中的第一空气流的空气通道，其中空气通道具有排出开口，所述排出开口在厢体的在车辆运行中通过第二空气流溢流的表面处的排出区域中通入到厢体的周围环境中。排出开口在表面的基本上凸形成形的过渡部的区域中设置到表面的凹处中。
[0015]过渡部原则上能够设置在凹处的区域中的任意部位处，在所述凹处上进行相应的流动转向与第二空气流中的静态空气压强的相应的下降。在将凹处设置在车辆的侧壁的区域中的情况下，过渡部例如能够设置在凹处的在车辆高度方向上伸展的边缘区域的区域中。优选地，凹处设置在车辆上侧的区域中或车辆下侧的区域中，其中过渡部于是优选设置在凹处的在车辆纵向方向上延伸的边缘区域中。
[0016]此外，过渡部不仅能够设置在凹处的在车辆纵向方向上在前伸展的边缘区域中而且能够设置在车辆纵向方向在后伸展的边缘区域中。尤其如果车辆主要或者甚至仅仅沿特定的行驶方向运行，那么过渡部优选位于凹处的在后伸展的边缘区域的区域中。
[0017]本发明在关于空气通道的污染还有在车辆的外蒙皮上的流动的损害以及该车辆的制造方面具有尤其适宜的特性的优选变型形式的特征在于:排出开口设置在厢体的在车辆高度方向上下方的区域中。优选地，排出开口在此优选设置在厢体的下侧上。
[0018]凹处能够如所提及的那样为任意的凹处，所述凹处满足车辆上或车辆中的任意功能。优选地，凹处为用于车辆的行驶机构的行驶机构缺口。在该情况下，过渡部又能够设置在行驶机构缺口的在车辆纵向方向上在前伸展的或在后伸展的边缘部段上，因为在此如无其他的话就得到用于设置排出开口的尤其适宜的位置关系。
[0019]在此，厢体通常限定纵向中央平面，所述纵向中央平面在车辆纵向方向和车辆高度方向上延伸，其中行驶机构缺口在过渡部的区域中在车辆横向方向上延伸超出缺口宽度。排出开口还限定具有排出面重心的排出面，其中排出面重心在车辆横向方向上具有距纵向中央平面的缺口重心间距，所述缺口重心间距为缺口宽度的1 %至50 %、优选为缺口宽度的20%至45%、更优选为缺口宽度的30%至40%。
[0020]这种与纵向中央平面间隔开的设置有利地考虑如下情况:在常规构成的行驶机构中在行驶机构缺口中的更侧向或更外置的区域中在期望地降低排出开的区域中的静态空气压强方面得到比在纵向中央平面的区域中更有利的流动关系。
[0021]然而要理解的是:排放面重心在本发明的其他的变型形式中也能够设置在沿着车辆横向方向的其他部位处。特别地，排放面重心能够基本上位于中间，即位于纵向中央平面附近，必要时也基本上位于纵向中央平面中。决定性的仅是在正常运行中存在于排出开口的区域中的静态空气压强降低或者相对于空气引导系统的进入开口的静态的压强差。
[0022]因此，必要时也能够在车辆横向方向之上的整个区域中得到相应地降低静态的空气压强。使用何种位置于是还与空气引导系统的进入开口的位置或在那里存在的静态的压强关系相关。
[0023]排出开口的尺寸原则上与能够根据第一空气流的要实现的体积流任意大地选择。在本发明的优选的变型形式中，行驶机构缺口在过渡部的区域中在车辆横向方向上延伸超过缺口宽度，其中排出开口在车辆横向方向上限定最大的排出宽度，并且最大的排出宽度为缺口宽度的5%至30%，优选为缺口宽度的10%至25%，更优选为缺口宽度的15%至20%。
[0024]更优选地，排出开口在车辆横向方向上限定最大排出宽度;其中排出开口在车辆纵向方向上限定最大排出长度，并且最大排出宽度为最大排出长度的120%至320%，优选为最大排出长度的160%至280 %，更优选为最大排出长度的200%至240%。借此能够实现尤其适宜的配置，其中已经能借助排出开口的区域中的相对小的静态负压实现相对良好地支持较大体积流的运送。
[0025]在高速交通领域中的本发明的典型的设计方案中，最大的排出宽度尤其为300mm至600mm，优选为350mm至550mm，更优选为400mm至500mm。最大排出长度于是相应地位于10mm至300mm的范围中、优选位于150至250mm的范围中、更优选为180mm至220mm的范围中。
[0026]如已经提及:在行驶机构缺口的区域中的排出面重心原则上能够设置在沿着车辆横向方向的任意适当的部位上。特别地，该排出面重心能够基本上位于中央。在另一设计方案中，行驶机构缺口的区域中的排出开口优选设置在纵向中央平面的侧向。在本发明的特定的优选的变型形式中，在行驶机构缺口的区域中设置有具有带有两个轮的至少一个轮单元的行驶机构，并且厢体限定纵向中央平面，所述纵向中央平面沿车辆纵向方向和车辆高度方向延伸。排出开口又限定具有排出面重心的排出面，其中排出面重心在车辆横向方向上比轮单元的直接相邻的轮的轮接触点更远离纵向中央平面设置。
