轨道车辆车体结构及具有其的轨道车辆的制作方法

本发明涉及领域，具体而言，涉及一种轨道车辆车体结构及具有其的轨道车辆。

背景技术：

传统车辆车体主结构多为单一金属材料，如碳钢、不锈钢或铝合金。碳钢车体耐腐蚀性差，难以实现轻量化。不锈钢车体耐腐性好可实现免涂装，但受焊接条件限制结构设计相对复杂，且轻量化空间不大。铝合金车体耐腐蚀性适中，结构整体性好，轻量化优势明显，但车体需要通过涂装满足外观和防腐要求。

针对上述问题，现有技术中尚未有较好的解决方案。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种轨道车辆车体结构及具有其的轨道车辆，以至少解决现有技术中的车体结构中采用单一金属材料造成的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种轨道车辆车体结构，包括：车体组件，车体组件采用不锈钢结构；底架部，底架部包括底架主体，底架主体与车体组件相连接，底架主体采用铝合金结构。

进一步地，车体组件包括车顶部，车顶部包括相连接的波纹顶板和弯梁。

进一步地，波纹顶板和弯梁采用不锈钢电阻焊点焊连接。

进一步地，车体组件还包括侧墙部，侧墙部包括外板和支撑主体，外板与支撑主体通过激光焊相连接。

进一步地，车体组件还包括侧墙部，侧墙部与车顶部之间通过点焊和连续焊相连接。

进一步地，侧墙部与底架部之间相铆接。

进一步地，侧墙部与车顶部之间通过第一连接部连接，第一连接部内部具有密闭的第一空腔。

进一步地，车体组件还包括端墙部，端墙部与车顶部之间通过不锈钢激光焊相连接。

进一步地，端墙部与车顶部之间通过第二连接部相连接，第二连接部内部具有密闭的第二空腔。

进一步地，第二连接部包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件均为Z字形弯梁，第一连接件和第二连接件相搭接形成密闭的第二空腔。

进一步地，端墙部与侧墙部之间通过第三连接部相连接，第三连接部内部具有密闭的第三空腔。

进一步地，第三连接部包括第三连接件和第四连接件，第三连接件和第四连接件均为Z字形弯梁，第三连接件和第四连接件相搭接形成密闭的第三空腔。

进一步地，端墙部与底架部之间相铆接。

进一步地，底架部还包括枕梁，枕梁为不锈钢结构，枕梁与轨道车辆的地板之间具有管线布置空间。

进一步地，底架部还包括边梁，边梁与枕梁之间相铆接或者通过螺栓连接。

进一步地，底架部还包括车钩箱，车钩箱与边梁之间相焊接，车钩箱为铝合金结构。

根据本发明的另一个方面，提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述轨道车辆车体结构。

应用本发明技术方案的轨道车辆车体结构，包括车体组件和底架部，底架部包括底架主体。其中车体组件采用不锈钢结构，底架主体与车体组件相连接，底架主体采用铝合金结构。通过多种金属材料的组合，可以充分发挥各种材料的优势。根据载荷条件和运用环境在不同部位选用不同材料，一是可以实现相对传统地铁车体的进一步轻量化，二是可以发挥不锈钢材料无涂装、外观免维护的优势，三是可以发挥铝合金可焊接性和整体性优势，简化传统不锈钢和碳钢地铁车辆底架结构，并可实现底架的进一步轻量化。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的轨道车辆的实施例的结构图；

图2示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的实施例的断面图；

图3示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的端墙部处的实施例的结构图；

图4示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的侧墙部与底架部连接处的实施例的结构图；

图5示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的车顶部与端墙部连接处的实施例的结构图；

图6示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的车顶部与侧墙部连接处的实施例的结构图；

图7示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的底架部与端墙部连接处的结构图；

图8示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的窗下位置的侧墙部与端墙部连接处的结构图；以及

图9示意性示出了本发明的轨道车辆车体结构的窗口位置的侧墙部与端墙部连接处的结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、底架部；20、车顶部；21、波纹顶板；22、弯梁；30、侧墙部；31、第一连接部；40、端墙部；41、第二连接部；411、第一连接件；412、第二连接件；42、第三连接部；421、第三连接件；422、第四连接件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

