[实用新型]高速列车车头结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高速列车的车头结构，特别涉及一种运行时速为380km/h以上的高速列车车头结构，属于高速列车车体制造技术领域。

背景技术

随着列车运行速度的不断提高，列车所受到的气动阻力也快速增长，同时，在列车高速运行过程中，高速运行的列车与地面、周边设施以及线路上运行的其他列车相互影响，形成复杂的流固耦合效应：列车所受到的气动升力、交会侧向力及横风效应将对列车运行稳定性造成不利影响；列车表面压力、交会压力波将对车体强度造成不利影响；列车运行产生的气动噪声将对乘坐舒适度，以及对周边环境造成不利影响等等。因而在高速列车设计中，需要对车体特别是车头的头型进行充分气动优化，以解决上述问题。

高速列车头型设计中需要考虑的因素繁多，各种设计要素和性能之间相互关联、相互制约，需在诸多设计因素之间寻求平衡。具体到头型气动设计中，需要在气动阻力、气动升力、侧向力、气动噪声等几个主要性能指标之间取得平衡，综合优化整车气动性能。

发明内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题，提供了一种气动性能优越的高速列车车头结构。

为实现上述目的，本实用新型所述高速列车车头结构，车头的外形呈流线型，所述车头的头部为一个旋转体鼻锥，在所述鼻锥的下方设置一犁形的扰流板，鼻锥和扰流板共同形成一导流槽结构，所述鼻锥连接一楔形的司机室，在所述司机室的上部向上突出一椭球形的车前窗，所述鼻锥、司机室及车前窗之间平滑过渡。

所述鼻锥的表面形状由一根贝塞尔曲线绕水平轴旋转而成，所述鼻锥中心线距离车头底部的高度h占车头总高度H的1/4-1/3。

所述车前窗相对于楔形的司机室的顶面向上的倾角为20°-35°。

所述鼻锥的长度1占车头总长度L的10％-20％，其中优选为15％。

综上内容，本实用新型所述的高速列车车头结构，车头头部的鼻锥为旋转体，有助于降低空气阻力，而且通过导流槽的合理匹配，使得鼻锥处分流风速整体趋小，气流趋向均匀化，减少气流分离，同时有助于将大部分气流引向车体上部及车体的两侧，避免大部分气流进入车体下部缝隙以及转向架区域，从而有效降低空气阻力，另外，车前窗有一向上的倾角并与司机室平滑过渡，不但可以减小此处的气动噪声，还可以增大司机的视野及司机室的内部空间。通过对鼻锥、扰流板、司机室及车前窗等结构的合理匹配，使得整车气动性能更为优越。

附图说明

图1本实用新型结构示意图；

图2图1的A向视图。

如图1和图2所示，鼻锥1，扰流板2，司机室3，车前窗4，倾角5，车体断面6。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1和图2所示，本实用新型所述的高速列车车头结构，车头的整体外形呈流线型，有助于降低空气阻力。具体地，车头结构分为四个部分，分别是鼻锥1，扰流板2，司机室3和车前窗4，各组成部分之间均平滑过渡，车头部分与车体断面6之间平滑过渡，另外，车头部结构还包括位于司机室3两侧侧墙上的瞭望窗(图中未示出)，及车灯(图中未示出)等结构。

其中，鼻锥1为车头的头部，鼻锥1的表面为旋转体，它是由一根贝塞尔曲线绕鼻锥1中心的水平轴旋转而成的。这样形成的鼻锥1较尖，迎风面积较小，可以减小车辆高速运行时气流对车头部的直接冲击区域，以及可以减少产生的气流滞止区。

鼻锥1中心线距离车头底部的高度h占车头总高度H的1/4-1/3，有助于把大部分气流引向车体的上部，避免大部分气流进入车体下部缝隙以及转向架区域，从而有效降低空气阻力。

在鼻锥1的下方设置一犁形的扰流板2，犁形的扰流板2外形与鼻锥1相匹配，有助于减缓鼻锥1下方气体的流速。鼻锥1的下表面与扰流板2共同组成一个导流槽结构，该导流结构是一个向下凹陷的导流槽结构，它可以引导流过鼻锥1下部的空气由车体的两侧排出，而不是由车体的下部排出，这样，可以更进一步减小整车的气动阻力。

鼻锥1连接司机室3，为了减小空气阻力，司机室3呈细长的楔形，鼻锥1与司机室3之间平滑过渡，在司机室3的上部向上突出一椭球形的车前窗4，司机室3及车前窗4之间平滑过渡，司机室3后连接车体，司机室3与车体断面6之间平滑过渡。

车前窗4相对于楔形的司机室3的顶面有一向上的倾角5，倾角5不易过大或过小，过大会增加空气阻力，过小会影响司机的视野，经过大量试验，倾角5优选为20°-35°之间。向上突出的椭球型的车前窗4不但可以改善司机的视野，同时可以增加整个司机室3的内部空间，使司机的工作环境更为舒适。