[0027]在该变型形式中，排出面重心在车辆横向方向上比直接相邻的轮的轮接触点更远地外置，使得排出开口的至少一个主要部分位于直接相邻的轮的静风区之外。由此关于期望地降低排出开口的区域中的静态空气压强方面得到适宜的流动关系。在此尤其适宜的是，排出面的至少60%、优选排出面的至少80%、更优选排出面的至少90%在车辆横向方向上比轮单元的直接相邻的轮的轮接触点更远离纵向中央平面设置。
[0028]根据排出开口的设计方案、大小和几何形状，排出开口必要时也能够为厢体或车辆的外蒙皮中的唯一的开口，所述开口由第二空气流溢流。在此优选地要注意在溢流排出开口时在第二空气流中的已经提及的、需要用于期望地降低静态空气压强的流动关系(避免显著的涡流剪切层等)。
[0029]优选地，排出开口通过至少一个排出元件形成，所述排出元件具有用于第一空气流的至少一个穿通开口、优选多个穿通开口。优选地，排出元件尤其构成为，使得第二空气流在车辆的正常运行中在车辆的额定运行速度中在没有构成显著的涡流剪切层的情况下跃过穿通开口并且此后再次直接施加到排出元件上。由此，在第二空气流中实现基本上未受干扰的流动，所述第二空气流在过渡区域中经受所需(用于降低静态空气压强)的流动转向。
[0030]排出元件对此原则上能够以任意适当的方式构成。因此所述排出元件例如能够以具有多个小的排出开口的网格状的方式构成。优选地，排出元件网格状或烤架状地构成有多个穿通开口，因为借此能够实现在穿过排出开口时尤其有利或小的压强损失。
[0031]穿通开口原则上能够以任意适当的方式构成。优选地，相关的穿通构成有至少分部段的多边形的外轮廓和/或至少分部段弯曲的外轮廓。此外优选提出:穿通开口尤其构成为具有主延伸方向的纵向延伸的切口形的开口，所述主延伸方向横向于第二空气流、尤其横向于车辆的行驶方向伸展。由此有利地实现如下设计方案，其中第二空气流仅必须跃过或跨过相对短的路线(横向与穿通开口的主延伸方向)，使得有利地不引起构成显著的涡流的剪切层。
[0032]过渡部原则上能够以任意适当的方式构成。优选地，过渡部通过第一表面部段和第二表面部段限定，其中第二表面部段形成凹处的一部分，和第二表面部段根据棱角的类型以相对于第一表面部段成锐角倾角倾斜的方式设置。
[0033]根据棱角类型的这种设计方案尤其在将排出开口设置在凹处的在后伸展的端部上具有如下优点:可能构成在凹处的区域中(由于车辆外蒙皮的流动分离)的剪切层首先(根据所选择的倾角)相对平和地进而快速地能够安置到朝凹处的中央倾斜的第二表面部段上。在具有排出开口的过渡部的区域中于是能够尤其可靠地实现第二空气流中的在降低静态空气压强方面适宜的流动偏转。
[0034]在根据本发明的车辆的优选的变型形式中，过渡部通过第一表面部段和第二表面部段限定，其中第二表面部段形成凹处的一部分。第一表面部段限定局部的第一切向平面和局部的第一面法线，而第二表面部段限定局部的第二切向平面和局部的第二面法线。局部的第一面法线与局部的第二面法线限定局部的法向平面。第二表面部段以相对于第一表面部段成锐角倾角倾斜的方式设置，其中锐角倾角尤其为10°至80°。优选地，锐角倾角为30°至60°、更优选40°至50°、尤其基本上为45°。通过这种设计方案，在扫掠过排出开口之前，尤其能够实现将第二流动如上那样平缓和快速地再次施加在二表面部段上。
[0035]在此要注意的是:到车辆表面或外蒙皮的局部的几何形状上的相应的切线不必要必须在每个点都精确地与切线平面重合。更确切地说，外蒙皮的区域中的局部的偏差是可能的(所述局部的偏差例如通过外蒙皮的局部的肋片、棱边或凹坑等形式的不规则性决定的)。仅必须确保:该局部的偏差对于边界层附近的区域中的第二空气流的全局流动走势不具有显著的影响。
[0036]空气通道原则上能够是任意装置的组成部分，所述组成部分将空气从车辆内部中向外运送。优选地，空气通道是通风装置的组成部分，所述组成部分就其而言已经经由相应的装置从车辆的周围环境中抽出空气。
[0037]在本发明的其中车辆在正常运行中在额定运行速度下运行的特定变型形式中，空气通道是又具有新鲜空气通道的通风装置的排气通道。新鲜空气通道具有进入开口，所述进入开口在厢体的在车辆正常运行中通过第三空气流溢流的表面上通入到厢体的环境中。进入开口具有进入面，在所述进入面上在正常运行中存在中等进入空气压强，而排出开口具有排出面，在所述排出面上在正常运行中存在中等排出压强。进入开口和排出开口设置成，使得在正常运行中在中等排出空气压强PAuslass和中等进入空气压强PEmlass之间存在负的压强差
[0038]Δ PAE — PAuslass-PEinlass ο( I )
[0039]由此能够有利地确保:进口和出口之间的负的压强差就足以将空气运送穿过通道系统。由此能够将通过通风装置将用于空气运送的主动装置的耗费保持得小。
