一种列车及其车头的制作方法

本发明涉及轨道车辆，特别涉及一种列车及其车头。

背景技术：

1、以高速列车为例，随着高速列车运行速度的不断提高，高速列车的空气动力学问题越显突出。高速列车的运行阻力随速度的提高而迅速增加，当高速列车的运行速度达到300km/h时，空气阻力占全部阻力的80％左右，因此降低高速列车的空气组力对提高高速列车的运行速度有着重要意义。高速列车运行时其周围流场属于高湍流度的流动，其头部、尾部、底部、车辆连接部位及尾流区域是漩涡产生的主要位置，需对高速列车的外形进行空气动力学优化，达到降低空气阻力目的。

2、目前，高速列车常用的气动减阻方法主要是改变列车的车头形状，然而，受现有技术限制，现有列车的车头外形仍存在不足之处，空气阻力仍较大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种列车及其车头，优化可车头的顶部和侧面，解决了现有车头空气阻力较大的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种列车的车头，包括车头本体，车头本体的顶部设有至少一条顶侧凸棱，全部顶侧凸棱分布于车头本体的前窗两端，任意相邻两条顶侧凸棱之间形成有用于引导气流沿车头本体的顶部流动的顶部导流槽；车头本体的左右两侧分别对称设有至少一条侧边凸棱，任意相邻两条侧边凸棱之间形成有用于引导气流沿车头本体的侧边流动的侧边导流槽。

3、优选地，车头本体的前端一体式形成有鼻锥；车头本体的左右两侧各设有四条侧边凸棱，四条侧边凸棱均自鼻锥延伸至车头本体的侧窗的前轮廓。

4、优选地，四条侧边凸棱包括自上而下设置的第一侧边凸棱和第二侧边凸棱；第一侧边凸棱与第二侧边凸棱相平行且二者均呈下凸形；第一侧边凸棱平行于车头本体的侧面与其车顶的交界轮廓。

5、优选地，第一侧边凸棱自鼻锥的鼻尖延伸至与车头本体的侧面轮廓汇合；第一侧边凸棱的起始点距车头本体的底侧第一预设起始高度，第一侧边凸棱的终止点距车头本体的底侧第一预设终止高度；第二侧边凸棱的起始点距鼻尖第二预设起始距离且距车头本体的底侧第二预设起始高度；第二侧边凸棱的终止点距车头本体的底侧第二预设终止高度。

6、优选地，四条侧边凸棱还包括自上而下设置的第三侧边凸棱和第四侧边凸棱；第三侧边凸棱位于第二侧边凸棱的下方；第三侧边凸棱呈上凸形；第四侧边凸棱平行于车头本体的侧面与其底侧的交界轮廓；第四侧边凸棱包括与第三侧边凸棱相平行的第四前段凸棱和与车头本体的底侧相平行的第四后段凸棱。

7、优选地，第三侧边凸棱的起始点距离鼻尖第三预设起始距离且距车头本体的底侧第三预设起始高度，第三侧边凸棱的终止点距车头本体的底侧第三预设终止高度；第四侧边凸棱的起始点距离鼻尖第四预设起始距离且距车头本体的底侧第四预设起始高度，第四侧边凸棱的终止点距车头本体的底侧第四预设终止高度。

8、优选地，车头本体的左右两侧还分别对称设有两条条形凸包，两条条形凸包之间形成有一侧边导流槽；形成于第二侧边凸棱和第三侧边凸棱之间的侧边导流槽与其中一条条形凸包相对，形成于另一条条形凸包与第四侧边凸棱之间的侧边导流槽与形成于第三侧边凸棱和第四侧边凸棱之间的侧边导流槽对应贯通。

9、优选地，顶侧凸棱包括四条顶侧前置凸棱，四条顶侧前置凸棱沿车头本体的横向对称面两两对称设置且均自车头本体的鼻尖延伸至其前窗的前侧轮廓；靠内设置的两条顶侧前置凸棱与横向对称面之间的夹角为第一预设夹角，靠外设置的两条顶侧前置凸棱与横向对称面之间的夹角为第二预设夹角，第二预设夹角大于第一预设夹角。

