CN109159790A - 自动充放气外风挡及动车组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动充放气外风挡及动车组，自动充放气外风挡包括充气胶囊，所述充气胶囊的中部设计为可摺叠褶皱；所述外风挡还包括充放气及气压保持控制***，所述充放气及气压保持控制***包括与所述充气胶囊连接充放气装置以及与所述充放气装置电连接的控制装置。本发明自动充放气外风挡重量轻，使用寿命长，能够降低车辆内噪音，提高旅客乘坐车辆的舒适度。
Description
技术领域
本发明属于轨道车辆技术领域，涉及一种自动充放气外风挡及动车组。
背景技术
列车车辆之间通常采用软连接，该软连接允许运行中的车辆在连接处有一定的相对运动。为使乘客能够在车辆之间的连接处安全舒适的行走通过，也为软连接装置不受雨、雪、风、沙的侵害，需在车辆软连接处设置内风挡和外风挡。外风挡包覆于动车组每节车辆车体两个端面的两侧，具备较好的防雨性能和承受风载的能力，能遮风挡雨，实现风挡功能。
现有外风挡在列车在高速运行时，由于车辆外部的高速气流影响，风挡橡胶胶囊外侧与内侧形成较大的压力差，容易造成风挡胶囊向内侧翻转，需要依靠橡胶胶囊的弹性变形量拉伸和压缩，橡胶胶囊在拉伸和压缩过程中与其周围的零部件相互干涉(例如，当车辆转弯时外风挡的橡胶胶囊拉伸、压缩变形大，尤其是车辆过较小的转弯半径时，挤压力非常大，极易发生由挤压导致的安装螺孔处橡胶囊脱出、撕裂，且橡胶胶囊脱出、撕裂后无法复位。)，减少风挡的使用寿命，现有外风挡一般使用寿命在12-15年左右，而列车设计使用寿命为30年，因此，外风挡需要更换。但为了保持较高的强度和弹性，橡胶胶囊的变截面比较厚，导致外风挡的重量大，每对外风挡重量大于350kg，更换时拆装施工困难、耗时多。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述问题，提供了一种重量轻、使用寿命长的自动充放气外风挡及动车组。
为了达到上述目的，本发明提供了一种自动充放气外风挡，包括充气胶囊，所述充气胶囊的中部设计为可摺叠褶皱；所述外风挡还包括充放气及气压保持控制***，所述充放气及气压保持控制***包括与所述充气胶囊连接充放气装置以及与所述充放气装置电连接的控制装置。
优选的，所述充放气装置包括气源、连通所述气源与所述充气胶囊的充气管路和连通所述充气胶囊的放气管路，所述充气管路上设有与所述控制装置电连接的充气电磁阀，所述放气管路上设有与所述控制装置电连接的放气电磁阀。
优选的，所述放气管路与外界大气连通。
优选的，所述放气管路与气源连通。
优选的，所述充气管路与气源连通的一端设有过滤器。
优选的，所述控制装置包括供电电源、与所述充气电磁阀和所述放气电磁阀电连接的控制器以及分别与所述控制器连接的压力传感器，所述控制器连接供电电源，所述压力传感器放置于充气胶囊内。
优选的，所述控制装置还包括与所述控制器连接的速度传感器，所述速度传感器安装于充气胶囊外部或车体上。
优选的，所述充气管路上还设有与所述控制器连接的电磁截止阀、调压阀和单向阀，所述放气管路上还设有快排阀。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种动车组，包括车体和外风挡，所述外风挡采用上述自动充放气外风挡。
优选的，车体前车辆端面的外风挡与车体后车辆端面的外风挡相对；当动车组高速运行时，两个外风挡的充气胶囊的相对面紧密结合，车体端部的间隙被完全封闭；当动车组进站或过弯道时，两个外风挡的充气胶囊分离，充气胶囊分离后使车体端部的间隙至少为250mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明自动充放气外风挡，采用充气胶囊，胶囊中部设为可摺叠褶皱，高速时充气密封车体两列车厢的端部，减小风阻，降低噪音，从而提高旅客乘坐车辆的舒适度，减小对动车组高速运行时的速度影响。
(2)本发明自动充放气外风挡，更具充气胶囊内气体压力和车辆运行速度自动控制充放气，在高速运行(≥60km/小时)时进行自动充气，充气胶囊密封车体两列车厢的端部，在车辆进站或过弯道时，即低速运行(<60km/小时)时进行自动放气，充气胶囊外形缩小，前后两个充气胶囊之间会有一定间隙，此时，若经过弯道，充气胶囊处于自我保护状态，具有良好的曲线通过能力，两节车厢件的外风挡不会再有挤压和摩擦发生，充气胶囊间不会直接作用力，排除了充气胶囊脱出、撕裂的风险，使用寿命长，与现有外风挡相比，使用寿命可达20-30年。