[0040]压强差Δ ρΑΕ的绝对值I ΔρΑΕ|优选为至少20Pa、更优选为至少40Pa、还更优选至少为50Pa。在本发明的特定的变型形式中，压强差Δ Pae的绝对值I Δ pAE I尤其为20Pa至1500Pa、优选为40Pa至1400Pa、更优选为50Pa至1300Pa。借此能够实现尤其适宜的配置与供用于通过通风装置于运送空气的主动装置的最小附加耗费。
[0041]进入开口原则上能够设置在车辆中或车辆上的任意适当的部位处。优选地，进入开口设置在厢体的指向车辆横向方向的侧面的区域中。该设计方案尤其具有如下优点:(尤其在用于高速交通的车辆中)在进入开口的区域中能够实现用于实现进口和出口之间的期望的负的压强差Apae的期望的有利流动关系。
[0042]优选地，进入开口在车辆高度方向上设置在凹处的上方。附加地或替选地，进入开口尤其在车辆纵向方向上设置在凹处的区域中、尤其设置在凹处的在前伸展的端部和在后伸展的端部之间。由此能够实现具有短运送路径的尤其有利的配置进而相应地实现在通过通风装置进行的空气运送中的小压强损失。
[0043]在本发明的优选的变型形式中，空气通道是用于所述厢体的内部空间的空气调节装置的排气通道，其中空气调节装置尤其设置在厢体的头端部的区域中。在此，空气调节装置能够分配给厢体的驾驶台，因为其优点刚好在这种紧凑的较小单元中尤其良好地被考虑，如其设置用于对驾驶台进行空气调节。
[0044]本发明能够结合用于任意使用目的或具有任意额定运行速度的任意车辆使用。优选地，所述车辆为用于高速交通的具有高于250km/h、尤其高于300km/h、尤其320km/h至390km/h的额定运行速度的车辆，因为在此由于高行驶速度在将空气从车辆中运输出来时不利的压强关系会具有尤其猛烈的作用或者能够需要相应大设计尺寸的主动的运送装置。因此刚好在此借助本发明能够实现显著的耗费节约。
【附图说明】
[0045]本发明的其他优选的设计方案从从属权利要求或优选实施例的下面的描述中得出，所述实施例参考所附的附图。
[0046]图1示出根据本发明的车辆的一个优选的实施方式的一部分的示意侧视图。
[0047]图2示出(图1中的平面I1-1I中)从下方示出图1中的车辆的示意图。
[0048]图3示出图2中的细节III的放大图。
【具体实施方式】
[0049]下面，参考图1至3描述根据本发明的轨道车辆101形式的车辆的一个优选的实施例。轨道车辆101为用于高速交通的动车的头车，所述高速交通的额定运行速度大于250km/h，即为 Vn=380km/h。
[0050]在此要注意的是:只要没有明确地另作说明，下面的实施方式针对在车辆101以恒定的额定运行速度行驶中的流动状态在直的平面的轨道中对于侧壁或类似物没有影响。要理解的是:在与该运行状态偏差(例如由于曲线形式或侧向风等)的情况下能够得到与所描述的流动情况、尤其流动方向的偏差，然而其中主要还保持基本规定。
[0051 ]车辆101包括厢体102，所述厢体限定车辆101的外蒙皮102.1。厢体102在其两个端部的区域中通常分别支撑在转向架103形式的行驶机构上。然而要理解是:本发明也能够结合其他的配置使用，其中厢体仅支撑在行驶机构上。
[0052]为了更简单地理解下面的阐述，在附图中规定如下(通过转向架103的轮接触点平面103.1预设的)车辆坐标系x、y、z，在所述坐标系中，X坐标表示轨道车辆101的纵向方向、y坐标表示轨道车辆101的横向方向并且z坐标表示轨道车辆101的高度方向。
[0053]厢体102具有车身部段104和与其连接的头部部段105。在具有第一行驶方向的第一运行模式中，头部部段105形成列车101的在前伸展的端部，而其在具有相反于第一行驶方向的第二行驶方向的第二运行模式中形成列车101的在后伸展的端部。
[0054]车身部段104(除了用于车辆的功能部件、例如集电器、顶容器等的本地的凹部之夕卜)具有基本上棱柱形的造型(具有外蒙皮102.1的沿着车辆纵向方向的基本上相同的截面轮廓)。
[0055]相对于此，头部部段105在车辆高度方向上还有在车辆横向方向上朝车辆101的端部渐缩，使得其在车辆101运行中能够形成车辆101的自由的车辆端部。在此，在头部部段105中设有用于车辆驾驶员的隔间105.1，当头部部段105在车辆101的第一运行模式中形成车辆1I的在前伸展的端部11.1 (即行驶方向指向正的X轴的方向，只要没有明确地另作说明，下面就以该正的X轴的方向为基础)时，驾驶员始于该隔间开始控制车辆101。
