一种高速列车气动噪声射流降噪系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高速列车气动噪声射流降噪系统，包括射流空气采集口的位置和射流喷口位置的布置，射流所需空气采集于排障器前端面，利用列车前行动力自动采集空气，采集空气经过内部腔体传送至喷嘴喷出，射流喷嘴分布于转向架腔体的前缘位置，包括排障器底部和车体侧面两部分。射流在喷出后对列车表面剪切层的脱落进行干扰，使脱落的高速剪切层远离转向架，从而在转向架区域形成低速区，防止高速气流直接撞击后部转向架和其腔室表面从而降低其表面气动声源。与现有技术相比，本发明专利技术能够通过有效且经济的方式降低列车运行过程中由转向架区域产生的气动噪声，同时具有不增加附加重量，安全可靠，无需额外动力源等优点。无需额外动力源等优点。无需额外动力源等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高速列车气动噪声射流降噪系统


[0001]本专利技术属于气动噪声
，涉及一种可降低高速列车气动噪声的系统，具体涉及射流喷嘴以及气体采集口布置。

技术介绍

[0002]目前对产生于高速列车转向架区域的气动噪声降噪是国际国内的难点问题。常用降噪措施包括修改转向架腔室结构和在其内部安装吸声材料。但是现有的降噪方法通常会带来其他附加问题。比如在腔室侧面和底部加装挡板以隔离高速气流对其内部部件的撞击从而减少气动声源，但由于列车两侧被隔离，增加了列车运行时，例如侧翻等，潜在风险，同时不利于工作人员观察转向架运行情况。再者，虽然可在转向架腔室内部安装吸声材料来吸收部分声能，但吸声材料会增加列车重量，从而增加运行成本；同时由于列车运行环境复杂，吸声材料表面容易被灰尘等杂质堵塞，对其维护难度较大成本较高。
[0003]专利申请CN201811606540.9公开了一种高速列车气动降噪系统及方法，该系统包括信号采集器、控制器和两个空气枪发生装置；信号采集器与控制器连接，所述控制器还与两个空气枪发生装置连接；每个空气枪发生装置包括空气流发射器、总空气流导管、第一增压设备和第二增压设备，每个增压设备均通过总空气流导管与空气流发射器的进气口连接；第一增压设备和第二增压设备均与控制器连接。该专利技术基于空气射流对边界层的干扰能力，结合高速列车行进过程中的气动特性，在不改变列车外形及材料的前提下，通过主动降噪系统，改善列车气动特性，提高了列车的舒适度与安全节能性。但由车身边界层所产生的气动噪声不是主要声源，针对性不强；干扰车头和车尾的分离区所需气流流量巨大需要额外设备用以采集气流；增加了增压设备等附加设备会增加列车重量从而增加运行成本。
[0004]专利申请CN202111645561.3公开了一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，包括中央控制机构和气体智能射流发生机构，气体智能射流发生机构包括通过气体管道依次相连通的高压气源、比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器和喷射器，喷射器的喷射口位于列车受电弓空腔的背风面处，比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器分别与中央控制机构电连接。该降噪系统，为主动降噪系统，设有高压气源和喷射器，通过将喷射器安装在受电弓空腔的背风面处，在列车受电弓空腔背风面处喷射气体，以气体射流的方式改变受电弓空腔上方的剪切层，减小剪切层与空腔后壁的碰撞，使受电弓空腔部位降低气动噪声，达到降低噪声的目的。但由于该专利气流以垂直于空腔前壁面方向射出，由于降噪原理和喷嘴形状导致其所需的气体流量较大，增加供气难度；其次由于流量过高，高压气流本身会成为一个声源从而降低降噪效果；由于增加了复杂的气源和控制设备而增加了列车重量和维护成本，从而增大了列车运行成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种高速列车气动噪声射流降噪系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种高速列车气动噪声射流降噪系统，在高速列车车头设置射流空气采集口，利用列车前行动力自动采集空气；在转向架腔体的前缘位置分布设置射流喷嘴；射流采集口与射流喷嘴之间通过气流通路联通。
[0008]进一步地，所述的射流空气采集口位于排障器前端面或者其他可直面来流空气的车头位置，包括车鼻和车鼻下方附近。
[0009]进一步地，所述的射流喷嘴设置在排障器底部和车体侧面。
