本发明专利技术提供一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆，车头由车头前端部和车头体转动连接构成，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；伸缩构架包括至少两根摆杆，摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。本发明专利技术将车头分成多段可伸缩的单元节，前行时，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端的车头动态伸长变化呈扁梭形，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道车辆技术，尤其涉及一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆。
技术介绍
随着轨道车辆尤其是动车组速度的不断提高，动车组的阻力将明显增大，当动车组速度达到200km/h时，空气阻力占运行总阻力的70%左右，当动车组速度达到300km/h时，空气阻力占运行总阻力的85%左右，见动车组运行中消耗的能量的大部分都用来克服空气阻力。经研究表明，建立气动性能与头形各主型线参数包括流线型头部长度，纵剖面主型线变化量，水平面主型线变化量，最大截面面积之间的关系；头部形状与列车空气动力性能的总体规律是:列车交会压力波:扁宽形为最小，椭球形为最大；头车阻力:椭球形为最小，扁宽形为最大；尾车阻力:扁梭形为最小，鼓宽形为最大，参见《中国铁道科学》2002年10月第23卷，第5期，P138 ;作者:田红旗、梁习锋，许平；“列车空气动力性能研究及外形、结构设计方法” 一文，但是现有的动车组从起点站开往终点站时，车头在前，车尾在后，由终点站返回原起点站时，原车头变车尾，原车尾变车头，所以，综合考虑列车头、尾车的头形，以一致为简单。以后就在车头、车尾一致的前提下进行了进一步地研究。经研究表明，参见《中国铁道科学》2003年4月第24卷，第2期，P14;作者:田红旗、高广军；“270km/h高速列车气动力性能研究”一文指出:当头车是单拱头形且尾车是双拱头形编组方式时，列车气动阻力最小，对减小列车气动阻力来说，这种编组方式非常有利；但由于作为固定编组的动车组，其列车头部同时又是尾部，因此，作为头车，单拱头形的气动阻力优于双拱的，作为尾车，双拱头形的气动阻力优于单拱的，而整列车，在减小气动阻力方面单拱头形稍优于双拱头形；因此现有的动车组均设计和制造成一致，即头车与尾车造型一样。为了减小动车组运行中的空气阻力，则主要采取头车加中间车加尾车模型编组，其中头车和尾车采用一致的数据模型和比例模型，利用仿真计算和风洞试验，来遴选出最优的车头方案。《车辆与动力技术》2005年，第3期，P12;作者:康宁，乔军平“尾涡特性对轿车气动阻力影响的研究”中运用商用CFD软件STAR — CD对两种车型的外部流场进行了数值模拟，根据速度矢量图和三维流线图以很清楚地看到在车型的尾部，气流发生了分离，形成了较大尺寸的上下两对旋涡，并且最终合并到一起，延伸到尾流；斜背式车型尾涡卷的较松散，在车身后部耗散得较快，而快背式车型的尾涡卷的较紧，两对尾涡合并为一对尾涡后，一直向车身后方延伸，在车身尾部较长的一段距离内存在，正是由于较强强度的尾涡存在，使得快背式车形的气动阻力较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种轨道车辆伸缩车头及轨道车辆，用于克服现有技术中的缺陷，实现车头和车尾的形状自动变化，减小车辆在运行过程中的阻力。本专利技术提供一种轨道车辆伸缩车头，所述车头由车头前端部和车头体转动连接构成，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；所述单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；所述伸缩构架包括至少两根摆杆，所述摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与所述摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。本专利技术提供的轨道车辆伸缩车头，将车头分成多段伸缩的单元节，前行时，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端的车头动态伸长变化呈扁梭形，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾更是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。