具有通風系統的車輛的製作方法

2023-06-01 22:23:46 4

本實用新型涉及一種具有通風系統的車輛、尤其軌道車輛，例如鐵路列車，以及本實用新型涉及一種用於控制車輛的通風系統的方法。

背景技術：

在軌道車輛、尤其鐵路列車較長的情況下，其中所述軌道車輛通過多個彼此耦聯的並且以空氣流動的方式彼此連接的車廂形成，存在如下問題：在制動或者加速時在軌道車輛的車輛內部中能夠出現貫通氣流。這種貫通氣流會被位於軌道車輛中的車輛乘員或乘客感知為幹擾性的。貫通氣流在物理上基於位於軌道車輛的車輛內部中的空氣柱的慣性，所述空氣柱相對於軌道車輛在軌道車輛制動時沿著行駛方向向前移動，而在軌道車輛加速時逆著行駛方向向後移動。

技術實現要素：

本實用新型基於如下目的：提出一種車輛，其中與在預先已知的車輛中相比，在加速或者制動時出現的貫通氣流的問題完全不出現或者至少不顯著地出現。

該目的根據本實用新型通過一種具有通風系統的車輛實現，所述通風系統具有至少兩個能控制的空氣流通裝置，所述空氣流通裝置沿著所述車輛的縱向方向錯開地設置，並且所述空氣流通裝置分別與車輛內部和所述車輛的周圍環境直接或間接連接，並且控制裝置與所述空氣流通裝置連接，所述控制裝置設計為，使得所述控制裝置根據相應的行駛情況控制能控制的所述空氣流通裝置。根據本實用新型的車輛的有利的設計方案在下文中說明。

據此，根據本實用新型提出：通風系統具有至少兩個能控制的空氣流通裝置，所述空氣流通裝置沿著車輛的縱向方向錯開地設置並且分別與車輛內部和所述車輛的周圍環境直接或間接連接，並且控制裝置與空氣流通裝置連接，所述控制裝置設計為，使得所述控制裝置根據相應的行駛情況控制能控制的空氣流通裝置。

根據本實用新型的車輛的主要優點在於：通過根據本實用新型提出的在車輛的縱向方向上錯開的空氣流通裝置，可行的是，在加速或者制動時抵消貫通氣流在車輛內部出現。換句話說，能夠藉助於空氣流通裝置將存在於車輛內部中的空氣柱的由慣性引起的運動的上述效果最小化。

視為尤其有利的是，控制裝置設計為，使得所述控制裝置通過對能控制的空氣流通裝置的控制減小在車輛速度改變時在車輛內部出現的貫通氣流。

為了尤其簡單地實現空氣流通裝置的與行駛情況相關的控制，有利的是，控制裝置包括存儲器，在所述存儲器中存儲有與行駛情況相關的控制參數和/或與行駛情況相關的控制曲線，所述控制參數和/或所述控制曲線確定對沿著車輛的縱向方向的空氣流通裝置的控制。

優選地，在控制裝置中保存有至少一個控制曲線，所述控制曲線在車輛起動時確定對能控制的空氣流通裝置的控制。

附加地或者作為替選方案，在控制裝置中優選保存有至少一個控制曲線，所述控制曲線在車輛停車時確定對能控制的空氣流通裝置的控制。

作為替選方案或者附加地，在控制裝置中能夠保存有與參數相關的控制曲線，所述控制曲線考慮表示車輛的相應的加速度或者減速度的值作為參數。

在一個尤其優選的設計方案中提出：空氣流通裝置是空氣流入裝置，所述空氣流入裝置能夠使空氣流入到車輛內部中，並且所述空氣流入裝置的進入到車輛內部中的空氣輸送體積是可通過控制裝置控制的。在該設計方案中，有利的是，控制裝置設計為，使得在車輛制動時，所述控制裝置通過沿著行駛方向位於前部的空氣流入裝置流入到車輛內部中的空氣與通過沿著行駛方向相應位於更後部的空氣流入裝置流入到車輛內部中的空氣相比更多。也有利的是，控制裝置設計為，使得在車輛加速時，與通過沿著行駛方向相應位於更前部的空氣流入裝置相比，所述控制裝置通過沿著行駛方向位於更後部的空氣流入裝置使更多的空氣流入到車輛內部中。

