一种列车车桥连接单元及列车的制作方法

1.本发明涉及电子导向胶轮列车车体技术领域，尤其涉及一种列车车桥连接单元及列车。


背景技术：

2.随着城市人口和私家车的增加，城市交通拥堵状况日益严重，公共汽车、出租车等地面公共交通工具的平均旅行速度逐渐下降，严重影响人们的工作和生活。目前城市轨道交通主要有城际动车、地铁列车、有轨电车、轻轨车等，虽然各有独特优势，但与道路公共交通相比，其投资大、建设周期长，运营成本高、其轨道具有专车专用性。
3.因此城市内部迫切需要一种快捷的小型化交通工具，这种小型化交通工具应当具有噪音小、选线灵活、发车间隔短、乘坐舒适性较好、有中低运量系统、无须铺设钢轨、不需破坏路面等特点。因此一种可实现自动导向、采用超级电容驱动的新型胶轮列车应运而生，该系列胶轮列车可快速连接2km范围内的社区、商场、医院、地铁站、公交站等公共场所，实现一人或同行几人在2km范围内快捷到达的舒适交通。
4.车桥连接单元是电子导向胶轮列车主要承载部件(类似地铁列车包含枕梁和牵引梁的端部结构)。列车在运行过程中，要承受驱动车桥的纵向、横向和垂向冲击载荷的作用力，所以车桥连接单元本身必须要具有足够的强度和刚度，保证列车在运行过程中具有良好的安全性和舒适性，同时车体牵枕结构为驱动车桥系统集成提供安装空间和结构支撑，为内装座椅安装与内装行李放置提供支撑。
5.目前该系列胶轮列车，以申请号为cn202010978362.3为例，其公开了一种虚拟轨道列车车体结构，该车体结构中，车轮区下部单独连接在过渡梁上，每个车轮上侧的轮区斜撑之间设置横梁，车轮区上部单独悬空且与侧墙无连接，载荷不能通过车轮区传递到侧墙进而传递到整个车体，这种结构使应力大部分集中在车轮区上部。两个车轮区之间横向无连接，刚度不稳定，过渡梁仅采用简单的u型梁，因为此处驱动车桥动态载荷较大，u型梁的刚度和强度不能满足要求或者安全余量较小。悬架接口安装座在纵向和横向上无连接，只有垂向连接在小纵梁上，载荷不能通过车轮区有效的传递到低地板区和车体侧墙上。
6.另外，针对本案涉及的方位名词，本领域技术人员通常认定如下：左右、前后是指根据列车驾驶室中的驾驶员的左右、前后进行的定义；纵向是指与列车长度平行的方向；横向是指与列车宽度平行的方向。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种列车车桥连接单元及列车，能够适应上下两层驱动连杆装置的独立悬架的车桥连接单元，对称且轻量化；能够满足电子导向胶轮列车对车体的承载需求；车桥连接单元与侧墙连接结构合理，车桥连接单元在底架中布局合理，在纵向、横向和垂向受力传递路径连续；提高车体刚度、强度以及车辆乘坐舒适性。
8.本发明的技术方案是：一种列车车桥连接单元包括雁形梁、驱动梁、牵枕横梁和中
部纵梁；所述牵枕横梁并排间隔设置两个，两个所述雁形梁对称跨设在两根所述牵枕横梁上，两个所述雁形梁的相邻侧通过驱动梁连接，两个所述雁形梁远离侧设有用于安装车体侧墙的侧铆接板；两个所述牵枕横梁之间设置中部纵梁。
9.上述方案中，通过优化连接单元的结构，使所述雁形梁、驱动梁、牵枕横梁与安装的车体侧墙组成一个“四”字型封闭的左右对称框架结构；牵枕横梁、中部纵梁组成一个“工”字型纵向连接框架结构，纵向载荷传递连续；雁形梁与牵枕横梁和中部纵梁组成一个“日”字型稳定的框架结构，垂向载荷传递连续，以能够实现列车车桥连接单元的传力路径为：驱动车桥在雁形梁和中部纵梁处施加载荷，雁形梁将载荷传递到垂向的牵枕横梁和横向的车体侧墙上；前后两个牵枕横梁中部通过中部纵梁进行纵向载荷传递；左右两个雁形梁通过两个驱动梁进行横向载荷传递；左右车体侧墙和前后两个牵枕横梁将载荷传递到车体主结构上。