经过持续运用考核和技术开发，单一金属车体结构均面临一些难以解决的问题。通过多种金属材料的组合，可以充分发挥各种材料的优势。根据载荷条件和运用环境在不同部位选用不同材料，一是可以实现相对传统地铁车体的进一步轻量化，二是可以发挥不锈钢材料无涂装、外观免维护的优势，三是可以发挥铝合金可焊接性和整体性优势，简化传统不锈钢和碳钢地铁车辆底架结构，并可实现底架的进一步轻量化。

本车体方案选择不锈钢、铝合金结构，可以充分发挥不锈钢高耐腐蚀和免涂装、铝合金成型性能好和设计灵活性强的优点，是对传统金属结构车体一项重大突破。

参见图1至图9所示，根据本发明的一个方面，提供了一种轨道车辆车体结构，该轨道车辆车体结构包括车体组件和底架部10，其中，车体组件采用不锈钢结构，底架部10包括底架主体，底架主体与车体组件相连接，底架主体采用铝合金结构。本发明的轨道车辆车体结构通过不锈钢结构的车体组件和铝合金结构的底架主体，这两种金属材料的组合，充分发挥各种材料的优势，在发挥不锈钢材料无涂装、外观免维护的优势的同时，发挥了铝合金可焊性和整体性优势，实现了本发明的轨道车辆车体结构的整体轻量化。

为了提高本发明的轨道车辆车体结构的整体强度，优选地，本发明中的车体组件包括车顶部20，车顶部20包括相连接的波纹顶板21和弯梁22。本发明的轨道车辆车体结构工作时通过波纹顶板21上的波纹结构对车顶部20进行加强，其中波纹结构的作用和加强筋的结构相类似，另外本发明的轨道车辆车体结构通过设置弯梁，避免应力集中，进一步保证了本发明的车辆车体结构的整体强度。

为了保证本发明中的波纹顶板21和弯梁的连接稳定性，优选地，本发明中的波纹顶板21和弯梁22采用不锈钢电阻焊点焊连接。有效避免了普通焊接的焊接变形，当然，其他可以保证波纹顶板21和弯梁的连接稳定性的连接方式均可。

本发明中的车体组件还包括侧墙部30，侧墙部30包括外板和支撑主体，其中，支撑主体包括立柱和横梁，外板与支撑主体通过激光焊相连接。通过激光焊接的方式保证了外板和支撑主体的连接强度，避免了现有技术中通过普通焊接连接外板和支撑主体时的焊接变形，提高了整体结构的稳定性。

当然本发明的轨道车辆车体结构也可以采用其他焊接方式连接外板和支撑主任，在本发明的另一个实施例中，本发明中的车体组件还包括侧墙部30，侧墙部30与车顶部20之间通过点焊和连续焊相连接。

为了保证侧墙部30与底架之间的连接强度的同时，减小加工难度，优选地，本发明中的侧墙部30与底架部10之间相铆接。当然，其他可以满足本发明的侧墙部30与底架部10之间的连接强度的连接方式也可。

为了提高本发明中的侧墙部30与车顶部20连接位置的强度，优选地，侧墙部30与车顶部20之间通过第一连接部31连接，第一连接部31内部具有密闭的第一空腔。工作时，通过本发明的第一连接部31的第一空腔提高了第一连接部的支撑能力，保证了整体结构的强度。

本发明的轨道车辆车体结构还包括端墙部40，端墙部40与车顶部20之间通过不锈钢激光焊相连接。通过激光焊接的方式保证了端墙部40和车顶部20的连接强度，避免了现有技术中通过普通焊接连接端墙部40和车顶部20时的焊接变形，提高了整体结构的稳定性。