[0056]转向架103设置在厢体102的行驶机构缺口106形式的凹处中，所述行驶机构缺口在第一运行模式中在其在前伸展的端部处通过在前伸展的限界壁106.1限界并且在其在后伸展的端部处通过在后伸展的限界壁106.2限界，所述限界壁通过上方的限界壁106.3彼此连接。对于行驶机构的两侧通过挡板106.4对行驶机构缺口 106限界。
[0057]隔间105.1通过空调设备107形式的通风装置进行空气调节，所述通风装置对此基本上以常规的方式构成。因此，空调设备17还包括空气处理部件以及与其连接的用于新鲜空气、输入空气、废气、环绕空气和排气(分别没有详细示出)的空气通道，经由所述空气通道设定隔间105.1中的相应的气候参数。此外，空调设备107包括具有压缩机单元和热交换单元(分别同样未详细示出)的制冷剂循环，在所述空调设备中将热量从制冷剂循环中导出。
[0058]通过具有第一冷却空气通道107.1的空气通道系统进行从空调设备107的制冷剂循环中的散热，经由所述第一冷却空气通道从车辆101的周围环境中抽吸新鲜空气作为冷却空气。冷却空气经由制冷剂循环的热交换单元导出并且随后作为排气经由第二冷却空气通道107.2以第一空气流108的形式从厢体102中导出。
[0059]冷却空气经由在行驶机构缺口106之上构成在厢体102的侧壁102.2中的进入开口107.3到达到第一冷却空气通道107.1中。将进入开口 107.3设置在侧壁102.2的区域中具有的优点是:在那里强列抽吸污染的空气的风险相对小。在车辆纵向方向上，将进入开口107.3设置在行驶机构缺口 106的水平上或区域中(在行驶机构缺口 106的在前和在后伸展的端部之间)，由此实现短的引导路径。
[0060]将冷却空气作为排气流108从第二空气通道107.2中导出到车辆101的环境中就其而言经由冷却空气通道107.2的排出开口 107.4进行，所述排出开口设置在排出区域107.5中。排出开口 107.4在此位于厢体102的下侧102.4上的底部面102.3形式的、在车辆101运行中通过(附图中通过点式箭头代表的)第二空气流109溢流的表面上。排出开口 107.4在底部面1 2.3的基本上凸形成形的过渡部110的区域中设置在行驶机构缺口 106中。排出开口的该设置尤其具有如下优点:在该区域中得到对于设置排出开口的尤其有利的位置关系。[0061 ]排出开口在(形成第一表面部段的)底部面102.3和(在第一运行模式中)在后伸展的(形成第二表面部段的)限界壁106.2之间的过渡部110的区域中设置在行驶机构缺口 106的(在第一运行模式中的)在后伸展的边缘区域中，所述行驶机构缺口基本上在车辆横向方向上伸展。
[0062]如从图1和2中可见，厢体102的外蒙皮102.1在在前伸展的限界壁106.1的下端部处在第一运行模式中构成流动导流棱边，在所述流动导流棱边处第二空气流109(所述第二空气流从自由的车辆端部朝行驶机构缺口 106扫掠过厢体102的下侧102.4)在车辆1I的额定运行速度下(但是也在低于其的行驶速度下)在构成剪切层的情况下与外蒙皮102.1、即厢体102的表面分离。
[0063]第二空气流109在流动导流棱边110后方首先在车辆高度方向上(z方向)稍微沉入到行驶机构缺口 106中，随后到达行驶机构103的部件，所述第二空气流分部段地重新施加在这些部件上。在行驶机构103的在后伸展的端部处在重新构成剪切层的情况下，第二空气流109的施加在其上的部分与行驶机构103分离，其中所述第二空气流又在车辆高度方向上(z方向)沉入到行驶机构缺口 106中。
[0064]第二空气流109的沉入行驶机构缺口的部分从现在开始进入到行驶机构缺口106的在后伸展的限界壁106.2上并且又施加在其上。随后，第二空气流109对过渡部110溢流并且随后对车辆底部102.3溢流。
[0065]在从限界壁106.2到车辆底部102.3的基本上凸形成形的过渡部110上，第二空气流109从现在开始(在正常运行中全部可预期的环流关系的情况下)经受流动转向，所述流动转向在车辆表面102.1上的过渡部110的区域中引起第二空气流109中的静态压强相对于(存在于车辆101的周围环境中的)周围环境空气压强的下降。
[0066]如从图1中还可见，进入开口 107.3的区域同样由空气流、即第三空气流111溢流。根据进入开口 107.3的区域中的侧壁102.2的设计方案，尤其根据侧壁102.2的曲率，施加在侧壁102.2上的第三空气流111必要时能够经受轻度的流动转向，所述流动转向弓I起第三空气流111中的静态压强相对于环境空气压强的下降。
