СРЕДСТВО ТУРБУЛИЗАЦИИ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА ПОД КАРКАСОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
ENERGISER OF AIRFLOW UNDER RAILWAY CAR FRAME

Изобретения относится к железнодорожному вагону, имеющему по меньшей мере одну нишу для размещения в ней опорной тележки в по существу поперечном направлении в указанной нише.
Железнодорожные вагоны опираются на по меньшей мере две тележки, которые расположены в двух нишах, выполненных в каждой крайней части каркаса железнодорожного вагона.
Такие ниши создают возмущения воздушного потока, проходящего под железнодорожным вагоном при перемещении этого вагона, в частности, с высокой скоростью. Эти возмущения появляются, когда воздух попадает в ниши, и они создают шум, мешающий населению снаружи железнодорожного вагона. Эта проблема становится особенно острой, когда железнодорожный вагон перемещается в черте города или в населенных зонах.
Для устранения этого недостатка, как правило, в ниши, предназначенные для размещения тележек, помещают звукопоглощающий материал. Однако добавление таких материалов не обеспечивает оптимального поглощения звука и к тому же существенно увеличивает массу железнодорожного вагона. Кроме того, эти материалы дороги и усложняют изготовление каркаса, поскольку требуют увеличения числа производственных этапов. С другой стороны, различные загрязнения, такие, например, как пыль от тормозных колодок, могут скапливаться в нише тележки и со временем могут снизить эффективность материалов этого типа. Наконец, присутствие материалов этого типа усложняет техническое обслуживание тележки и элементов, расположенных в нише.
Одной из задач настоящего изобретения является устранение этих недостатков путем создания железнодорожного вагона, в котором шум, создаваемый возмущениями воздушного потока под каркасом, эффективно снижается без добавления в ниши специальных материалов.
Указанная задача решена в железнодорожном вагоне вышеуказанного типа, в котором каркас содержит по меньшей мере одно средство турбулизации, изменяющее форму указанной ниши или ее окружения, при этом указанное средство выполнено с возможностью изменения вихревых потоков воздуха, образующихся в нише при перемещении железнодорожного вагона.
При этом ниша содержит переднюю стенку и заднюю стенку по отношению к направлению перемещения железнодорожного вагона, расположенные по существу вертикально по существу в поперечном направлении, а тележка расположена между указанными стенками, при этом указанное средство турбулизации выполнено на передней стенке или вблизи нее.
Средство турбулизации содержит по меньшей мере один вырез, выполненный в передней стенке по существу в продольном направлении и проходящий через нижний край этой передней стенки.
Вырез начинается от по существу горизонтальной нижней поверхности, образующей угол с нижним ребром передней стенки, и выходит на переднюю стенку, устраняя непрерывность острого ребра, образованного указанным углом.
Длина выреза по существу находится в пределах от 50 мм до 200 мм, а преимущественно составляет около 100 мм.
Средство турбулизации может содержать множество вырезов, распределенных по передней стенке.
Кроме того, средство турбулизации может содержать шероховатую поверхность, выполненную на нижней поверхности каркаса вблизи передней стенки.
Средство турбулизации также может содержать по меньшей мере один элемент, выступающий из нижней поверхности каркаса вблизи передней стенки.
Средство турбулизации может содержать множество элементов, выступающих из нижней поверхности каркаса вблизи передней стенки, придавая нижнему краю передней стенки зубчатую форму.
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично показана передняя часть железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением, вид в разрезе;
на фиг.2 схематично показана часть ниши для размещения тележки в соответствии с настоящим изобретением, вид снизу в перспективе.
В дальнейшем термины «продольный», «поперечный», «верхний», «нижний» и т.д. следует рассматривать относительно обычных направлений железнодорожного вагона, находящегося на рельсах, а термин «передний» и «задний» следует рассматривать относительно направления движения этого железнодорожного вагона.
Как показано на фиг.1, железнодорожный вагон 1 содержит каркас 2, формирующий нижнюю часть железнодорожного вагона. Каркас содержит по существу горизонтальную нижнюю поверхность 4, расположенную напротив рельсов, по которым движется железнодорожный вагон 1.