在另一尤其優選的設計方案中提出：空氣流通裝置是空氣流出裝置，所述空氣流出裝置能夠使空氣從車輛內部流出並且，所述空氣流出裝置的流出車輛內部的空氣輸送體積可通過控制裝置控制。在該設計方案中有利的是，控制裝置設計為，使得在車輛制動時，所述控制裝置通過沿著行駛方向位於前部的空氣流出裝置與通過沿著行駛方向相應位於更後部的空氣流出裝置相比使更少的空氣從車輛內部中流出。也有利的是，控制裝置設計為，使得在車輛加速時，所述控制裝置通過沿著行駛方向位於後部的空氣流出裝置與通過沿著行駛方向相應位於更前部的空氣流出裝置相比使更少的空氣從車輛內部中流出。

也能夠提出：空氣流通裝置中的一些是空氣流出裝置，而另一些是空氣流入裝置；在這種情況下所述控制類似於上文所闡述地進行。

空氣流通裝置、尤其空氣流出裝置和空氣流入裝置，優選是主動式裝置，所述主動式裝置配設有通風器或者主動式活門。

本實用新型除此之外涉及一種用於控制車輛的通風系統的方法。

根據本實用新型，關於這種方法提出：通風系統的至少兩個能控制的空氣流通裝置根據相應的行駛情況來控制，所述空氣流通裝置沿著車輛的縱向方向錯開地設置，並且所述空氣流通裝置分別與車輛內部和車輛的周圍環境直接或間接連接。

關於根據本實用新型的方法的優點應參見結合根據本實用新型的車輛的上述實施方案，因為根據本實用新型的方法的優點基本上對應於根據本實用新型的車輛的優點。

在所述方法的一個尤其有利的設計方案中提出：所述控制根據與行駛情況相關的控制參數和/或與行駛情況相關的控制曲線來進行，並且通過對能控制的空氣流通裝置進行控制來抵消在車輛內部的貫通氣流，所述貫通氣流在車輛速度改變時由於存在於車輛內部中的空氣柱的慣性而出現，所述控制曲線確定對沿著車輛的縱向方向的空氣流通裝置的控制。