[0010]进一步地，所述的射流喷嘴设有多个，多个射流喷嘴单列、双列或者多列布置。
[0011]进一步地，射流喷嘴的形状呈矩形,宽度为10
‑
30mm，优选20mm，相邻射流喷嘴之间的间距为30
‑
60mm，优选50mm。
[0012]进一步地，多个射流喷嘴直线布置或交错布置。
[0013]进一步地，所述的射流喷嘴的出气角度垂直于列车表面或者与来流方向呈15
‑
65度角度偏转。
[0014]进一步地，所述的射流空气采集口由排障器前端迎风面切口形成，其面积占排障器前端面面积的50
‑
70％。
[0015]进一步地，所述的射流空气采集口与排障器内部的气流通路相连，气流通过气流通路从射流空气采集口喷出。
[0016]进一步地，所述的射流空气采集口与射流喷嘴之间的面积比为1.2～1.3：1。由于质量流量相等，气流在位于射流空气采集口的流速小于气流喷出射流喷嘴的流速。喷嘴所选取的安放位置的流体静压较小，其与入口的总压即静压与动压头之和的压差平衡部分由气流通路引起的压力损失，所以当气流到达射流喷嘴时所维持的压比让气流以接近于列车运行的速度喷出。
[0017]本专利技术通过采集于列车前部的高速气流引至位于转向架腔室前缘喷嘴喷出，通过干扰剪切层的发展，在转向架腔室周围形成低速区，避免高速剪切层直接与转向架部件碰撞从而降低噪声源。
[0018]本专利技术巧妙地利用了列车向前的动力，将相对于列车的高速气流收集后从射流喷嘴喷出。通过巧妙地布置喷嘴位置来达到干扰脱落剪切层的目的。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、高效降噪，使用效果好：巧妙地通过对喷嘴的交错布置可增加单列射流降噪效果，并通过多列布置可进一步增强降噪效果。从降低气动声源的角度出发，降低了转向架区域的气流速度，从根本上减少了气动噪声的产生。
[0021]2、无附加重量：气流采集和喷出装置均通过在列车表面开口实现，气流通过列车排障器和头部空腔传输，传输动力由列车向前运行时在空气采集口所形成的压力提供。无附加部件，从而减小重量。
[0022]3、检修方便：由于无附加部件，无需过多维护，使用寿命长。
[0023]4、安全可靠：由于无附加部件，几乎不存在对列车安全运行的潜在干扰。
[0024]5、运行成本低：本专利技术无需过多维护，同时无需提供额外能量，从而可降低运行成本。
附图说明
[0025]图1为本专利技术射流空气采集口位置示意图；
[0026]图2为本专利技术射流空气采集口结构示意图。
[0027]图3为本专利技术射流喷嘴侧面位置示意图。
[0028]图4为本专利技术射流喷嘴底面位置示意图。
[0029]图5为本专利技术射流喷嘴结构示意图。
[0030]图6为本专利技术空气采集口到射流喷嘴空气流动示意图。
[0031]图中标号所示：
[0032]1、射流空气采集口
[0033]101、排障器前面板，102、空气采集口；
[0034]2、射流喷嘴
[0035]201、射流板，202、射流喷口；
[0036]3、气流通路。
具体实施方式
[0037]以下将结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步清楚、完整地描述。
[0038]实施例
[0039]一种高速列车气动噪声射流降噪系统，包括射流空气采集口1的位置和射流喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速列车气动噪声射流降噪系统，其特征在于，在高速列车车头设置射流空气采集口(1)，利用列车前行动力自动采集空气；在转向架腔体的前缘位置分布设置射流喷嘴(2)。2.根据权利要求1所述的一种高速列车气动噪声射流降噪系统，其特征在于，所述的射流空气采集口(1)位于排障器前端面或者其他可直面来流空气的车头位置，包括车鼻和车鼻下方附近。3.根据权利要求1所述的一种高速列车气动噪声射流降噪系统，其特征在于，所述的射流喷嘴(2)设置在排障器底部和车体侧面。4.根据权利要求1所述的一种高速列车气动噪声射流降噪系统，其特征在于，所述的射流喷嘴(2)设有多个，多个射流喷嘴单列、双列或者多列布置。5.根据权利要求4所述的一种高速列车气动噪声射流降噪系统，其特征在于，射流喷嘴(2)由位于车身表面的切口形成，其形状呈矩形,宽度为10
‑
30mm，相邻射流喷嘴(2)之间的间距为30
‑
60mm。6.根据权利要求4所述的一种高速列车气动噪声射流降噪系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何源，大卫，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：