(3)本发明自动充放气外风挡，充气胶囊采用高分子强韧胶布SUPER-TOUGH制作而成，重量轻，每对外风挡减重60％左右，方便安装施工，同时整列(以8节车厢编组为例)减重1400kg，减重效果好，节省效果显著。
(4)本发明动车组，采用自动充放气外风挡，噪音小，舒适度高，受空气阻力影响小，高速运行平稳。
附图说明
图1为现有外风挡的结构示意图；
图2为现有高速运行或低速过弯道时外风挡的状态图；
图3为本发明实施例充气胶囊的结构示意图；
图4为本发明实施例高速运行时自动充放气外风挡的状态图；
图5为本发明实施例低速过弯道时自动充放气外风挡的状态图；
图6为本发明实施例充放气与气压保持控制***的结构框图。
图中，1、充气胶囊，2、褶皱，3、气源，4、充气电磁阀，5、放气电磁阀，6、过滤器，7、控制器，8、压力传感器，9、DC110V电源，10、开关电源，11、端子排，12、速度传感器，13、电磁截止阀，14、调压阀，15、单向阀，16、快排阀。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图3，本发明一实施例，提供了一种自动充放气外风挡，包括充气胶囊1，所述充气胶囊的中部设计为可摺叠褶皱2；所述外风挡还包括充放气及气压保持控制***，所述充放气及气压保持控制***包括与所述充气胶囊1连接充放气装置以及与所述充放气装置电连接的控制装置。
参见图6，所述充放气装置包括气源3、连通所述气源3与所述充气胶囊1的充气管路和连通所述充气胶囊1的放气管路，所述充气管路上设有与所述控制装置电连接的充气电磁阀4，所述放气管路上设有与所述控制装置电连接的放气电磁阀5。当充气胶囊1需要充气时，充气电磁阀4打开，气源通过充气管路向充气胶囊1内充气。当充气胶囊需要放气时，放气电磁阀打开，充气胶囊内的气体通过排气管路排出充气胶囊。
作为本实施例的一种实施方式，所述放气管路与外界大气连通。当充气胶囊放气时，充气胶囊内的气体直接排放到大气中。
作为本实施例的另一种实施方式，所述放气管路与气源连通。当充气胶囊放气时，充气胶囊内的气体重新回到气源中，重复利用，节省资源。
继续参见图6，所述充气管路与气源3连通的一端设有过滤器6。对充气胶囊进行充气时，气源中的气体在进入充气胶囊之前通过过滤器进行过滤清洁。
继续参见图6，所述控制装置包括供电电源、与所述充气电磁阀4和所述放气电磁阀5电连接的控制器7以及分别与所述控制器7连接的压力传感器8，所述控制器7连接供电电源，所述压力传感器8放置于充气胶囊1内。控制器根据压力传感器测量的充气胶囊内的气压控制充气电磁阀和放气电磁阀的开闭。
作为本实施例的一种实施方式，所述供电电源为DC110V电源9或开关电源10，所述供电电源通过端子排11与所述控制器7连接，为控制器7供电。
继续参见图6，所述控制装置还包括与所述控制器7连接的速度传感器12，所述速度传感器12安装于充气胶囊外部或车体上。控制器通过速度传感器测量车辆运行速度，根据运行速度和充气胶囊内的压力控制充气电磁阀和放气电磁阀的开闭，自动对充气胶囊充气或放气。
继续参见图6，所述充气管路上还设有与所述控制器7连接的电磁截止阀13、调压阀14和单向阀15，所述放气管路上还设有快排阀16。电磁截止阀用于控制充气管路通断，调压阀用于调节气体压力，将气体压力调整到所需压力进行充气，单向阀防止气体倒流，快排阀用于快速释放充气胶囊内的气体。
作为本实施例的一种优选实施方式，所述气源为单独设置的储气罐，为了减小自动充放气外风挡的安装体积，所述气源还可以采用车辆制动***的储气罐。
作为本实施例的一种优选实施方式，所述控制器采用单片机或PLC控制器。
作为本实施例的一种优选实施方式，为了减轻充气胶囊的重量，所述充气胶囊为由高分子强韧胶布SUPER-TOUGH制作而成的。此处，高分子强韧胶布SUPER-TOUGH为现有制作冲锋舟所使用的材料，是一种现有常用材料，在此不做赘述。