10.使所述列车车桥连接单元形成了上中下三层组成的框架结构，保证了其在纵向、横向和垂向的载荷传递连续性，力连续传递至车体主结构，对车体提供较好的支撑；所述列车车桥连接单元各部件之间载荷受力传递连续且均匀对称，无应力集中区域。
11.优选的，所述雁形梁包括雁头、上纵梁和雁躯，所述雁躯为龙门拱形，所述上纵梁架设于所述雁躯的龙门拱形内，所述雁头在所述雁躯的顶部的一侧延伸，并在雁头的延伸末端上设置所述侧铆接板；
12.所述雁躯的底部设置在所述牵枕横梁上，所述驱动梁与所述上纵梁连接。
13.左右上纵梁中部通过驱动梁连接成“目”字型结构，上纵梁嵌入雁躯中部，使雁形梁中部结构纵向连续。左右雁形梁的雁头与车体侧墙连接，车桥连接单元主视图上层结构为左右对称的框架结构，横向载荷传递连续。
14.优选的，所述雁头包括上盖板、侧围板、下盖板和空簧安装套筒；
15.所述雁躯包括侧盖板、内盖板和外盖板；
16.所述上盖板与下盖板上下相对设置，所述侧盖板、内盖板水平相对设置；所述上盖板和下盖板的一端同时与所述侧铆接板连接；所述上盖板远离侧铆接板的一端与所述侧盖板垂直连接，所述下盖板远离侧铆接板的一端与所述内盖板连接；所述外盖板垂直连接于所述侧盖板、内盖板之间，且所述外盖板同时与所述上盖板连接；所述侧围板连接所述上盖板与下盖板；
17.所述上盖板、侧围板、下盖板、侧盖板、内盖板和外盖板形成封闭的箱体结构；
18.所述空簧安装套筒的一端与所述下盖板的内侧底部贴合，另一端贯通并凸出于所述上盖板的上表面。
19.优选的，所述上纵梁包括侧连杆臂、上连杆臂安装座和中间连杆臂，所述上连杆臂安装座为间隔设置的两个，两个所述上连杆臂安装座之间通过所述中间连杆臂连接，两个所述上连杆臂安装座远离中间连杆臂的一端分别通过侧连杆臂与雁躯连接；所述上连杆臂安装座与所述驱动梁连接。
20.优选的，所述驱动梁包括驱动u梁、驱动安装座和驱动盖板，所述驱动u梁的横截面为u型结构，所述驱动盖板盖设于所述驱动u梁上形成封闭的腔体结构；所述驱动安装座的一端与所述驱动u梁的内侧底部贴合，另一端贯通并凸出于所述驱动盖板的上表面；所述驱动u梁的两端与所述雁形梁连接。
21.优选的，所述驱动安装座为t型圆管。
22.优选的，所述中部纵梁包括下连杆臂安装座、下连杆中部连接梁和下连杆侧部连接梁，所述下连杆臂安装座为间隔设置的两个，两个所述下连杆臂安装座之间通过所述下连杆中部连接梁连接，两个所述下连杆臂安装座远离下连杆中部连接梁的一端非标通过所述下连杆侧部连接梁与牵枕横梁连接。
23.本发明还提供一种列车，包括车体侧墙、底架和上述的列车车桥连接单元，所述列车车桥连接单元的侧铆接板和牵枕横梁共同与所述车体侧墙横向连接，列车车桥连接单元的雁形梁临近侧铆接板的一端与所述车体侧墙垂向连接；所述牵枕横梁与所述车体侧墙垂向连接；所述列车车桥连接单元的其中一个所述牵枕横梁与所述底架连接。
24.优选的，所述底架包括第一边梁、第二边梁、第一侧纵梁、第二侧纵梁、底架横梁、纵向梁和横向梁；所述第一边梁和第二边梁平行间隔设置，并在所述第一边梁和第二边梁之间连接多个所述底架横梁；
25.所述第一侧纵梁平行位于第一边梁内侧，并在所述第一侧纵梁和第一边梁之间设置一根纵向梁；
26.所述第二侧纵梁平行位于第二边梁内侧，并在第二侧纵梁和第二边梁之间设置一根纵向梁；所述底架横梁与所述纵向梁连接；
27.所述第一侧纵梁和第二侧纵梁之间连接有多根所述横向梁。
28.与相关技术相比，本发明的有益效果为：车桥连接单元为上中下三层组成的框架结构，结构简单、轻量化且前后左右对称，保证了车桥连接单元在纵向、横向和垂向的载荷传递连续性，力连续传递至车体主结构，对车体提供了较好的支撑，提高了车体的强度和刚度，结构稳定，适应车体承载需求，各部件之间载荷受力传递连续且均匀对称，无应力集中区域。车桥连接单元简单对称充分考虑了工艺可实施性。
附图说明
