[发明专利]一种用于轨道车辆转向架的冰雪风洞系统

说明书

本发明公开了一种用于轨道车辆转向架的冰雪风洞系统，包括冷库系统和设置于其内的实验系统，实验系统包括用于放置车体模型的路基模型、用于驱动车体模型上转向架的车轮的驱动装置和用于向转向架吹送冰雪的冰雪输送装置，冰雪输送装置的输出端将冰雪沿着路基模型向转向架吹送。本发明可用于研究轨道交通车辆转向架区域的高速低温流场特性，在转向架和前方混合雪粒的气流速度相匹配的转动工况下，模拟转向架区域的冰雪运动、相变过程，明确转向架区域积雪结冰问题的机理。

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种高速低温、用于研究轨道车辆转向架区域低温流场特性的冰雪风洞系统。

背景技术

高速列车在雪天运行时，线路上的积雪由于转向架区域扰流的影响会被卷起，进入列车转向架区域并形成积雪、积冰。转向架区域诸如牵引电机、齿轮箱、制动装置等部件为发热部件，热量将积雪迅速融化，融化后的液态水在强冷空气中迅速结冰附着在转向架其他设备表面，其中堆积在转向架区域的积雪在发热部件如制动装置上融化、结冰，导致制动或缓解动作失效，对列车安全运行造成严重影响，轻则列车被迫降速运行或者停运，重则可能造成列车脱轨、倾覆等安全事故，因此高速列车转向架防积雪结冰研究迫在眉睫。针对风吹雪问题，目前可用的研究方法是风雪两相流风洞试验。由于雪粒子不遵循相似准则，风洞实验中必须采用全尺寸转向架，而目前国内外低温风洞尺寸均不能满足全尺寸转向架风雪实验要求，此外现有低温风洞缺少轨道车辆转向架轮对的驱动装置，不能模拟轮对转动对转向架区域流场、雪粒子运动轨迹以及制动闸片甩水轨迹的影响。因此，适用于轨道交通车辆转向架低温积雪结冰实验平台的研发亟待开展。

发明内容

本发明目的在于提供一种可用于研究轨道交通车辆转向架的高速低温流场特性的风洞试验系统，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种用于轨道车辆转向架的冰雪风洞系统，包括冷库系统和设置于其内的实验系统，所述实验系统包括用于放置车体模型的路基模型、用于驱动所述车体模型上转向架的车轮的驱动装置和用于向所述转向架吹送冰雪的冰雪输送装置，所述冰雪输送装置的输出端将冰雪沿着所述路基模型向所述转向架吹送。

进一步的，所述冰雪输送装置包括冰雪输送风道和造雪系统，所述冰雪输送风道内设置有喷发风机，所述造雪系统包括造雪机，所述造雪机将其制造的冰雪输送到所述冰雪输送风道内所述喷发风机的前方。

进一步的，所述造雪机与所述冰雪输送风道的连接处设置有从上向下贯通到所述冰雪输送风道的多个传送蜗杆，所述传送蜗杆沿着与所述冰雪输送风道的输送方向垂直均布，所述传送蜗杆将所述造雪机产生的冰雪均匀输送到所述喷发风机的前端。

进一步的，所述冰雪输送装置还包括用于回收冰雪的冰雪回收风道，所述冰雪回收风道与冰雪输送风道相互连通且分别设置于所述车体模型的两端，所述冰雪回收风道内设置有用于抽吸回收冰雪的回收风机。

进一步的，所述冰雪输送风道的输出口为覆盖所述车体模型和路基模型之间间隙的矩形输出口，且冰雪输送风道的向其输出口呈外径减小的缩口设置。

进一步的，所述冰雪回收风道与冰雪输送风道通过一设置在冷库系统内顶部的连接风道连接，所述冰雪回收风道与所述连接风道连接的拐角处的下方还设置有冰雪回收仓，所述回收风机设置于所述冰雪回收仓和连接风道之间，所述冰雪回收仓通过一清理蜗杆与所述造雪系统连接。

进一步的，所述驱动装置包括两组驱动轮对，所述驱动轮对与所述路基模型的轨道对齐，所述车体模型的车轮设置于驱动轮对上，以使所述驱动轮对带动车轮同步转动。

进一步的，所述路基模型和驱动装置均设置在一可自动进出所述冷库系统的移动平台上，所述冷库系统设置有供所述移动平台进出的移动库门，所述移动库门上设置有用于实验人员进出的检修库门，所述检修库门上设置有观测窗，所述观测窗设置有双层有机玻璃，靠近冷库系统内侧的有机玻璃上涂有低温防雾材料层。

进一步的，所述车体模型与路基模型参照实际车体、实际路基1：1设置。