10、优选地，顶侧凸棱包括四条顶侧后置凸棱，两条顶侧后置凸棱沿车头本体的横向对称面对称设置且自前窗的后侧轮廓沿车头本体的顶部轮廓延伸预设延伸长度。

11、优选地，车头本体的鼻锥底部一体式形成有排障器，排障器呈上翘弓形，排障器包括上侧面和下侧面，上侧面与下侧面交汇形成尖端；在远离尖端的方向上，下侧面距离地面的高度逐渐减小直至与车头本体的底侧光滑衔接；上侧面呈上凸形并与鼻锥的底侧面形成凹陷槽。

12、本发明所还提供一种列车，包括上述任一项所述的车头。

13、相对于背景技术，本发明提供的列车的车头，包括车头本体，车头本体的顶部设有至少一条顶侧凸棱，全部顶侧凸棱分布于前窗的前后两端，任意相邻两条顶侧凸棱之间形成有顶部导流槽，顶部导流槽用于引导气流沿车头本体的顶部流动，如此可通过优化车头的顶部形状来有效减小高速列车的空气阻力。

14、进一步地，车头本体的左右两侧分别对称设有至少一条侧边凸棱，任意相邻两条侧边凸棱之间形成有侧边导流槽，侧边导流槽用于引导气流沿车头本体的侧边流动，如此还可通过优化车头的侧边形状来进一步减小高速列车的空气阻力。

15、因此，本发明所提供的列车的车头通过优化其顶部及侧面结构，能有效减小高速列车的空气阻力。

16、本发明所提供的列车，包括车头，具有相同的有益效果。

技术特征：

1.一种列车的车头，其特征在于，包括车头本体(1)，所述车头本体(1)的顶部设有至少一条顶侧凸棱(12)，全部所述顶侧凸棱(12)分布于所述车头本体(1)的前窗两端，任意相邻两条所述顶侧凸棱(12)之间形成有用于引导气流沿所述车头本体(1)的顶部流动的顶部导流槽(13)；所述车头本体(1)的左右两侧分别对称设有至少一条侧边凸棱(14)，任意相邻两条所述侧边凸棱(14)之间形成有用于引导气流沿所述车头本体(1)的侧边流动的侧边导流槽(15)。

2.根据权利要求1所述的列车的车头，其特征在于，所述车头本体(1)的前端一体式形成有鼻锥(11)；所述车头本体(1)的左右两侧各设有四条侧边凸棱(14)，四条所述侧边凸棱(14)均自所述鼻锥(11)延伸至所述车头本体(1)的侧窗的前轮廓。

3.根据权利要求2所述的列车的车头，其特征在于，四条所述侧边凸棱(14)包括自上而下设置的第一侧边凸棱(141)和第二侧边凸棱(142)；所述第一侧边凸棱(141)与所述第二侧边凸棱(142)相平行且二者均呈下凸形；所述第一侧边凸棱(141)平行于所述车头本体(1)的侧面与其车顶的交界轮廓。

4.根据权利要求3所述的列车的车头，其特征在于，所述第一侧边凸棱(141)自所述鼻锥(11)的鼻尖延伸至与所述车头本体(1)的侧面轮廓汇合；所述第一侧边凸棱(141)的起始点距所述车头本体(1)的底侧第一预设起始高度，所述第一侧边凸棱(141)的终止点距所述车头本体(1)的底侧第一预设终止高度；所述第二侧边凸棱(142)的起始点距所述鼻尖第二预设起始距离且距所述车头本体(1)的底侧第二预设起始高度；所述第二侧边凸棱(142)的终止点距所述车头本体(1)的底侧第二预设终止高度。