本专利技术提供一种轨道车辆，该车辆包括车体和连接在车体两端的车头，所述车头为上述的轨道车辆伸缩车头。本专利技术提供的轨道车辆，由于采用了可伸缩的车头，大大降低了轨道车辆在运行过程中车头和车尾的运行阻力。附图说明图1为本专利技术实施例提供的轨道车辆的示意图；图2为图1中沿A-A向前端车头的剖视图；图3为图1中沿A-A向尾端车头的剖视图；图4为车头鼻锥的局部放大图；图5为图4的右视图；图6为轨道车辆组装完后的状态示意图；图7为轨道车辆由X站点开往Y站点的示意图；图8为轨道车辆由Y站点开往X站点的示意图。具体实施例方式图1为本专利技术实施例提供的轨道车辆的示意图；图2为图1中沿A-A向前端车头的剖视图；图3为图1中沿A-A向尾端车头的剖视图；图4为车头鼻锥的局部放大图；图5为图4的右视图；图6为轨道车辆组装完后的状态示意图；图7为轨道车辆由X站点开往Y站点的示意图；图8为轨道车辆由Y站点开往X站点的示意图；如图1-8所示，本专利技术实施例提供一种轨道车辆伸缩车头，车头由车头前端部I和车头体4转动连接构成，该车头前端部I包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；单元节包括筒状节体、设在该筒状节体10内的伸缩构架和至少一连接杆20 ;伸缩构架3包括至少两根摆杆3a，两根摆杆3a交叉设置且交叉处转动连接，连接杆20 —端固定在筒状节体内壁上，连接杆20另一端与摆杆3a交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。本专利技术提供的轨道车辆伸缩车头，将车头分成多段伸缩的单元节，前行时，如图2所示，前端车头单元节之间收缩呈椭球形，充分发挥了椭球形车头的减阻优势，尾端车头动态伸长变化呈扁梭形，如图3所示，使车尾阻力得以降低，延长后的车尾更是延后了气流分离点，使涡流阻力大大降低。作为上述实施例的优选实施方式，如图4所示，筒状节体的尺寸自车头首端至车头尾端沿车头长度方向依次递增。筒状节体由收缩段11和直筒段12两部分构成，其中所述收缩段11自其端部至靠近直筒段12方向开口逐渐增加。如图2、图3所示，单元节自车头首端至车头尾端依次包括第一单元节la、第二单元节lb、第三单元节lc、第四单元节Id、第五单元节le、第六单元节If和第七单元节lg，设置在上述单元节内的连接杆依次为第一连接杆2a、第二连接杆2b、第三连接杆2c、第四连接杆2d、第五连接杆2e、第六连接杆2f和第七连接杆2g。这样以保证前端车头能够在空气阻力作用下收缩呈椭球状，后端车头随车辆运行动态伸长变化呈扁梭状。更好的符合研究成果，将车辆运行阻力降到最小。在本实施例中，所述连接杆两端固定在所述直筒段内壁。结构简单，易于安装。作为上述实施例的一种变形，如图4、与5所示，伸缩构架包括四根，每两根摆杆3a构成一组，如图5所示，左侧的摆杆为一组，右侧的摆杆为一组，每组中的两根摆杆交叉设置，两组交叉设置的摆杆平行布置在筒状节体内，两组摆杆的端部与端部之间以及交叉处与交叉处之间均通过轴杆3b转动连接。为了增加伸缩构架的稳定性，在筒体单节内壁的顶面、底面及两侧面均设连接杆，两侧面的连接杆分别连接两组摆杆的交叉处，顶面和底面的连接杆分别固定在连接两交叉处的轴杆上。为了限定尾部车头被拉伸的长度，车头体4与车头前端部连接的一端还包括一止挡槽7和至少一所述伸缩构架，止挡槽7开口处设有至少一固定杆8，伸缩构架的两摆杆交叉处与固定杆8中部转动连接，所述摆杆一端部与位于车头尾端单元节的摆杆尾端转动连接，所述摆杆另一端均限定在该止挡槽7内。设在车头体上的摆杆尾端抵至止挡槽7内壁，不能移动时，尾端的伸缩车头前端完成伸长操作。下面以动车组在X站点与Y站点之间行驶为例对伸缩动车头的工作过程进行详细说明:动车组由X站点开往Y站点，参照图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道车辆伸缩车头，所述车头由车头前端部和车头体转动连接构成，其特征在于，该车头前端部包括多个首尾连接呈蜈蚣状的单元节；所述单元节包括筒状节体、设在该筒状节体内的伸缩构架和至少一根连接杆；所述伸缩构架包括至少两根摆杆，所述摆杆交叉设置且交叉处转动连接，所述连接杆一端固定在筒状节体内壁上，另一端与所述摆杆的交叉处转动连接；相邻单元节的摆杆首尾转动连接形成沿车头长度方向能够伸缩的菱形。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧军，康洪军，王广明，李芳，杨永勤，
申请(专利权)人：唐山轨道客车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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