附圖說明

接下來根據實施例詳細闡述本實用新型；在此示例性地示出：

圖1示出在制動時不要求保護的軌道車輛，用於總體上說明本實用新型所基於的問題，

圖2示出在制動時根據圖1的軌道車輛內部的壓力情況，

圖3示出根據本實用新型的呈軌道車輛形式的一個實施例，所述軌道車輛配設有能控制的空氣流通裝置，所述能控制的空氣流通裝置呈能控制的空氣流出裝置形式，

圖4示出控制曲線的一個實施例，所述控制曲線能夠用於針對制動操縱行為的情況控制根據圖3的軌道車輛的能控制的空氣流出裝置，

圖5示出控制曲線的一個實施例，所述控制曲線能夠用於在加速時控制根據圖3的軌道車輛的能控制的空氣流出裝置，

圖6示出根據本實用新型的呈軌道車輛形式的車輛的一個實施例，所述軌道車輛配設有能控制的空氣流通裝置，所述能控制的空氣流通裝置呈能控制的空氣流入裝置形式，

圖7示出控制曲線的一個實施例，所述控制曲線能夠針對制動操縱行為的情況在根據圖6的軌道車輛中用於控制能控制的空氣流入裝置，

圖8示出控制曲線的一個實施例，所述控制曲線能夠用於在加速時用於控制根據圖6的軌道車輛的能控制的空氣流入裝置，以及

圖9進一步以細節示出控制裝置的一個實施例，所述控制裝置適合於控制根據圖3和6的軌道車輛的能控制的空氣流通裝置。

在附圖中出於概覽的原因對於相同的或者相似的部件始終使用相同的附圖標記。

具體實施方式

圖1示出軌道車輛10，所述軌道車輛能夠是鐵路列車，所述鐵路列車由多個彼此耦聯的單一車廂構成。在圖1中僅示出軌道車輛10中的沿著行駛方向F位於前部的車輛頭部11以及沿著行駛方向位於後部的車輛尾部12。

軌道車輛10設有空調設備100，所述空調設備實現對軌道車輛10 的車輛內部的空氣調節並且為此允許或者控制進入到車輛內部中的空氣流Q。

由於在軌道車輛10的單一車廂之間的可穿流空氣的車廂過渡部，能在整個軌道車輛10中進行空氣交換，使得在軌道車輛10制動時引起沿著行駛方向F的貫通氣流L，即與軌道車輛10的在圖1中以具有附圖標記X的箭頭表示的縱向方向相反的貫通氣流L。在軌道車輛10起動或者加速時貫通氣流L的方向是相應相反的。

貫通氣流L在物理上基於位於軌道車輛10的車輛內部中的空氣柱的慣性並且基於如下狀態：軌道車輛10並非是氣密密封的並且由於不密封性空氣能夠進入到軌道車輛10中或者從該軌道車輛離開，如在圖1中通過具有附圖標記A和E的箭頭所表明的那樣。

如果在沿著行駛方向F行駛時引起軌道車輛10的制動，那麼位於車輛內部中的空氣柱在圖1中向左移動並且出現以附圖標記L表示的貫通氣流。該貫通氣流L是可能的，因為在車輛尾部12的區域中空氣沿著箭頭方向E進入到軌道車輛10中，並且在車輛頭部11的區域中能夠沿著箭頭方向A離開。

由於貫通氣流L，(根據軌道車輛10的密封性)引起沿著軌道車輛10的縱向方向X的壓力分布P(x)，如示例性地在圖2中所示出的那樣。可以看到，在車輛頭部11的區域中出現超壓，即如下壓力，所述壓力大於在軌道車輛的車輛中部中的壓力。據此在軌道車輛10的車輛尾部12的區域中引起低壓，即如下壓力，所述壓力小於軌道車輛10的中部中的壓力。在圖2中，在軌道車輛10的中部中出現的壓力以附圖標記Pm表示。

因為軌道車輛內部的貫通氣流令人感覺不愉快，所以致力於將貫通氣流L減小到最小或者(儘可能地)抵消所述貫通氣流。

圖3示出軌道車輛10的一個實施例，所述軌道車輛是四節式的並且除了車輛頭部11和車輛尾部12外還具有兩個中間車廂13。為了減小貫通氣流L(參見圖1)，在制動或者加速時，軌道車輛10配設有呈能控制的空氣流出裝置21至28形式的能控制的空氣流通裝置以及控制能控制的空氣流出裝置的控制裝置20。

控制裝置30和空氣流出裝置21至28之間的連接出於概覽的原因在圖3中未詳盡地示出。通過控制裝置30的控制優選以電的方式藉助於在圖3中未示出的電控制線路來進行。作為替選方案，也可以考慮其它類型的控制(例如氣動途徑或者光學途徑)。

空氣流出裝置21至28根據個別化的控制所允許的空氣輸送體積在圖3中通過具有附圖標記L1至L8的箭頭表示，個別化的控制通過控制裝置30進行。

如果根據圖3的軌道車輛10沿著行駛方向F運動並且在此制動，那麼引起車輛內部的空氣柱的運動，如這結合圖1在上文中已經示例性地闡述的那樣。為了避免或者至少減少貫通氣流L(參見圖1)的出現，控制裝置30個別化地控制能控制的空氣流出裝置21至28，更確切地說，根據軌道車輛10內部的相應位置個別化地控制所述空氣流出裝置並且通過通過局部分布的離開車輛內部的空氣出口嘗試抵消根據圖1的貫通氣流L。