5.根据权利要求4所述的列车的车头，其特征在于，四条所述侧边凸棱(14)还包括自上而下设置的第三侧边凸棱(143)和第四侧边凸棱(144)；所述第三侧边凸棱(143)位于所述第二侧边凸棱(142)的下方；所述第三侧边凸棱(143)呈上凸形；所述第四侧边凸棱(144)平行于所述车头本体(1)的侧面与其底侧的交界轮廓；所述第四侧边凸棱(144)包括与所述第三侧边凸棱(143)相平行的第四前段凸棱和与所述车头本体(1)的底侧相平行的第四后段凸棱。

6.根据权利要求5所述的列车的车头，其特征在于，所述第三侧边凸棱(143)的起始点距离所述鼻尖第三预设起始距离且距所述车头本体(1)的底侧第三预设起始高度，所述第三侧边凸棱(143)的终止点距所述车头本体(1)的底侧第三预设终止高度；所述第四侧边凸棱(144)的起始点距离所述鼻尖第四预设起始距离且距所述车头本体(1)的底侧第四预设起始高度，所述第四侧边凸棱(144)的终止点距所述车头本体(1)的底侧第四预设终止高度。

7.根据权利要求5所述的列车的车头，其特征在于，所述车头本体(1)的左右两侧还分别对称设有两条条形凸包(16)，两条所述条形凸包(16)之间形成有一所述侧边导流槽(15)；形成于所述第二侧边凸棱(142)和所述第三侧边凸棱(143)之间的侧边导流槽(15)与其中一条所述条形凸包(16)相对，形成于另一条所述条形凸包(16)与所述第四侧边凸棱(144)之间的侧边导流槽(15)与形成于所述第三侧边凸棱(143)和所述第四侧边凸棱(144)之间的侧边导流槽(15)对应贯通。

8.根据权利要求1至7任一项所述的列车的车头，其特征在于，所述顶侧凸棱(12)包括四条顶侧前置凸棱(121)，四条所述顶侧前置凸棱(121)沿所述车头本体(1)的横向对称面两两对称设置且均自所述车头本体(1)的鼻尖延伸至其前窗的前侧轮廓；靠内设置的两条所述顶侧前置凸棱(121)与所述横向对称面之间的夹角为第一预设夹角，靠外设置的两条所述顶侧前置凸棱(121)与所述横向对称面之间的夹角为第二预设夹角，所述第二预设夹角大于所述第一预设夹角。

9.根据权利要求1至7任一项所述的列车的车头，其特征在于，所述顶侧凸棱(12)包括四条顶侧后置凸棱(122)，两条所述顶侧后置凸棱(122)沿所述车头本体(1)的横向对称面对称设置且自所述前窗的后侧轮廓沿所述车头本体(1)的顶部轮廓延伸预设延伸长度。

10.根据权利要求1至7任一项所述的列车的车头，其特征在于，所述车头本体(1)的鼻锥(11)底部一体式形成有排障器(17)，所述排障器(17)呈上翘弓形，所述排障器(17)包括上侧面(171)和下侧面(172)，所述上侧面(171)与所述下侧面(172)交汇形成尖端(173)；在远离所述尖端(173)的方向上，所述下侧面(172)距离地面的高度逐渐减小直至与所述车头本体(1)的底侧光滑衔接；所述上侧面(171)呈上凸形并与所述鼻锥(11)的底侧面形成凹陷槽(174)。

11.一种列车，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的车头。

技术总结
本发明公开了一种列车及其车头，其中，车头包括车头本体，车头本体的顶部设有至少一条顶侧凸棱，全部顶侧凸棱分布于车头本体的前窗两端，任意相邻两条顶侧凸棱之间形成有用于引导气流沿车头本体的顶部流动的顶部导流槽；车头本体的左右两侧分别对称设有至少一条侧边凸棱，任意相邻两条侧边凸棱之间形成有用于引导气流沿车头本体的侧边流动的侧边导流槽。本发明所提供的列车的车头通过优化其顶部及侧面结构，能有效减小高速列车的空气阻力。

技术研发人员：杜健,田洪雷,李桂波,张业,史永达
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15