一种列车用受电弓结构制造技术

本发明专利技术公开了一种列车用受电弓结构，包括臂杆，所述臂杆水平截面为沿横向宽度先增加后逐渐收缩的翼型结构，且所述臂杆背风侧曲面沿臂杆轴向不断起伏。本发明专利技术的列车用受电弓结构具有降低气动噪声及阻力、提升受电弓运行横向稳定性能等优点。稳定性能等优点。稳定性能等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种列车用受电弓结构


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种列车用受电弓结构。

技术介绍

[0002]电力轨道列车在线路上运行时，需要从线路上方接触网中获取电能，以驱动列车运行。而受电弓作为获取能量的重要结构，其在列车运行过程的气动特性备受关注。受电弓往往直接安装于列车顶部，其臂杆结构更是直接暴露于空气中，因此在列车运行时会产生严重的气动噪声现象，同时伴随一定的气动阻力。而现有受电弓臂杆多为圆柱结构，在其下游流场处会存在类似卡门涡街的尾流失稳现象，导致受电弓存在一定的横向振动，并严重影响列车在较高运营速度下的正常运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有效降低气动噪声、提升臂杆横向稳定性并保证列车运行性能的列车用受电弓结构。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0005]一种列车用受电弓结构，包括臂杆，所述臂杆水平截面为横向宽度沿风向先增加后逐渐收缩的翼型结构，且所述臂杆背风侧曲面沿臂杆轴向不断起伏。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述臂杆截面翼型为对称结构。
[0008]沿所述臂杆轴向的一个起伏结构中，定义背风侧最高点处水平截面为第一翼型截面，背风侧最低点处水平截面为第二翼型截面，所述臂杆背风侧由第一曲面从第二翼型截面衔接至第一翼型截面，由第二曲面从第一翼型截面衔接至第二翼型截面，第一曲面和第二曲面在臂杆背风侧均内凹，使所述起伏结构最高点、即第一翼型截面的顶点处呈齿尖结构。
[0009]所述臂杆相对竖直方向倾斜设置，且其轴向在水平面上投影与风向平行；各所述第一翼型截面和第二翼型截面在迎风侧的端点连线与臂杆轴向平行，以使所述齿尖结构指向背风侧。
[0010]所述臂杆在与列车运行方向平行的竖直平面上的投影为齿尖指向背风侧的锯齿状结构。
[0011]包括上臂、下臂和铰接座，所述上臂与下臂通过铰接座连接，上臂端部连接用于取电的弓头，下臂端部连接车载底座，上臂和下臂的杆身为所述臂杆结构。
[0012]所述上臂和弓头通过铰接结构活动连接。
[0013]所述下臂和车载底座通过铰接结构活动连接。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0015]本专利技术的列车用受电弓结构，其臂杆截面不再是常规圆形截面，而是横向宽度沿风向先增加后收缩的翼型结构，且臂杆背风侧曲面沿臂杆的轴向不断起伏。这种翼型截面
相比于现有圆柱表面来说，能够有效引导受电弓臂杆背风侧区域的空气流动，通过背风侧逐渐收窄的翼型结构调整尾部气流，延缓高速气流在受电弓弓臂迎、背风侧产生的强流动分离，减弱臂杆后部的卡门涡街现象，并削弱受电弓弓臂的横向振动情况。同时，背风侧曲面沿臂杆轴向不断起伏，起伏结构对臂杆背风侧气流起到进一步整流作用，并产生反向涡结构，降低受电弓背风侧涡结构含有的高频能量，进而降低受电弓在列车运行过程中产生的气动噪声及气动阻力，提高列车运行稳定性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的列车用受电弓结构中臂杆的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术的列车用受电弓结构的平面示意图；
[0018]图3是本专利技术的列车用受电弓结构的立体示意图；
[0019]图4是本专利技术的臂杆与常规圆柱状臂杆对比下的尾流流速云图；
[0020]图5是本专利技术的臂杆与常规圆柱状臂杆对比下的尾流涡量云图；
[0021]图6是本专利技术的臂杆与常规圆柱状臂杆对比下背风侧气体流动示意图。
[0022]图例说明：1、臂杆；11、第一曲面；12、第二曲面；13、齿尖结构；2、上臂；3、下臂；4、铰接座；5、弓头；6、车载底座。