[0067]然而，过渡部110的区域中的第二空气流109的流动转向比进入开口107.3的区域中的第三空气流111的流动转向明显更加显著。因此，第二空气流109中的静态压强相对于环境并且尤其相对于存在于进入开口 107.3的区域中的静态压强的下降如此大，S卩，使得进口和出口之间的所得出的负的压强差有利地支持第一空气流108在期望的运送方向上从第二冷却空气通道107.2中将空气运送出。因此，借此也以纯被动的方式可行的是:降低空调设备107的必要时对于实际要运送的第一冷却空气流108所需的主动冷却功率减小或者保持在低的水平上。
[0068]如从图1中得出:过渡部110的通过在后伸展的限界壁106.2形成的第二表面部段相对于通过车辆底面102.3形成的第一表面部段根据棱角的类型以锐角倾角倾斜地设置。该设计方案具有的优点是:在到达到第二表面部段106.2上时(与竖直设置的限界壁相比)导入更小的脉冲到在行驶机构103的惯性行驶中在形成第二空气流109的剪切层(根据所选择的倾角)中，使得空气流109更快地再次能够施加到表面102.1上并且在那里构成低阻力的边界层，所述边界层能够跟随过渡部110的区域中的流动方向的改变。
[0069]根据第一表面部段102.3和第二表面部段106.2之间的倾角α的大小，甚至在对过渡部110在其惯性行驶中环流时引起重新的局部的或暂时的分离(以所谓的分离气泡的形式)，然而由于第一表面部段102.3和第二表面部段106.2之间的更有利的倾斜所述分离显得相对小，并且尤其对于下降方面对降低排出开口 107.4的区域中的静态空气压强没有显著影响。
[0070]第一表面部段102.3限定局部的第一切向平面(所述切向平面在下面的实例中由于第一表面部段102.3的基本上平面的造型而与其重合)以及局部的第一面法线。同样地，第二表面部段106.2限定局部的第二切向平面(所述切向平面在下面的实例中由于第二表面部段106.2的基本上平面的造型而与其重合)以及局部的第二面法线。局部的第一面法线与局部的第二面法线限定局部的法线平面，所述局部的法线平面在当前的实例中平行于图1的绘图平面伸展。
[0071]第二表面部段106.2以锐角倾角α相对于第一表面部段102.3倾斜地设置，其中锐角倾角在当前的实例中为α = 45°。通过该构成方案，能够实现，在扫掠排出开口 107.4之前，将第二流动109以上面已经描述的那样平稳地且快速地再次施加到第二表面部段106.2上。
[0072]在此要注意的是:到车辆表面102.1或外蒙皮的局部的几何形状上的相应的切线不必要必须在每个点都精确地与第一或第二切线平面重合。更确切地说，外蒙皮102.1的区域中的局部的偏差是可能的(所述局部的偏差例如通过外蒙皮102.1的局部的肋片、棱边或凹坑等形式的不规则性决定)。仅必须确保:该局部的偏差对于边界层附近的区域中的第二空气流109的全局流动变化不具有显著的影响。
[0073]在当前的实例中，在车辆101以其额定运行速度正常运行中，在进入开口107.3的进入面之上存在中等进入空气压强PElnlass，而在排出开口
[0074]107.4的排出面之上同时存在中等排出空气压强pAusiass。在此，如上描述的那样(根据公式I)得到负的压强差
[0075]Δ pAE — PAuslass-PEinlass j
[0076]所述必要时甚至能够平衡所述压强差以便单独将第一冷却空气流108运送通过空调设备107的冷却剂循环的空气通道系统。由此能够将供用于运送空气的、空调设备107中的主动装置的耗费保持得低。
[0077]在车辆101的正常运行中(额定运行速度中)全部可预期的环流条件中，(负的)压强差Δ PAE的绝对值I A PAE为至少50Pa，在侧向风影响的情况下甚至至少为10Pa，使得借助空调设备107的主动运送装置的最小化的附加耗费实现尤其有利的配置。
[0078]如从图1和2中可以得出:设置在第一表面部段102.3中的排出开口 107.4在当前的实例中在车辆纵向方向上直接邻接于行驶机构缺口 106的边缘，因此必然邻接于根据第一表面部段102.3和第二表面部段106.2之间的过渡部110。这在刚好在过渡部110处和直接在其附近出现的第二空气流109中的静态压强的最大下降期间是有利的。
[0079 ]排出开口 107.4的(朝向过渡部110的)边缘区域的间距通常选择地尽可能小，其中通常外蒙皮102.1的结构上的构造在该部位处预设接近极限。
[0080]然而要理解的是:在本发明的其他的变型形式中，也能够设有排出开口107.4的边缘区域距过渡部110的某个较大的间距。然而优选地，该间距小于200mm，更优选小于100mm，还更优选小于50_，以便尽可能地利用过渡部110的区域中的压降。
[0081]此外要理解的是:排出开口在本发明的其他的变型形式中必要时也能够设置在第二表面部段的区域中。在此于是也适用的是关于从排出开口到过渡部的间距方面的上述规定。