作为本实施例的一种优选实施方式，自动充放气外风挡沿用了80％以上现有外风挡的布局方式，只是将原来外风挡的上部、左右侧部分合成一个整体，左右快拆部分大小和安装位置不变，最大限度保留铁路局使用习惯，不会改变铁路局检修操作规程及工艺路线。充气管路、放气管路与充气胶囊连接的部分采用软管。
下面以一个具体的例子对本实施例自动充放气外风挡的工作过程描述如下：
气源中的压缩空气经过过滤器过滤洁后引入充气管路，由控制器控制，当车辆气压大于6.5bar且车辆速度信号大于40公里/小时，此时电磁截止阀开启，经调压阀将气压调整到5.0bar；当车辆速度大于95公里/小时，且充气胶囊内压力传感器数值低于4.5bar时，充气电磁阀打开给充气胶囊充气；当充气胶囊内压力达到5.0±0.2bar时，充气电磁阀截止，此时气囊完全充气状态，外风挡处于工作状态。反之，放气电磁阀开启经快排阀快速排气，外风挡处于收缩状态，方便车辆进出弯道。
本发明另一实施例，提供了一种动车组，包括车体和外风挡，所述外风挡采用上述自动充放气外风挡。车体前车辆端面的外风挡与车体后车辆端面的外风挡相对。当动车组高速运行时，两个外风挡的充气胶囊的相对面紧密结合，车体端部的间隙被完全封闭，此时外风挡密封效果好，能有效隔离空气流速、车轮与轨道摩擦等产生的噪音，降低车内噪音，提高旅客乘坐的舒适度。当动车组进站或过弯道时，两个外风挡的充气胶囊分离，充气胶囊分离后使车体端部的间隙至少为250mm，两个外风挡之间不会再有挤压和摩擦仿生，胶囊间不会有直接作用力，排除出了胶囊脱出、撕裂的风险，延长了外风挡的使用寿命。
上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动充放气外风挡，包括充气胶囊，其特征在于，所述充气胶囊的中部设计为可摺叠褶皱；所述外风挡还包括充放气及气压保持控制***，所述充放气及气压保持控制***包括与所述充气胶囊连接充放气装置以及与所述充放气装置电连接的控制装置。
2.如权利要求1所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述充放气装置包括气源、连通所述气源与所述充气胶囊的充气管路和连通所述充气胶囊的放气管路，所述充气管路上设有与所述控制装置电连接的充气电磁阀，所述放气管路上设有与所述控制装置电连接的放气电磁阀。
3.如权利要求2所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述放气管路与外界大气连通。
4.如权利要求2所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述放气管路与气源连通。
5.如权利要求2所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述充气管路与气源连通的一端设有过滤器。
6.如权利要求2至5任意一项所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述控制装置包括供电电源、与所述充气电磁阀和所述放气电磁阀电连接的控制器以及分别与所述控制器连接的压力传感器，所述控制器连接供电电源，所述压力传感器放置于充气胶囊内。
7.如权利要求6所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述控制装置还包括与所述控制器连接的速度传感器，所述速度传感器安装于充气胶囊外部或车体上。
8.如权利要求6所述的自动充放气外风挡，其特征在于，所述充气管路上还设有与所述控制器连接的电磁截止阀、调压阀和单向阀，所述放气管路上还设有快排阀。
9.一种动车组，包括车体和安装于车体端面两侧的外风挡，其特征在于，所述外风挡采用如权利要求1-8任意一项所述的自动充放气外风挡。
10.如权利要求9所述的动车组，其特征在于，车体前车辆端面的外风挡与车体后车辆端面的外风挡相对；当动车组高速运行时，两个外风挡的充气胶囊的相对面紧密结合，车体端部的间隙被完全封闭；当动车组进站或过弯道时，两个外风挡的充气胶囊分离，充气胶囊分离后使车体端部的间隙至少为250mm。
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