РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ЗАКРЫТОЙ ПОВОРОТНОЙ ТЕЛЕЖКОЙ

Полезная модель относится к рельсовому транспортном средству с поворотной тележкой, которая закрыта таким образом, что имеется полость для поворотной тележки, которая образована кожухом и смежными с поворотной тележкой стенками в зоне под рельсовым транспортным средством, и с устройством для получения находящегося под давлением воздуха.
Такое рельсовое транспортное средство известно, к примеру, из DE 10 2004 041 090 А1. В частности, у рельсовых транспортных средств, которые применяются в высокоскоростном транспорте, поворотные тележки рельсового транспортного средства для уменьшения аэродинамического сопротивления полностью закрыты. При этом такой кожух, к примеру, частично располагается ниже рамы поворотной тележки, при необходимости, еще с наклоном вверх, на передней или задней стороне поворотной тележки. Вместе с граничащими / смежными стенками рельсового транспортного средства поворотная тележка, таким образом, вставлена в полость. В зависимости от герметичности этой полости она именно при высоких скоростях транспортного средства обтекается окружающим воздухом. Проведённые мимо поворотной тележки большие массы воздуха способствуют тому, что воздух, на который, в частности, ранее не оказывалось воздействие со стороны рельсового транспортного средства, попадает в полость для поворотной тележки и там, вследствие этого, происходит повышение сопротивления движению для рельсового транспортного средства. Это относится, в частности, к первой поворотной тележке в направлении движения рельсового транспортного средства.
К тому же, ограниченная герметичность полости для поворотной тележки имеет недостаток в том, что воздух с частицами загрязнений и/или (зимой) снега попадает в полость для поворотной тележки и попавшие частицы могут там отложиться. Это приводит к повышению затрат на обслуживание и даже к поломкам.
Ограниченная герметичность полости для поворотной тележки имеет, таким образом, отрицательные последствия как для аэродинамического сопротивления рельсового транспортного средства, в частности, когда речь идёт о высокоскоростном транспортном средстве, так и для затрат на обслуживание в зоне поворотных тележек.
Исходя из этого, в основе полезной модели лежит задача усовершенствования рельсового транспортного средства ранее указанного типа таким образом, чтобы уменьшить отрицательные последствия ограниченной герметичности полости для поворотной тележки.
Эта задача решается посредством рельсового транспортного средства, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы полезной модели.
Затем у рельсового транспортного средства ранее указанного типа предусмотрено, что устройство для получения находящегося под давлением воздуха аэродинамически таким образом соединено с воздухозаборным устройством в стенках полости для поворотной тележки, что воздух может закачиваться в полость для поворотной тележки.
Вследствие закачивания находящегося под давлением воздуха в полость для поворотной тележки становится возможным повышение давления внутри полости для поворотной тележки таким образом, что проходящие через полость для поворотной тележки массы воздуха уменьшаются. Уменьшение проходящего через полость потока снижает сопротивление движению. Это сопровождается, таким образом, тем, что внесённое с массами воздуха количество частиц пыли, а зимой снега, также сокращается.
Предусмотренное воздухозаборное устройство может располагаться, к примеру, на размещённом выше поворотной тележки участке плиты днища рельсового транспортного средства. В этом случае находящийся под давлением воздух направляется от расположенного где-либо внутри рельсового транспортного средства места устройства для получения находящегося под давлением воздуха к участку плиты днища, и через предусмотренное воздухозаборное устройство закачивается в полость для поворотной тележки.
Направление течения находящегося под давлением воздуха внутри полости для поворотной тележки ориентировано, в основном, вертикально вниз, в направлении поворотной тележки.
В альтернативном или же в дополненном варианте осуществления стенки полости для поворотной тележки в продольном направлении рельсового транспортного средства могут иметь размещённые перед и за поворотной тележкой перегородки, причём воздухозаборное устройство предусмотрено в, по меньшей мере, одной из перегородок. Такие перегородки располагаются перед или за поворотной тележкой обычно, в основном, в вертикальном направлении. Закаченный через одну или же две перегородки находящийся под давлением воздух проходит затем, в основном, горизонтально вдоль поворотной тележки.