[0082]如此能够从图2中得出:行驶机构缺口106在过渡部110的区域中在车辆横向方向上延伸超过缺口宽度BC，而排出开口 107.4限定具有排出面重心107.6的排出面。
[0083]排出开口107.4在当前的实例中相对于纵向中央平面101.3(所述纵向中央平面包含车辆纵轴线101.2并且平行于XZ平面伸展)侧向向外错开地设置。对此，排出面重心107.6在车辆横向方向上具有距纵向中央平面101.3的排出重心间距D0C，所述排出重心间距在当前实例中为缺口宽度BA的大约36 %。
[0084]排出开口107.4的从纵向中央平面101.3侧向向外间隔开的该设置有利地考虑:在行驶机构103中关于期望地降低排出开口 107.4的区域中的第二空气流109的静态空气压强方面在行驶机构缺口 1 6中的在车辆横向方向上更外置的区域中得到比纵向中央平面101.3的区域中更加有利的流动关系。
[0085]更有利的流动关系尤其从如下事实中得出:行驶机构103的设置在更中央的区域将显著的干扰引入到流中。在当前的情况下，将侧向的间距DOC选择成，使得排出面重心107.6在车辆横向方向上比行驶机构103的直接相邻的轮103.3的轮接触点103.2更远离纵向中央平面101.3设置。
[0086]因此，排出开口107.4的主要部分位于直接相邻的轮103.3的静风区之外，由此实现所描述的、更有利的流动关系。在此，在当前的实例中，排出开口 1 7.4的排出面的大约70 %比直接相邻的轮103.3的轮接触点103.2更远离纵向中央平面设置，使得在排出开口107.4的相应主要部分的区域中相应的存在有利的流动关系。
[0087]如已经提及:排出开口 107.4或排出面重心107.6在其他的变型形式中原则上也能够设置在沿着车辆横向方向的任意其他适当的部位处。特别地，排出开口 107.4或排出面重心107.6基本上位于中央、S卩位于纵向中央平面的区域中。
[0088]排出开口107.4的尺寸在当前的实例中根据第一空气流108的要实现的体积流选择。因此，在当前的实例中，排出开口 107.4在车辆横向方向上的最大排出宽度BOmax大约为450mm进而为缺口宽度BC的21%，而排出开口 107.4在车辆纵向方向上的最大排出长度LOmax大约为205mm。
[0089]排出开口优选构成为沿着过渡部110纵向延伸的开口，以便尽可能利用过渡部110附近的有利的压强条件并且已经借助相对小的静态负压在排出开口 107.4的区域中实现相对良好地支持更大的体积流108的运送。在当前的实例中，最大排出宽度BOmax因此为最大排出长度LOmax的大约220 %。
[0090]如从图3中可见的是:排出开口107.4在当前的实例中通过网格状或烤架状构成的排出元件107.7形成，所述排出元件具有多个用于第一空气流的穿通开口 107.8。
[0091]穿通开口107.8原则上能够以任意适当的方式构成。在当前的实例中，所述穿通开口构成为具有分部段直线的和分部段弯曲的外轮廓的长孔类型的纵向延伸的、狭口状的开口。穿通开口 107.8的主延伸方向在此在车辆横向方向上伸展，因此必定也横向于第二空气流109或横向于车辆1I的行驶方向伸展。
[0092]由此有利地实现如下设计方案:其中，第二空气流109在其能够再次施加到排出元件107.7的构成在穿通开口 107.8之间的连接片107.9上之前仅必须跨过或越过相对短的路线(横向于相应的穿通开口 107.8的主延伸方向)。由此有利地在第二空气路109中不构成显著的涡流剪切层。第二空气流109因此就此能够基本上不受干扰地溢流排出元件107.7。
[0093]排出开口107.8的数量和大小、尤其其在车辆纵向方向上的尺寸选择成，使得在第一空气流108穿过穿通开口时得到尽可能小的压强损失，而并不出现对第二空气流109的显著干扰。
[0094]本发明在上面仅结合车辆的空调设备的一个实例描述。然而要理解的是，其也能够结合车辆的任意其他装置应用，所述其他装置设置用于在车辆中运送空气或将空气运送通过车辆。因此，本发明例如也能够用于其他的车辆部件的任意其他的冷却装置。同样地，其当然也能够结合设置用于车辆的乘客空间的气团的循环应用。
[0095]本发明在上面仅仅根据用于高速交通的动车的车辆的实例描述。然而要理解的是，本发明也能够结合其他的轨道车辆应用，所述其他的轨道车辆设置用于其他的速度范围。
[0096]此外，本发明仅结合轨道车辆描述。然而要理解的是，其也能够结合用于降低用于空气循环的主动装置的耗费的任意其他的车辆应用。
【主权项】