具体实施方式
[0023]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0024]实施例：
[0025]如图1所示，本实施例的列车用受电弓结构，包括臂杆1，臂杆1水平截面为横向宽度沿风向先增加后逐渐收缩的翼型结构，且臂杆1背风侧曲面沿臂杆1轴向不断起伏。相比现有圆柱结构表面，本实施例中翼型截面能够有效引导受电弓臂杆背风侧区域的空气流动，通过背风侧逐渐收窄的翼型结构调整尾部气流，延缓高速气流在受电弓弓臂迎、背风侧的强流动分离，减弱臂杆后部的卡门涡街现象，并削弱受电弓弓臂的横向振动情况。如图6所示，图6上为常规圆柱臂杆，图6下为本实施例的翼型结构臂杆1，气流方向如图中带箭头线形所示。同时，背风侧曲面沿臂杆轴向不断起伏，起伏结构对臂杆背风侧气流起到进一步整流作用，并产生反向涡结构，降低受电弓背风侧涡结构含有的高频能量，进而降低受电弓在列车运行过程中产生的气动噪声及气动阻力，提高列车运行稳定性。
[0026]本实施例中，臂杆1截面翼型为对称结构，且沿臂杆1轴向的一个起伏结构中，定义背风侧最高点处水平截面为第一翼型截面，背风侧最低点处水平截面为第二翼型截面，如图1中断点较稀疏的虚线所示。两翼型截面以翼型最宽处短轴对长轴进行划分，其中长轴迎风侧部分长度相同，即两翼型截面位于臂杆迎风侧的结构相同；长轴背风侧部分长度不同，且第一翼型截面背风侧长度为第二翼型截面背风侧长度的二倍。构建臂杆1形状时以该两个沿轴向排布的截面约束以得到锯齿状起伏结构，并臂杆1背风侧由第一曲面11从第二翼型截面衔接至第一翼型截面，由第二曲面12从第一翼型截面衔接至第二翼型截面。如图1所示，相对两翼型截面在背风侧端点之间的连线(图1中断点较密集的虚线)，第一曲面11和第二曲面12在臂杆1背风侧均内凹，使起伏结构最高点、即第一翼型截面的顶点处呈齿尖结构
13。如图4所示，相比于采用原始柱状的受电弓臂杆，采用翼型结构的受电弓臂杆背风侧的流动分离现象有了明显减弱。
[0027]本实施例中，臂杆1相对竖直方向倾斜设置，且臂杆1轴向在水平面上投影与风向平行；各第一翼型截面和第二翼型截面在迎风侧的端点连线与臂杆1轴向平行，以使齿尖结构13指向背风侧，从而使臂杆1在与列车运行方向平行的竖直平面上的投影为齿尖指向背风侧的锯齿状结构。流向背风侧的气流沿第一曲面11流动至齿尖结构13后，如图5所示，在齿尖处产生明显的反向涡旋。在反向涡旋作用下，受电弓臂杆1背风侧涡旋及涡结构含有的高频能量降低，从而降低了受电弓臂杆1处的气动噪声现象对列车运行及线路周围环境造成的干扰。
[0028]本实施例中，如图1至图3所示，受电弓结构包括上臂2、下臂3和铰接座4，上臂2与下臂3通过铰接座4活动连接，上臂2端部连接用于取电的弓头5，下臂3端部连接车载底座6，上臂2和下臂3的杆身为臂杆1结构。上臂2和下臂3的臂杆1结构可以不完全一致，二者可以依据需要设置为独立的形状结构，且上臂2中各起伏结构以及下臂3中各起伏结构之间也可以不完全一致，均可独立设置各自形状结构，但总体满足存在锯齿状起伏结构及明显的齿尖结构13。
[0029]本实施例中，上臂2和下臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车用受电弓结构，其特征在于：包括臂杆(1)，所述臂杆(1)水平截面为横向宽度沿风向先增加后逐渐收缩的翼型结构，且所述臂杆(1)背风侧曲面沿臂杆(1)轴向不断起伏。2.根据权利要求1所述的列车用受电弓结构，其特征在于：所述臂杆(1)截面翼型为对称结构。3.根据权利要求1所述的列车用受电弓结构，其特征在于：沿所述臂杆(1)轴向的一个起伏结构中，定义背风侧最高点处水平截面为第一翼型截面，背风侧最低点处水平截面为第二翼型截面，所述臂杆(1)背风侧由第一曲面(11)从第二翼型截面衔接至第一翼型截面，由第二曲面(12)从第一翼型截面衔接至第二翼型截面，第一曲面(11)和第二曲面(12)在臂杆(1)背风侧均内凹，使所述起伏结构最高点、即第一翼型截面的顶点处呈齿尖结构(13)。4.根据权利要求3所述的列车用受电弓结构，其特征在于：所述臂杆(1)相对竖直方向倾斜设置，且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：高广军，商雯斐，王家斌，张琰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：