Вне зависимости от направления закачивания воздуха в полость для поворотной тележки, воздухозаборное устройство может быть осуществлено для закачивания воздуха в полость для поворотной тележки на большой площади. В случае закачивания воздуха через участок плиты днища для закачивания воздуха может быть использована, к примеру, вся зона плиты днища, которая располагается выше поворотной тележки. При этом воздухозаборное устройство может иметь форму узора из отверстий, который сформирован на участке плиты днища. Узор из отверстий может быть распределён по плоскости. В альтернативном варианте под устройствами для закачивания могут пониматься также отдельные трубы/сопла, также распределённые по плоскости, один или несколько каналов, или просто большая труба. Все другие типы пропускных устройств (решётки и проч.) также могут применяться для закачивания находящегося под давлением воздуха.
В случае дополнительного, при необходимости, закачивания воздуха через перегородки воздухозаборное устройство может быть осуществлено соответствующим образом в виде узора из отверстий. Этот узор из отверстий может включать в себя большие элементы или же всю поверхность перегородки.
Кроме того, возможно, чтобы воздухозаборное устройство было предназначено для точечного закачивания воздуха в полость для поворотной тележки. В этом случае поперечное сечение закачиваемых масс воздуха ограничено по ширине.
К тому же, может быть предусмотрено, чтобы воздухозаборное устройство было осуществлено в виде входящего в полость для поворотной тележки сопла (или в виде шланга). Таким образом можно также получить повышение давления воздуха в полости для поворотной тележки. Что касается особенно нагруженных зон поворотной тележки, что сопровождается отложением частиц снега зимой, то одно или несколько таких сопел может быть ориентировано также на особенно нагруженные зоны поворотной тележки.
В качестве устройства для получения находящегося под давлением воздуха рассматривается любой имеющийся в распоряжении источник внутри рельсового транспортного средства. Даже одиночный вентилятор, который проводит, к примеру, охлаждающий воздух мимо нагреваемого элемента рельсового транспортного средства, подходит для того, чтобы быть использованным в качестве устройства для получения находящегося под давлением воздуха. В таком случае нагретый охлаждающий воздух после прохождения нагреваемых элементов проводится далее в направлении полости для поворотной тележки, так что через воздухозаборное устройство может закачиваться в полость для поворотной тележки.
К примеру, устройство для получения находящегося под давлением воздуха образовано посредством устройства для выведения воздуха системы кондиционирования рельсового транспортного средства. В альтернативном варианте или в дополнение к этому возможно также, чтобы это устройство было образовано посредством устройства охлаждения трансформатора или выпрямителя тока рельсового транспортного средства. Во всех случаях для осуществления устройства по получению находящегося под давлением воздуха подаваемый к полости для поворотной тележки воздух будет иметь повышенную температуру, так что посредством соответствующего закачивания воздуха, к примеру, через, по меньшей мере, одно сопло, могут быть целенаправленным образом уменьшены отложения снега в зоне поворотной тележки. Происходит таяние попавших в полость для поворотной тележки частиц снега или расплавление имеющихся отложений снега за счёт повышенной температуры находящегося под давлением воздуха.
Побочным эффектом представленного варианта осуществления устройства по получению находящегося под давлением воздуха является то, что соответствующий воздух, по сравнению со своей обычной функцией, выполняет следующую задачу. Необходима лишь одна соответствующая система трубопроводов для подачи воздуха в направлении полости для поворотной тележки.
Устройство для получения находящегося под давлением воздуха может быть настроено таким образом, что получаемое в полости для поворотной тележки давление составляет, по меньшей мере, один бар. В принципе, желательно, если давление внутри полости для поворотной тележки соответствует, по меньшей мере, приложенному давлению воздуха окружающей среды, так как в этом случае подача наружного воздуха в полость для поворотной тележки существенно уменьшается. Так при нормальном давлении снаружи поворотной тележки 101325 Па давление в полости для поворотной тележки может быть больше, чем 101825 Па, предпочтительно больше, чем 102325 Па и особенно предпочтительно больше, чем 102825 Па.
