一种转向架融冰除雪装置及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及适应于高寒轨道车辆转向架的融冰除雪装置。本实用新型还涉及设有所述融冰除雪装置的轨道车辆。


背景技术：

2.我国地处大陆性季风气候区，广大地区都有下雪。在冬季时由于天降大雪或线路周围覆盖大雪，列车高速运行时形成的列车风、列车底部和地面之间的强剪切流动以及转向架的扰动会将线路上积雪扰动起来，扰动后的雪花在转向架区域流过，部分雪花由于转向架内运动速度降低，在转向架上沉积，部分雪花在高速运动中和转向架结构相碰撞，导致积雪在转向架上粘附。
3.而且，列车运动中也会发热，导致周围的积雪融化，最终转化成冰。这些附加在转向架上的冰会增加簧上质量，同时冰的存在改变了弹簧的约束条件，进而恶化一系悬挂弹簧的弹性系数，严重影响高铁车辆的动力学性能，威胁行车安全。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种转向架融冰除雪装置。该装置可提高高寒动车组转向架防积雪结冰能力，为高寒动车组在丰雪环境中安全可靠运营提供保障。
5.本实用新型的另一目的在于提供一种设有所述转向架融冰除雪装置的轨道车辆。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种转向架融冰除雪装置，包括设于设备舱的导流板和电加热板；所述设备舱包括位于转向架前侧的第一设备舱和位于转向架后侧的第二设备舱，所述导流板安装于所述第一设备舱和第二设备舱的底板下方，所述导流板的导流面从远离所述转向架的一端向靠近所述转向架的一端斜向下倾斜；所述电加热板安装于所述第一设备舱和第二设备舱邻近所述转向架的端板外侧。
7.可选地，所述导流板的侧向投影呈楔形，其远离所述转向架的一端为楔头，其靠近所述转向架的一端为楔尾。
8.可选地，所述导流板与所述底板相贴合的顶面为水平的第一平面，所述导流板楔尾处的端面为竖向的第二平面，所述第一平面与第二平面之间的斜面为所述导流面。
9.可选地，所述导流面与第一平面之间的夹角为楔角，所述楔角的角度范围为8
°
～12
°
。
10.可选地，所述导流板的导流面设有至少两行相平行的沉头槽，所述沉头槽内设有贯穿所述导流板的螺栓孔，所述导流板通过螺栓和垫片与所述底板相连接。
11.可选地，每一行所述沉头槽包括多道相互分隔的分体槽，各所述分体槽的两端分别开设有所述螺栓孔。
12.可选地，所述导流板在楔尾处设有呈楔形的内腔。
13.可选地，所述第一设备舱和第二设备舱邻近所述转向架的端板具有倾斜的角度，所述电加热板倾斜地安装于所述端板。
14.可选地，所述电加热板包括板体和设于所述板体背面的电加热丝；所述电加热丝在所述板体的背面沿“s”形路径连续盘绕。
15.为实现上述另一目的，本实用新型还提供一种轨道车辆，其包括转向架和设于所述转向架的车体，还包括如上述任一项所述的转向架融冰除雪装置。
16.本实用新型所提供的转向架融冰除雪装置，通过在转向架附近的设备舱底板下方设置导流板，改变转向架区域流场，减少转向架区域飞雪；并通过在转向架附近的设备舱端板处设置电加热板，改善转向架区域温度场，减少转向架积雪凝结。这样，通过疏导流场和加热相结合的形式，全面提高了转向架的融冰除雪能力，为高寒动车组在丰雪环境中安全可靠运营提供了有效的保障。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例所提供的一种转向架融冰除雪装置的结构示意图；
18.图2为导流板的安装示意图；
19.图3为图2中a部位的局部放大图；
20.图4为导流板的结构示意图；
21.图5为图4的侧视图；
22.图6为图4的b-b视图；
23.图7为图4中c部位的局部剖视图；
24.图8为电加热板的安装示意图；
25.图9为电加热板的结构示意图；
26.图10为图9的侧视图；
27.图11为导流板改变转向架区域流场的仿真实验图。
28.附图标记说明如下：
29.1.转向架2.第一设备舱3.第二设备舱4.导流板41.第一平面
30.42.第二平面43.导流面44.沉头槽45.内腔46.隔断壁5.电加热板51.板体52.电加热丝6.底板7.端板8.螺栓孔9.螺栓10.垫片11.螺母12.密封胶
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
32.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
33.如图1所示，在一种具体实施例中，本实用新型所提供的转向架融冰除雪装置主要由安装于设备舱的导流板4和电加热板5组成。
34.对于动车组、高铁等轨道车辆的转向架来讲，为了充分利用车下空间，在转向架1的前侧和后侧通常都会设有车下设备舱，为了便于表述，本文将位于转向架1前侧的设备舱
称为第一设备舱2，将位于转向架1后侧的设备舱称为第二设备舱3，这里的“前”意指车辆的前进方向，由于动车组、高铁等轨道车辆一般是可以双向运行的，因此，当车辆反向运行时，“前”变为“后”，“后”变为“前”。
35.由于动车组、高铁等轨道车辆通常设有多个转向架1，下面仅以图中所示的一个转向架1为例，对导流板4和电加热板5的结构、功能和安装方式做详细的说明。
