列车行驶中风能减重及增加粘着系统的制作方法

本发明涉及列车控制技术领域。

背景技术：

列车在行驶的过程中，由于列车行驶产生的风能，一直以来只是成为了机车前进的阻力，从未给列车的行驶提供任何的帮助。而且风能越强，阻力越大，机车前进所需要消耗的能量越高。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种列车行驶中风能减重及增加粘着系统，减轻负载重量、节能减排，增加列车粘着，提高行驶在安全性。

本发明采用的技术方案是一种列车行驶中风能减重及增加粘着系统，包括风速检测系统、风翼控制系统、风翼升降及角度调节系统、地面信号系统、列车粘着监控系统和位于列车车厢顶部的风翼，每节车厢顶部设一组沿行进方向排列的风翼，每个风翼的高度和倾斜角度可调；

地面信号系统监测列车行进时的地面坡度、弯道、限速信息并提供给风翼控制系统；

列车粘着监控系统在列车粘着力不足时向风翼控制系统发出信号；

风速检测系统检测当前风速向风翼控制系统传递信号；风翼控制系统根据当前状态决定风翼提供的上升力或向下的压力，继而通过风翼升降及角度调节系统控制风翼升起的数量及调节风翼的角度；

以列车前进方向为前后，风翼工作状态包括以下：

状态一、当列车需要大的粘着力时，一组风翼中的每个风翼均前端向下倾斜，风翼的高度由前至后逐渐升高，风翼就对列车产生向下的力；

状态二、当列车需要减重时，一组风翼中的每个风翼均保持水平状态，风翼的风翼的高度由前至后逐渐升高，风翼就对列车产生一个向上的力；

状态三、当列车不需风翼作用时风翼全部收起，一组风翼中的每个风翼均保持水平状态且高度降为最低。

所述风翼下表面平齐，上表面的前端向上凸起。

在状态一中，每个倾斜的风翼前后相接，形成一整片风翼。

当列车行进在雨雪天、或过大弯道，长隧道时，风翼采用状态一。

本发明的有益效果是，本发明的目的旨在提供一种列车行驶中风能减重及增加粘着的系统。该系统可利用列车行驶中产生的风能，作用于该系统的多片风翼上，产生一个上升的力，在不影响粘着的情况下，有效利用本来无用的风能，达到减重节约能源的作用。机车和后部牵引的客车均可起到减重的目的，较普通列车在相同的牵引状态可达到节约动力能源，达到节能减排的目的。风翼的角度可受控调节，可根据不同的工况选择不同的工作状态，在特殊情况下(比如雨雪天气、过弯道等)，多片风翼可组合成一整块风翼，使风能产生一个向下的力，达到提高列车粘着的作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为风翼对列车产生向上的力示意图。

图3为风翼对列车产生向下的力示意图。

图4为机车、客车均受上升力示意图。

图5为机车受向下力、客车受上升力示意图。

图6为机车客车均收向下力示意图。

图7为风翼收起状态图。

图中标记为：1-风翼，2-车厢，31-机车，32-客车。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的风能减重及增加粘着的系统由多个子系统组成，包括了列车顶部的风翼升降及角度调节系统，风速检测系统，风翼控制系统等，并需要列车粘着监控系统及地面信号系统的配合。风翼根据机翼的原理进行改进设计来满足列车的需要，系统框图见图1。

风翼控制系统的计算软件中需提前写入列车运行区间的空气密度。以便根据空气密度及风速对产生的上升力进行计算。以列车前进方向为前后，风翼工作状态包括以下：

状态一、当列车需要大的粘着力时，一组风翼中的每个风翼均前端向下倾斜，风翼的高度由前至后逐渐升高，风翼就对列车产生向下的力，如图3所示；

状态二、当列车需要减重时，一组风翼中的每个风翼均保持水平状态，风翼下表面平齐，上表面的前端向上凸起，风翼就对列车产生一个向上的力；风翼的风翼的高度由前至后逐渐升高，避免相邻两个风翼之间的气流干扰。

状态三、当列车不需风翼作用时风翼全部收起，一组风翼中的每个风翼均保持水平状态且高度降为最低。风翼不对列车产生任何向上或向下的力。

每个车厢顶上的风翼，都类似于汽车的尾翼，可以做的更加的宽大，且其倾斜角度是可调节的。

图2为风翼产生升力的简图，在正常状态下，风速检测系统检测当前风速，风翼控制系统根据检测到的风速，同时，根据列车粘着监控系统的指令和地面信号系统反馈的路况等信息，来计算可形成的上升力，继而控制风翼升起的数量及调节风翼的角度。使风翼产生的向上的升力控制在一个合理的范围内，对列车进行一定范围内的减重措施。

在一些特殊情况下，如雨雪天、或过大弯道，长隧道等工况，多片风翼可组合成一整片风翼，利用风能产生一个向下的力，从而大大增加列车的粘着，降低事故产生的可能性。风翼产生向下力的简图见图3，也就是风翼位于工作状态一。

在不同的工况、路况下，列车风能减重及增加粘着系统会工作在不同的状态下。下面，以内燃机车牵引客车为例，分别举例说明。

当状况良好，行驶在较为平直的区间时，该系统在机车31与客车32上均可处于减重的工作状态，也就是工作状态二，见图4。此时，所有风翼利用气流产生的上升力达到为机车与客车减重的目的。

当列车行驶于长坡道，需要加强机车粘着时，该系统机车31风翼处于增加粘着状态，客车32风翼处于减重状态，也即机车31处于工作状态一，客车32处于工作状态而，见图5。

当列车行驶于弯道或雨雪等异常天气状态，列车需要增加粘着以确保行驶安全，该系统机车31与客车32的风翼同时处于增加粘着状态，也就是同处于工作状态一，见图6。

当遇到狂风等极端天气，不建议使用该系统时，风翼将全部收起，机车正常行驶，见图7。