Примеры осуществления полезной модели поясняются далее более детально со ссылкой на чертежи, причём имеющие одинаковые функции элемента сопровождаются одинаковыми ссылочными позициями. На чертежах представлено следующее:
фиг. 1 - схематичный вид поперечного сечения зоны поворотной тележки рельсового транспортного средства в первом варианте осуществления;
фиг. 2 - схематичный вид поперечного сечения зоны поворотной тележки рельсового транспортного средства во втором варианте осуществления;
фиг. 3 - схематичный вид поперечного сечения зоны поворотной тележки рельсового транспортного средства в третьем варианте осуществления;
фиг. 4 - схематичный вид поперечного сечения зоны поворотной тележки рельсового транспортного средства в четвёртом варианте осуществления;
фиг. 5 - схематичный вид поперечного сечения зоны поворотной тележки рельсового транспортного средства в пятом варианте осуществления.
Фиг. 1 представляет зону поворотной тележки рельсового транспортного средства. Поворотная тележка 1 имеет в традиционном варианте раму 2 поворотной тележки, на которой установлены колёса 3 поворотной тележки 1. Поворотная тележка 1 оснащена кожухом 4, который имеет внутренний, расположенный горизонтально под рамой 2 поворотной тележки между колёсами 3 участок 5 и два, расположенных с наклоном вверх перед и за участком 5 на раме 2 поворотной тележки, участка 6. Таким образом, поворотная тележка при помощи кожуха 4 поворотной тележки оказывается закрыта как в направлении вниз, так и по бокам, так что поступающий наружный воздух может попадать внутрь, в основном, только через зазоры между внешними свободными кромками участков 6 кожуха и ближайшей зоной кузова рельсового транспортного средства.
Поворотная тележка 1 располагается в полости 7 для поворотной тележки, которая в направлении вниз ограничена посредством кожуха 4 поворотной тележки. В направлении вверх полость 7 для поворотной тележки ограничена посредством участка 8 плиты днища рельсового транспортного средства, в то время как полость 7 для поворотной тележки сбоку в продольном направлении рельсового транспортного средства образована перегородками 9. Перегородки 9 располагаются вертикально вниз и ограничивают значимый там участок 8 плиты днища в продольном направлении рельсового транспортного средства.
Проходящий через упомянутые ранее зазоры между внешними кромками участков 6 кожуха и кузовом рельсового транспортного средства наружный воздух собирается в полости 7 для поворотной тележки и обуславливает, таким образом, в частности, у высокоскоростных поездов значительное сопротивление движению, причём, к тому же, к примеру, частицы загрязнений заносятся в полость 7 для поворотной тележки.
Для уменьшения сопротивления движению и попадания частиц загрязнений (а зимой и снега) в полость 7 для поворотной тележки закачивается находящийся под давлением воздух. В качестве источника находящегося под давлением воздуха рассматриваются, в принципе, все устройства рельсового транспортного средства, которые генерируют своего рода отводимый воздух. Находящийся под давлением воздух может производиться также «традиционной» установкой для выработки сжатого воздуха, к примеру, главным воздушным компрессором (производит сжатый воздух для тормозной системы и проч.). К тому же, возможно создание особой дополнительной установки лишь для этой цели, когда, к примеру, есть желание целенаправленным образом предотвратить наслоение снега. С точки зрения сопротивления движению такой принцип действия, однако, предполагал бы наличие недостатков. Примерами устройства 10 для получения находящегося под давлением воздуха являются различные охлаждающие аппараты рельсового транспортного средства, к примеру, устройство охлаждения трансформатора или устройство охлаждения выпрямителя тока, которые обычно располагаются под рельсовым транспортным средством и находятся, таким образом, вблизи поворотной тележки 1. Устройство 10 для получения находящегося под давлением воздуха может быть образовано, однако, также посредством устройства для выведения воздуха системы кондиционирования рельсового транспортного средства, которое обычно чаще всего находится в зоне крыши рельсового транспортного средства. В зависимости от типа используемого устройства 10 для получения находящегося под давлением воздуха необходимо формировать аэродинамические соединения с полостью 7 для поворотной тележки. В примере осуществления в соответствии с фиг. 1 система 11 трубопроводов находится между устройством 10 для