1.一种车辆、尤其是用于高速交通的轨道车辆，所述车辆具有 厢体(102)和 用于引导所述厢体(102)中的第一空气流(108)的空气通道(107.2)，其中所述空气通道(107.2)具有排出开口(107.4)，所述排出开口在所述厢体(102)的在所述车辆运行中通过第二空气流(109)溢流的表面(102.1)处的排出区域(107.5)中通入到所述厢体(102)的周围环境中， 其特征在于， 所述排出开口(107.4)在所述表面(102.3)的基本上凸形成形的过渡部(110)的区域中设置到所述表面(102.1)的凹处(106)中。2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于， 所述过渡部(110)设置在所述凹处(106)的在车辆横向方向上伸展的边缘区域的区域中，和/或 所述过渡部(110)设置在所述凹处(106)的在车辆纵向方向上在前伸展的或在后伸展的边缘区域上。3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于， 所述排出开口(107.4)设置在所述厢体(102)的在车辆高度方向上的下方区域中，其中 所述排出开口(107.4)尤其设置在所述厢体(120)的下侧上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述凹处(106)是用于所述车辆的行驶机构(103)的行驶机构缺口，其中所述过渡部(110)尤其设置在所述行驶机构缺口(106)的在车辆纵向方向上在前伸展或在后伸展的边缘部段上。5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于， 所述厢体(102)限定纵向中央平面，所述纵向中央平面在车辆纵向方向和车辆高度方向上延伸，其中 所述行驶机构缺口(106)在所述过渡部(110)的区域中在车辆横向方向上延伸超出缺口宽度； 所述排出开口(107.4)限定具有排出面重心(107.6)的排出面； 所述排出面重心(107.6)在所述车辆横向方向上具有距所述纵向中央平面的缺口重心间距，所述缺口重心间距为所述缺口宽度的10%至50%、优选为所述缺口宽度的20%至45%、更优选为所述缺口宽度的30%至40%。6.根据权利要求4或5所述的车辆，其特征在于， 所述行驶机构缺口(106)在所述过渡部(110)的区域中在车辆横向方向上延伸超出缺口宽度； 所述排出开口(107.4)在所述车辆横向方向上限定最大排出宽度； 所述最大排出宽度为所述缺口宽度的5 %至30 %，优选为所述缺口宽度的10 %至25 %，更优选为所述缺口宽度的15%至20%。7.根据权利要求4至6中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述排出开口(107.4)在车辆横向方向上限定最大排出宽度； 所述排出开口(107.4)在车辆纵向方向上限定最大排出长度； 最大排出宽度为最大排出长度的120%至320%，优选为所述最大排出长度的160%至280%，更优选为所述最大排出长度的200%至240%，其中 所述最大排出宽度尤其为300mm至600mm，优选为350mm至550mm，更优选为400mm至500mmo8.根据权利要求4至6中任一项所述的车辆，其特征在于， 在所述行驶机构缺口(106)的区域中设置有具有带有两个轮(103.3)的至少一个轮单元的行驶机构(103)，和 所述厢体(102)限定纵向中央平面(101.3)，所述纵向中央平面沿车辆纵向方向和车辆高度方向延伸，其中 所述排出开口(107.4)限定具有排出面重心(107.6)的排出面； 所述排出面重心(107.6)在车辆横向方向上比所述轮单元的直接相邻的轮(103.3)的轮接触点(103.2)更远离所述纵向中央平面(101.3)设置； 尤其所述排出面的至少60%、优选所述排出面的至少80%、更优选所述排出面的至少90%在所述车辆横向方向上比所述轮单元的直接相邻的轮(103.3)的所述轮接触点(103.2)更远离所述纵向中央平面设置。9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述排出开口(107.4)通过至少一个排出元件(107.7)形成，其中 所述排出元件(107.7)具有用于所述第一空气流(108)的至少一个穿通开口(107.8);所述排出元件(107.7)尤其构成为，使得所述第二空气流(109)在所述车辆的正常运行中在所述车辆的额定运行速度中在没有构成显著的涡流剪切层的情况下跃过所述穿通开口(107.8)并且再次施加到所述排出元件(107.7)上； 所述排出元件(107.7)尤其网格状地或烤架状地构成有多个穿通开口( 107.8); 所述穿通开口(107.8)尤其构成有至少分部段的多边形的外轮廓和/或至少分部段弯曲的外轮廓； 所述穿通开口(107.8)尤其构成为具有主延伸方向的纵向延伸的切口形的开口，所述主延伸方向横向于所述第二空气流(109)、尤其横向于所述车辆的行驶方向伸展。