В нижней поверхности 4 каркаса 2 в продольной крайней части железнодорожного вагона 1 выполнена ниша 6. Эта ниша 6 предназначена для размещения в ней тележки 8, на которую опирается каркас 2. Аналогичная ниша выполнена также в другой продольной крайней части железнодорожного вагона для размещения другой тележки. Для упрощения описания показана только одна ниша 6. На тележке 8 установлена ось или оси, на которых установлены колеса 10 железнодорожного вагона 1, как показано на фиг.1.
Ниша 6 по существу имеет форму параллелепипеда и содержит нижний проем 12 для прохождения колес 10, от которого начинаются две по существу вертикальные стенки:
передняя стенка 14 и задняя стенка 16. В качестве варианта между передней и задней стенками могут располагаться две боковые стенки 18, размер которых по вертикали зависит от типа железнодорожного вагона. Эти боковые стенки обычно называют «обтекателем тележки». Передняя 14 и задняя 16 стенки расположены по существу в поперечном направлении. Тележка 8 расположена между этими стенками и параллельно им. Боковые стенки 18 расположены по существу в продольном направлении от передней стенки 14 до задней стенки 16.
Каркас 2 содержит средство турбулизации, изменяющее форму ниши 6 или ее окружения. Это средство выполнено с возможностью изменения вихревых потоков воздуха, образующихся в нише при перемещении железнодорожного вагона.
Передняя стенка 14, то есть стенка, расположенная ближе к передней части железнодорожного вагона, содержит вырезы 20, распределенные вдоль передней стенки 14. Эти вырезы 20 выполнены по существу в продольном направлении и проходят через нижнее ребро 22 указанной передней стенки, создавая разрывы в этом нижнем ребре 22, как показано на фиг.2. Вырезы 20 имеют сечение по существу треугольной формы, как показано на фиг.1, то есть они начинаются от нижней поверхности 4 и выходят вверх в переднюю стенку 14, устраняя непрерывность острой кромки, образованной нижним ребром 22 между нижней поверхностью 4 и передней стенкой 14. Таким образом, каждый вырез 20 содержит наклонную стенку 24, проходящую от нижней поверхности 4 до передней стенки 14. Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.2, средство турбулизации содержит пять вырезов 20, каждый из которых имеет длину, как правило, находящуюся в пределах от 50 до 200 мм. Как вариант, длина вырезов составляет примерно 100 мм или больше.
За счет устранения непрерывности ребра, образованного нижним краем 22 передней стенки, эти вырезы позволяют разрушить последовательное и интенсивное «вихреобразование», образующееся при движении железнодорожного вагона 1. Это вихреобразование создается воздушным потоком, проходящим под каркасом 2, попадая в нишу 6 при движении железнодорожного вагона и создавая нежелательный шум.
Согласно варианту выполнения, только расположенная в передней крайней части железнодорожного вагона 1 ниша 6 содержит такое средство турбулизации. Согласно другому варианту выполнения, каждая ниша содержит такое средство турбулизации.
Согласно не показанному на фигурах варианту выполнения, каркас 2 может содержать средство турбулизации в виде материала с сильной шероховатостью, расположенного на нижней поверхности 4 каркаса вблизи передней стенки 14. Этот материал тоже создает возмущения воздушного потока, проходящего под каркасом и изменяя вихреобразование в нише 6. Такая шероховатая поверхность может быть использована сама по себе или в комбинации с вышеупомянутыми вырезами 20.
Согласно еще одному не показанному на фигурах варианту выполнения, имеются элементы по существу призматической формы, выступающие из нижней поверхности 4, устраняя непрерывность ребра, образованного нижним краем 22. Эти элементы по существу равномерно распределены в поперечном направлении и имеют длину, например, около 100 мм. Такие элементы тоже позволяют изменить вихреобразование в нише 6 при движении железнодорожного вагона. Этот элемент или эти элементы придают нижнему ребру 22 зубчатую форму.
Описанное выше изобретение позволяет эффективно снижать шумы, создаваемые в нише 6 для размещения тележки, действуя на воздушный поток в нише при движении железнодорожного вагона, вместо поглощения этого шума уже после его создания. Таким образом, согласно изобретению устраняется источник шума аэродинамического происхождения. Это является наиболее предпочтительным, так как не требуется добавление звукоизоляционных материалов в нише для размещения тележки. Таким образом, для эффективного снижения шумов, возникающих при движении железнодорожного вагона, не требуется увеличение массы. Кроме того, снижается стоимость и сокращается время производства.