圖4示出控制曲線SP(x)的一個實施例，所述控制曲線適合於在制動操縱行為的情況下通過控制裝置30控制空氣流出裝置21至28。所示出的是沿著軌道車輛10的縱向方向X錯開地或者間隔開地設置的能控制的空氣流出裝置21至28的空氣流出速率。可以看到，為了在軌道車輛10制動時抵消貫通氣流L(參見圖1)，控制裝置30控制空氣流出裝置21至28，使得位於車輛尾部12的區域中的或者位於軌道車輛10的後部部分中的空氣流出裝置與位於車輛頭部11的區域中或者軌道車輛10的前部部分中的空氣流出裝置相比具有更大的空氣流出速率。

在軌道車輛10制動時，這兩個前部的空氣流出裝置21和22的空氣流出速率例如能夠採用值W1＝0。空氣流出速率優選沿著軌道車輛10的縱向方向X提高並且例如在車輛尾部12的區域中達到值W7。中部的空氣流出裝置23至27的空氣流出速率在圖4中以附圖標記W2至W6表示。

根據圖4的控制曲線SP(x)示例性地涉及軌道車輛10的多個可能的制動操縱行為中的一個；針對不同的制動操縱行為(例如緩慢地駛入車站，暢通無阻地駛入車站，由於所允許的最高速度的減小而降低速度，緊急制動)，優選在控制裝置10中保存有不同的控制曲線SP(x)，使得根據所執行的或待執行的制動操縱行為能夠選擇匹配的或者分別最佳匹配的控制曲線SP(x)。

在軌道車輛10加速或者起動時，(由於空氣柱的慣性和軌道車輛10的不密封性)以相應的方式在軌道車輛10的內部出現沿著相反方向的貫通氣流。為了即使在加速時也避免顯著的貫通氣流，空氣流出裝置21至28在根據圖3的軌道車輛10中在加速時相應相反地控制，如圖5中的控制曲線SP(x)示例性示出的那樣。可以看到，為了抵消加速時的貫通氣流，沿著行駛方向F位於前部的空氣流出裝置與後部的空氣流出裝置相比以更大的空氣流出速率運行。

根據圖5的控制曲線SP(x)示例性地涉及軌道車輛10的多種可以考慮的加速操縱行為；對於不同的加速操縱行為而言(例如在駛出車站時的緩慢的起動，暢通無阻地駛出車站，由於所允許的最高速度的提高而提高速度)，優選在控制裝置10中保存有不同的控制曲線SP(x)，使得根據已執行的或者待執行的加速操縱行為能夠選擇匹配的或者分別最佳匹配的控制曲線SP(x)。

圖6示出軌道車輛10的一個實施例，其中為了抵消在軌道車輛10加速或制動時的貫通氣流設有能控制的空氣流入裝置41至48，所述空氣流入裝置由控制裝置30根據行駛情況來控制。能控制的空氣流入裝置41至48根據通過控制裝置30進行的控制而允許進入的空氣輸送體積在圖6中以附圖標記L1至L8來表示。

所述控制裝置30根據相應的行駛情況、即根據相應的加速，個別化地、更確切地說，根據空氣流入裝置41至48的沿著縱向方向X在軌道車輛10中的空間位置來控制所述空氣流入裝置，以便避免在車輛內部中出現的貫通氣流或者抵消該貫通氣流。為了控制空氣流入裝置，控制裝置30例如能夠使用控制曲線，所述控制曲線存儲在控制裝置30中或者存儲在外部。