29.图1为本发明提供的列车车桥连接单元与车体侧墙的连接结构示意图；
30.图2为本发明提供的列车车桥连接单元的分解结构示意图；
31.图3为图1中的雁形梁的结构示意图；
32.图4为图3的雁形梁的局部剖开示意图；
33.图5为图1中的驱动梁的结构示意图；
34.图6为沿图5的a-a剖视示意图；
35.图7为图1中的中部纵梁的结构示意图；
36.图8为雁形梁和驱动梁的连接方式示意图；
37.图9为雁形梁与牵枕横梁及中部纵梁的连接方式示意图；
38.图10为牵枕横梁和中部纵梁的连接方式示意图；
39.图11为本发明提供的列车车桥连接单元与车体侧墙的连接方式示意图；
40.图12为本发明提供的列车车桥连接单元与底架的连接方式示意图；
41.图13为图12中的底架的结构示意图。
42.附图中：1、雁形梁；2、驱动梁；3、牵枕横梁；4、中部纵梁；5、底架；6、车体侧墙；7、调整垫片；
43.101、雁头；102、上纵梁；103、雁躯；101a、上盖板；101b、侧围板；101c、第一加强筋板；101d、下盖板；101e、侧铆接板；101f、空簧安装套筒；102a、侧连杆臂；102b、上连杆臂安装座；102c、中间连杆臂；103a、侧盖板；103b、内盖板；103c、外盖板；
44.201、驱动u梁；202、驱动安装座；203、驱动盖板；
45.401、下连杆臂安装座；402、下连杆中部连接梁；403、下连杆侧部连接梁；404、第二加强筋；
46.501a、第一边梁；501b、第二边梁；502a、第一侧纵梁；502b、第二侧纵梁；503、底架横梁；504、纵向梁；505、横向梁。
具体实施方式
47.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
48.如图1、图2所示，本实施例提供的一种列车车桥连接单元包括雁形梁1、驱动梁2、牵枕横梁3和中部纵梁4。所述牵枕横梁3并排间隔设置两个，所述雁形梁1在两个所述牵枕横梁3对称设置两个，两个所述雁形梁1靠近侧通过驱动梁2连接。两个所述雁形梁1远离侧与车体侧墙6连接。两个所述牵枕横梁3之间设置中部纵梁4。
49.雁形梁1、驱动梁2、牵枕横梁3和车体侧墙6组成一个“四”字型封闭的左右对称框架结构，雁形梁1与车体侧墙6通过垂向和横向的铆钉进行连接，牵枕横梁3与车体侧墙6通过垂向和横向的铆钉进行连接(如图3所示)。所述列车车桥连接单元传力路径为：驱动车桥在雁形梁1和中部纵梁4处施加载荷，雁形梁1将载荷传递到垂向的牵枕横梁3和横向的车体侧墙6上。前后两个牵枕横梁3中部通过中部纵梁4进行纵向载荷传递。左右两个雁形梁1通过两个驱动梁2进行横向载荷传递。左右车体侧墙和前后两个牵枕横梁3将载荷传递到车体主结构上。
50.如图3、图4所示，所述雁形梁1为t型带拱的箱体结构，其包括雁头101、上纵梁102和雁躯103，所述雁躯103为龙门拱形，所述上纵梁102架设于所述雁躯103的龙门拱形内，所述雁头101在所述雁躯103的顶部的一侧延伸，并在雁头101的延伸末端上设置所述侧铆接板101e。所述雁躯103的底部设置在所述牵枕横梁3上，所述驱动梁2与所述上纵梁102连接。
51.所述雁头101包括上盖板101a、侧围板101b、下盖板101d、空簧安装套筒101f和侧铆接板101e。所述雁躯103包括侧盖板103a、内盖板103b和外盖板103c。
52.所述上盖板101a与下盖板101d上下相对设置，所述侧盖板103a、内盖板103b水平相对设置；所述上盖板101a和下盖板101d的一端同时与所述侧铆接板101e连接；所述上盖板101a远离侧铆接板101e的一端与所述侧盖板103a垂直连接，所述下盖板101d远离侧铆接板101e的一端与所述内盖板103b连接；所述外盖板103c垂直连接于所述侧盖板103a、内盖板103b之间，且所述外盖板103c同时与所述上盖板101a连接。
