[发明专利]一种用于交通运输车辆的助力装置

说明书

技术领域

本发明涉及陆路交通领域，特别涉及一种用于交通运输车辆的助力装置

背景技术

目前，采用火车、汽车、地铁、轻轨等交通工具进行客运及货运的运输方案已经在经济发展中占用了很重要的地位。采用上述交通工具可以方便、快捷地实现了客运和货运的经济发展要求，但同时也带来了大量的能源消耗，以及环境污染的问题。

为了尽量减少能源的消耗，现有技术下，往往会在交通运输车辆的动力系统、车厢材质等方面进行技术改进，以及在道路环境方面进行改善，这样做虽然取得了明显的节能效果，但其耗费的成本也是可观的。

有鉴于此，需要提供一种新的减少能源消耗的方法，在节省能源的同时，将实现成本维持在一个较低范围内。

发明内容

本发明实施例提供一种用于交通运输车辆的助力装置，，用以在节省能源的同时，降低实现成本。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种用于交通运输车辆的助力装置，包括一组助力挡板，每一个助力挡板用于设置在所述交通运输车辆的顶部，并沿车辆行进方向与车体形成[0，9]度的攻角。

一种交通运输车辆，包括：一组设置在所述交通运输车辆的顶部的助力挡板，每一个助力挡板在车辆行进时沿车辆行进方向与车体形成[0，9]度的攻角。

本发明实施例中，利用空气动力学原理，在高速运行的火车、汽车等陆路交通运输车辆上，加装类似飞机翅膀的装置，使其获得额外的升力，减少了车辆与铁轨、地面之间的摩擦阻力，从而大幅度降低了车辆在电力、油料方面的能源消耗，也减少了对环境的污染，同时，也降低了整体方案的实现成本。

附图说明

图1为本发明实施例中安装有翅膀的车厢结构示意图

图2为本发明实施例中翅膀受力原理示意图；

图3和图4为本发明实施例中升力系数和阻力系数分别与攻角之间的关系示意图；

图5为本发明实施例中车辆低速行驶时翅膀角度示意图；

图6本发明实施例中车辆制动过程中翅膀角度示意图。

具体实施方式

为减少交通运输车辆在行驶时所消耗的能源(如电力、油耗)，本发明实施例中，利用空气动力学的原理，在载重量大，高速运行的交通运输车辆(如火车、汽车等陆路运输工具)的车顶加装若干助力装置，以下实施例中将该装置称为“翅膀”，本实施例中，所谓翅膀，即是一组助力挡板，每一个助力挡板设置在所述交通运输车辆的顶部，并沿车辆行进方向与车体形成[0，9]度的攻角。这样，交通运输车辆在高速运行时，便可获得一定的升力，相当于减轻了交通运输车辆的载重量，从而可以减少其牵引电机、发动机的电力、油料的消耗，进而达到节能，减排，环保的目的。

另外，如果把“翅膀”与制动控制系统相配合，在机车制动时，可以通过把“翅膀”的角度调整为“负角度”，把升力变为空气阻力，达到协助制动的目的，以减少制动距离，一方面可以并减少因此产生的制动刹车系统的磨损，另外，也可以减少紧急情况下的危险概率。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

现有技术下，飞机的翅膀产生的升力可以把飞机托起升空，同理，把这个原理运用到高速行驶的陆路交通运输车辆上，就可以利用产生的升力来抵消一些载重，从而降低交通运输车辆与地面或铁轨间的摩擦阻力，进而达到减少能源消耗的目的。

基于上述原理，参阅图1和图2所示，本发明实施例中，以火车为例，在火车顶部安装翅膀后，将翅膀获得的升力设置为L，将翅膀获得的空气阻力设置为Fd，将翅膀以及安装时使用的相关设备的总重量设置为G，并且假设铁轨与车轮的摩擦系数μ＝0.1(查阅资料所得的数据)，那么上述各参量满足以下公式显示的关系时，本发明的技术方案便是可行的：

(L-G)μ-Fd＞0

研究空气动力学中关于机翼部分的内容可以得知：不同机翼形状，不同攻角(攻角，又称ANGLE OF ATTACK，在本发明实施例中是指翅膀与水平方向产生的角度)的动力学特性是不同的，其升力系数，阻力系数都不一样。本发明实施例中，考虑到制作工艺的简单性，制作成本以及空间局限性等因素，较佳地，采用“平凸型(如图1所示，即下平，上凸的形状)的翅膀，该翅膀的形状、尺寸大小及受力面积可以根据具体应用环境而自行调整设计，只要其展弦比小于设定阈值即可以达到理想的技术效果。所谓展弦比(Aspect Ratio)，是飞机空气动力学的专有名词，其定义为机翼的翼展平方与机翼翼面积的比值：