10.根据权利要求1至9中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述过渡部(110)通过第一表面部段(102.3)和第二表面部段(106.2)限定，其中 所述第二表面部段(106.2)形成所述凹处(106)的一部分，和 所述第二表面部段(106.2)根据棱角的类型以相对于所述第一表面部段(102.3)成锐角倾角倾斜的方式设置。11.根据权利要求1至10中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述过渡部(110)通过第一表面部段(102.3)和第二表面部段(106.2)限定，其中 所述第二表面部段(106.2)形成所述凹处(106)的一部分，和 所述第一表面部段(102.3)限定局部的第一切向平面和局部的第一面法线， 所述第二表面部段(106.2)限定局部的第二切向平面和局部的第二面法线， 所述局部的第一面法线与所述局部的第二面法线限定局部的法向平面，和所述第二表面部段(106.2)以相对于所述第一表面部段(102.3)成锐角倾角倾斜的方式设置，其中 所述锐角倾角尤其为10°至80°、优选30°至60°、更优选40°至50°、尤其基本上为45°。12.根据权利要求1至11中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述车辆在正常运行中在额定运行速度下运行， 所述空气通道(107.2)是具有新鲜空气通道(107.1)的通风装置(107)的排气通道， 所述新鲜空气通道(107.1)具有进入开口(107.3)，所述进入开口在所述厢体(102)的在所述车辆的正常运行中通过第三空气流溢流的表面(102.1)上通入到所述厢体(102)的周围环境中， 所述进入开口(107.3)具有进入面，在所述进入面上在正常运行中存在中等进入空气压强，所述排出开口(107.4)具有排出面，在所述排出面上在正常运行中存在中等排出压强，所述进入开口(107.3)和所述排出开口(107.4)设置成，使得在正常运行中在中等排出空气压强PAuslass和中等进入空气压强PEinlass之间存在负的压强差Δ PAE = PAuslass-pEinlass，其中 压强差Δ PAE的绝对值I Δ PAE I尤其为至少20Pa、优选为至少40Pa、更优选至少为50Pa，压强差Δ PAE的绝对值I Δ PAE I尤其为20Pa至1500Pa、优选为40Pa至1400Pa、更优选为50Pa至1300Pa。13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于， 所述进入开口(107.3)设置在所述厢体(102)的指向车辆横向方向的侧面(102.2)的区域中，其中 所述进入开口(107.3)尤其在车辆高度方向上设置在所述凹处(106)的上方，和/或所述进入开口(107.3)尤其在车辆纵向方向上设置在所述凹处(106)的区域中、尤其设置在所述凹处(106)的在前伸展的端部和在后伸展的端部之间。14.根据权利要求1至13中任一项所述的车辆，其特征在于， 所述空气通道(107.2)是用于所述厢体(102)的内部空间的空气调节装置(107)的排气通道，其中 所述空气调节装置(107)尤其设置在所述厢体(102)的头端部(105)的区域中， 所述空气调节装置(107)尤其分配给所述厢体(102)的驾驶台(105.1)。15.根据权利要求1至14中任一项所述的车辆，其特征在于，用于高速交通的车辆具有高于250km/h、尤其高于300km/h、尤其320km/h至390km/h的额定运行速度。
【文档编号】B61D27/00GK106043336SQ201610191588
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月30日 公开号201610191588.2, CN 106043336 A, CN 106043336A, CN 201610191588, CN-A-106043336, CN106043336 A, CN106043336A, CN201610191588, CN201610191588.2
【发明人】彼得·格尔茨, 卡斯滕·马腾斯, 苏珊·施坦克, 约翰内斯·毛斯
【申请人】庞巴迪运输有限公司