圖7示出控制曲線SP(x)的一個實施例，所述控制曲線示出在根據圖6的軌道車輛10中在制動時對能控制的空氣流入裝置41至48的控制。可以看到，在軌道車輛10制動時並且在沿著行駛方向F行駛時，為了抵消貫通氣流L(參見圖1)，沿著行駛方向F位於前部的空氣流入裝置與沿著行駛方向F位於後部的空氣流入裝置相比以更大的空氣輸送體積運行。通過在軌道車輛10的靠前部分中輸送空氣能夠抵消在圖1中示出的從軌道車輛10的靠後部分向前的空氣運動，使得抵消由慣性引起的貫通氣流，或者通過局部的壓力提高使貫通氣流減緩。

在軌道車輛10加速的情況下，控制裝置30使用相反的控制曲線，以便避免貫通氣流的出現。圖8示例性地示出如下控制曲線，當軌道車輛10加速時，根據圖6的軌道車輛10的控制裝置30能夠使用所述控制曲線。可以看到，沿著行駛方向F位於後部的空氣流入裝置與沿著行駛方向F位於前部的空氣流入裝置相比以更大的空氣輸送體積運行。通過將空氣引入或使空氣流入到軌道車輛10的前部中，能夠抵消空氣柱的由慣性引起的從軌道車輛10的前部進入到後部中的運動。

圖9示出軌道車輛10的一個實施例，所述軌道車輛配設有多個、即m個(在圖9中m＝9)能控制的空氣流通裝置200。空氣流通裝置200沿著軌道車輛10的縱向方向X觀察以間隔開或者錯開的方式設置。沿著行駛方向F位於前部的空氣流通裝置200位於部位X1處並且位於最後部的能控制的空氣流通裝置200位於部位Xm處。

能控制的空氣流通裝置200由控制裝置30控制，所述控制裝置包括計算裝置31以及存儲器32。在存儲器32中存儲有多個、即n個控制曲線SP1(x)、SP2(x)、…、SPn-1(x)、SPn(x)。

計算裝置31與存儲器32連接並且經由控制輸入端31a以時間相關的行駛參數加載，所述行駛參數表明軌道車輛10的相應的行駛情況，所述行駛參數例如是相應的路線點S(t)、相應的速度v(t)或者相應的加速度a(t)。藉助於相應的與時間相關的行駛參數，計算裝置31確定軌道車輛10是否加速或者制動(根據行駛參數的類型例如通過微分)並且根據加速度的大小或者減速度的大小選擇匹配於相應的行駛情況的控制曲線SP1(x)至SPn(x)。根據從所選擇的或者從存儲器32中讀取的控制曲線，計算裝置31相應地控制沿著軌道車輛10的縱向方向X的空氣流通裝置200，如結合圖1至8在上文中已經闡述的那樣，由此在加速或者制動時避免或者至少減小在軌道車輛10內部由於慣性而出現貫通氣流L。

替代於或者附加於在圖9中示出的控制曲線SP1(x)至SPn(x)，在存儲器32中也能夠為空氣流通裝置200中的每一個存儲個別化的控制函數，藉助於所述控制函數根據時間相關的參數個別化地為空氣流通裝置計算相應的空氣流率L(xi)，所述時間相關的參數例如是在上文中所提到的行駛參數(例如加速度值a(t))和相應的空氣流通裝置200的位置Xi。為各個空氣流通裝置200計算空氣流率例如能夠如下進行：

L(xi)＝f(xi,a(t)) (i＝1,..,m)

其中L(xi)表示個別化的空氣流通裝置的空氣流率並且f(xi,a(t))表示如下函數，所述函數與時間相關的加速度值a(t)和相應的空氣流通裝置的位置Xi相關聯。

雖然本實用新型通過優選實施例以細節進行了詳細說明和描述，但是本實用新型不受限於所公開的實例，並且本領域技術人員能夠從中推導出其它的變型形式，而不脫離本實用新型的保護範圍。