получения находящегося под давлением воздуха и в представленном примере осуществления двумя воздухозаборными устройствами 11, которые располагаются в зоне участка 8 плиты днища. Воздухозаборное устройство 11 может быть реализовано, к примеру, в форме узора из отверстий. Узоры из отверстий располагаются по всему участку 8 плиты днища, который образует верхнюю стенку полости 7 для поворотной тележки, за исключением центральной зоны, в которой находятся поперечный несущий элемент рамы 2 поворотной тележки, а также вторичное подрессоривание для рельсового транспортного средства. Благодаря этому, происходит закачивание находящегося под давлением воздуха на большой поверхности. Закачивание воздуха способствует тому, что преобладающее внутри полости 7 для поворотной тележки давление повышается. Следствием этого является то, что за пределами негерметичности полости 7 для поворотной тележки на поверхности выхода воздуха в окружающую среду образуется воздушная подушка, которая уменьшает проникновение наружного воздуха в полость 7 для поворотной тележки и, таким образом, также сопротивление движению поворотной тележки 1. Одновременно снижается поступление частиц загрязнения или снега в полость 7 для поворотной тележки. В отношении типа используемого устройства 10 для получения находящегося под давлением воздуха следует принимать во внимание тот факт, что во всех представленных примерах осуществления имеет место воздух повышенной температуры, так что при эксплуатации рельсового транспортного средства зимой уже напластованный снег может расплавиться в полости 7 для поворотной тележки и, таким образом, может быть, по меньшей мере, частично удалён.
Проиллюстрированные на основании фиг. 2-5 варианты осуществления вместе с пояснёнными на фиг. 1 свидетельствуют о том, что закачивание находящегося под давлением воздуха используется для того, чтобы создавать в полости 7 для поворотной тележки воздушную подушку, которая противодействует проникновению наружного воздуха. Модификации обнаруживаются, в первую очередь, в вариантах реализации закачивания находящегося под давлением воздуха. На фиг. 2 устройство 10 для получения находящегося под давлением воздуха соединено с воздухозаборными устройствами 12, которые предусмотрены в перегородках 9 полости 7 для поворотной тележки. Здесь закачивание находящегося под давлением воздуха осуществляется, таким образом, в горизонтальном направлении вдоль рельсового транспортного средства в полость 7 для поворотной тележки.
В примере осуществления в соответствии с фиг. 3 закачивание воздуха через перегородку 9 осуществляется на большой площади, то есть, по всей ширине и высоте перегородки 9, в то время как на фиг. 4 закачивание осуществляется точечно, то есть, к примеру, через зону 13, которая располагается менее, чем на 25% поверхности перегородки 9. Закачивание находящегося под давлением воздуха производится на фиг. 3 при помощи рассчитанного соответствующим образом воздухозаборного устройства 14, а на фиг. 4 посредством рассчитанного соответствующим образом воздухозаборного устройства 15.
В варианте осуществления в соответствии с фиг. 5 находящийся под давлением воздух, опять же произведённый устройством 10 и поданный к полости 7 для поворотной тележки через систему 11 трубопроводов, закачивается через входящее в полость 7 для поворотной тележки сопло 16. При этом изображённое сопло 16 замещает собой возможное большое количество аналогичных сопел, которые могут быть направлены на зоны поворотной тележки, которые особенно подвержены отложениям загрязнений и/или снега. Сопло 16 может быть, к примеру, посредством участка шланга подсоединено к системе 11 трубопроводов.
Все представленные варианты осуществления объединены тем, что аэродинамическое сопротивление рельсового транспортного средства, в частности, аэродинамическое сопротивление высокоскоростного транспорта, уменьшено. Это достигается, в принципе, посредством значительно более благоприятного, с меньшим сопротивлением, обтекания поворотной тележки произведённым со стороны транспортного средства, находящимся под давлением воздухом. Следует отметить, к тому же, что закачанный для охлаждения других компонентов или для системы кондиционирования рельсового транспортного средства и, тем самым, нейтральный к сопротивлению при последующем применении, воздух используется повторно, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление и способствовать аэродинамической защите против загрязнения полости 7 для поворотной тележки.