36.为了对图1中所示的转向架1进行架融冰除雪，一共为其设有两块导流板4和两块电加热板5，两块导流板4分别安装在第一设备舱2和第二设备舱3的底板6的下方，每一块导流板4的导流面43从远离转向架1的一端向靠近转向架1的一端斜向下倾斜，两块电加热板5分别安装在第一设备舱2和第二设备舱3邻近转向架1的端板7的外侧，从图示的方位来看，两块导流板4分别位于转向架1的左右两侧，且左右对称布置，同理，两块电加热板5也分别位于转向架1的左右两侧，且左右对称布置。
37.如图2、图3所示，导流板4为实体板材，其侧向投影呈楔形，其远离转向架1的一端为楔头，其靠近转向架1的一端为楔尾。
38.导流板4的楔形形状近似于直角三角形，导流板4与底板6相贴合的顶面为水平的第一平面41，导流板4楔尾处的端面为竖向的第二平面42，连接第一平面41与第二平面42的斜面为导流面43。
39.导流面43与第一平面41之间的夹角为楔角，该楔角的角度范围可以设定为8
°
～12
°
，例如9
°
、10
°
、11
°
等，在本实施例中，导流面43与第一平面41之间的夹角为10
°
。
40.如图4至图7所示，导流板4的导流面43设有两行相平行的沉头槽44，每一行沉头槽44又分为多道相互分隔的分体槽，每一道分体槽的两端分别开设有贯穿导流板的螺栓孔8，导流板4通过螺栓9和垫片10与底板6相连接。
41.底板6在与导流板4的螺栓孔8相对应的位置，以镶嵌的方式安装有螺母11，螺栓9穿过导流板4的螺栓孔8之后与螺母11通过螺纹相连接，从而将导流板4紧固在设备舱的底板6下方，在底板6与导流板4的第一平面41之间设有垫片10，为了加装该垫片10，底板6设计成相应的台阶形状，即底板6设有垫片10的部分厚度略薄，在加上垫片10的厚度之后，与没有垫片10的部分大体具有相同的厚度。可以理解，为了加装垫片10，也可以将这一台阶结构设计在导流板4的第一平面41上，这样，底板6便可以具有基本相同的厚度。
42.从图中可以看出，由于导流板4呈楔形，因此，靠近楔尾的螺栓9，其长度相对较短，而靠近楔头的螺栓9，其长度相对较长，两种长度的螺栓9在旋紧之后，其头部都下沉到沉头槽44的内部，不会超出导流面43，从侧面观察时，将无法看到螺栓9的头部，以尽可能的减小对扰流场造成不利的干扰，同时又方便拆卸和安装。
43.此外，为了防止车辆在高速运行时，气流从导流板4与设备舱底板6之间的间隙流过，进而直接进入转向架区域，本实施例还在导流板4的周边涂抹有密封胶12，对两者之间的间隙进行密封处理。
44.考虑到导流板4在车体宽度方向上具有较大的尺寸，通常会超过2m，为了在起到导流作用的同时，尽可能的减轻导流板4的重量，本实施例中的导流板4在楔尾处设计有呈楔形的内腔45，而且，在车体宽度方向上，此封闭的楔形内腔45并不是连续的，而是分成了两个，中间具有一道将两个楔形内腔45分开的隔断壁46，以使导流板4具有足够的结构强度，保证其在使用过程中不易损坏，具有良好的稳定性和可靠性。当然，此楔形的内腔45还可以
分为并排的三个、四个或更多个，而且，楔形的内腔45避开螺栓9，不占据螺栓9穿过的区域。
45.如图8、图9、图10所示，第一设备舱2和第二设备舱3邻近转向架1的端板7具有倾斜的角度，电加热板5倾斜地安装于端板7，从侧面观察时，两块电加热板5呈“八”字形分布。
46.每一块电加热板5均具有板体51和设于板体背面的电加热丝52，本实施例中，电加热丝52在板体51的背面沿“s”形路径连续盘绕，电加热丝52在通电之后进行发热，将热量传导至整个板体51，使板体51温度升高，从而形成能够使冰雪融化的热源，当转向架区域有飞雪时，通过电加热使飞雪融化、变重下沉，减少转向架积雪凝结的现象。
47.上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用与每一个螺栓9对应的沉孔来代替沉头槽44，或者，将导流板4的楔尾设计为非竖向的平面，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
48.该转向架融冰除雪装置，通过在转向架附近的设备舱底板6下方设置导流板4，改变转向架区域流场，减少转向架区域飞雪，具体可以采用数字仿真技术和风洞试验为手段，确定导流板4的安装角度(见图11)。
49.此外，该转向架融冰除雪装置还通过在转向架附近的设备舱端板6外侧设置电加热板5，改善转向架区域温度场，减少转向架区域积雪凝结。
50.这样，通过疏导流场和加热相结合的形式，全面提高了转向架1的融冰除雪能力，为高寒动车组在丰雪环境中安全可靠运营提供了有效的保障。
51.除了上述转向架融冰除雪装置，本实用新型还提供一种轨道车辆，具体可以是动车组列车或高铁列车，其具有转向架和设于转向架的车体，还设有如上文所描述的转向架融冰除雪装置，关于轨道车辆的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。
52.以上对本实用新型所提供的转向架融冰除雪装置及轨道车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。