为了提高本发明中的端墙部40与车顶部20连接位置的强度，优选地，本发明中的端墙部40与车顶部20之间通过第二连接部41相连接，第二连接部41内部具有密闭的第二空腔。工作时，通过本发明的第二连接部41的第二空腔提高了第二连接部的支撑能力，保证了整体结构的强度。

具体来说，本发明中的第二连接部41包括第一连接件411和第二连接件412，第一连接件411和第二连接件412均为Z字形弯梁，第一连接件411和第二连接件412相搭接形成密闭的第二空腔。本发明的第二连接部通过第一连接件411和第二连接件412的Z字形弯梁组成双Z字形结构，并在双Z字形的上下“横”的位置进行焊缝，使两条焊缝呈对角线设置，拉大了两条焊缝之间的距离，避免了现有技术中两条焊缝相距较近而互相热干扰的问题。同时，通过双Z字形结构形成的第二空腔对第二连接件412的支撑能力进行提高，保证了整体的强度。

为了提高端墙部40与侧墙部30连接位置的连接强度，优选地，本发明中的端墙部40与侧墙部30之间通过第三连接部42相连接，第三连接部42内部具有密闭的第三空腔。工作时，通过本发明的第三连接部42的第三空腔提高了第三连接部的支撑能力，保证了整体结构的强度。

具体来说，本发明中的第三连接部42包括第三连接件421和第四连接件422，第三连接件421和第四连接件422均为Z字形弯梁，第三连接件421和第四连接件422相搭接形成密闭的第三空腔。本发明的第三连接部42通过第三连接件421和第四连接件422的Z字形弯梁组成双Z字形结构，并在双Z字形的上下“横”的位置进行焊缝，使两条焊缝呈对角线设置，拉大了两条焊缝之间的距离，避免了现有技术中两条焊缝相距较近而互相热干扰的问题。同时，通过双Z字形结构形成的第三空腔对第三连接件421的支撑能力进行提高，保证了整体的强度。

为了保证端墙部40与底架部10之间的连接强度的同时，简化加工，优选地，端墙部40与底架部10之间相铆接。当然，其他可以满足本发明中的端墙部40与底架部10之间的连接关系的连接方式均可。

本发明中的底架部10还包括枕梁，枕梁为不锈钢结构，枕梁与轨道车辆的地板之间具有管线布置空间。本发明中的枕梁在进行安装时，可以将管线先布置在布置空间中，避免了现有技术中需要对枕梁中开孔安装管线的繁琐步骤，实现了车下管线反装以及模块化施工，提高了工作效率。另外，为了保证本发明的枕梁的强度，本发明中的枕梁为不锈钢结构，当然，其他可以满足本发明的枕梁的结构强度的材料均可。

本发明中的底架部10还包括边梁，边梁与枕梁之间相铆接或者通过螺栓连接。通过铆接和螺栓连接的方式，保证了边梁与枕梁之间的连接强度，避免了采用焊接连接时的焊接变形。当然，其他可以满足本发明的边梁与枕梁之间的连接强度的连接方式均可。

为了保证本发明的轨道车辆车体结构的轻量化，本发明中的底架部10还包括车钩箱，车钩箱与边梁之间相焊接，车钩箱为铝合金结构。

通过多种金属材料的组合，可以充分发挥各种材料的优势。根据载荷条件和运用环境在不同部位选用不同材料，一是可以实现相对传统地铁车体的进一步轻量化，二是可以发挥不锈钢材料无涂装、外观免维护的优势，三是可以发挥铝合金可焊接性和整体性优势，简化传统不锈钢和碳钢地铁车辆底架结构，并可实现底架的进一步轻量化。

本车体方案选择不锈钢、铝合金结构，可以充分发挥不锈钢高耐腐蚀和免涂装、铝合金成型性能好和设计灵活性强的优点，是对传统金属结构车体一项重大突破。

根据本发明的另一个方面，提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述轨道车辆车体结构。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。