53.所述侧铆接板101e平行于车体侧墙6且垂直于上盖板101a(如图1所示)，所述侧铆接板101e下部伸出下盖板101d，在伸出部分上设置第一加强筋板101c。
54.所述上盖板101a、侧围板101b、下盖板101d、侧盖板103a、内盖板103b和外盖板
103c形成封闭的箱体结构。
55.所述空簧安装套筒101f的一端与所述下盖板101d的内侧底部贴合，另一端贯通并凸出于所述上盖板101a的上表面。所述上盖板101a为适应空簧安装空间设置有大通孔，下盖板101d为适应空簧安装空间设置有小通孔。所述空簧安装套筒101f中下部嵌入雁头101内部，所述空簧安装套筒101f上部为空心且凸出于上盖板101a的上表面。因要满足与空簧安装套筒101f外轮廓匹配、结构简化及轻量化目的，所述雁头101的上盖板101a和下盖板101d设置成t型带圆弧的形状(如图3所示)，所述侧围板101b将上下相对设置的上盖板(101a)与下盖板(101d)相连，所述侧围板101b的形状适应上下盖板的轮廓。
56.所述上纵梁102包括侧连杆臂102a、上连杆臂安装座102b和中间连杆臂102c，所述上连杆臂安装座102b为间隔设置的两个，两个所述上连杆臂安装座102b之间通过所述中间连杆臂102c连接，两个所述上连杆臂安装座102b远离中间连杆臂102c的一端分别通过侧连杆臂102a与雁躯103连接；所述上连杆臂安装座102b与所述驱动梁2连接。
57.所述侧连杆臂102a为u型结构，中间连杆臂102c是由u型的结构的板件和盖板组成的封闭箱体结构。
58.如图5、图6所示，所述驱动梁2驱动u梁201、驱动安装座202和驱动盖板203。所述驱动u梁201外形为u型(如图6所示)，横截面也为u型结构。所述驱动盖板203盖设于所述驱动u梁201上形成封闭的“口”字型的腔体结构，纵向结构连续。所述驱动安装座202的一端与所述驱动u梁201的内侧底部贴合，另一端贯通并凸出于所述驱动盖板203的上表面。所述驱动u梁201的两端与所述雁形梁1的上连杆臂安装座102b连接。所述上连杆臂安装座102b为锻件，其背面在连接区设置有加强筋板。
59.所述驱动安装座202下部骑跨在驱动u梁201上，垂向结构连续。所述驱动安装座202的结构为t字型圆管，圆管上部为空心且凸出驱动盖板203上表面，方便安装驱动电机的螺栓。如图6所示，圆管下部壁较厚，且部分板厚嵌入所述驱动u梁201上。所述驱动梁2在横向和垂向结构连续，提高了车体牵枕结构的强度和抗疲劳性能。
60.如图7所示，所述中部纵梁4包括下连杆臂安装座401、下连杆中部连接梁402和下连杆侧部连接梁403，所述下连杆臂安装座401为间隔设置的两个，两个所述下连杆臂安装座401之间通过所述下连杆中部连接梁402连接，两个所述下连杆臂安装座401远离下连杆中部连接梁402的一端非标通过所述下连杆侧部连接梁403与牵枕横梁3连接。上述结构保证中部纵梁4纵向结构连续，载荷通过中部纵梁4传递到两端的牵枕横梁3上，通过所述牵枕横梁3将载荷传递到车体主结构，适应车体承载需求。
61.如图8所示，所述车桥连接单元上层是由左右雁形梁1及中部通过驱动梁2连接成“目”字型结构，结构简单对称，载荷横向传递连续，提高了车体牵枕结构的刚度。
62.如图9所示，所述车桥连接单元垂向为雁形梁1的双雁躯103下垂骑跨在两端的牵枕横梁上3，构成一个“日”字型左右对称的框架结构，垂向和纵向载荷传递连续，结构稳定，提高了车桥安装结构的强度。
63.如图10所示，所述车桥连接单元下层由前后牵枕横梁3及中部通过中部纵梁4连接成“工”字型结构，中部纵梁4与牵枕横梁3连接区设置了第二加强筋板404，减小刚度突变，增加强度和刚度。
64.如图11和图12所示，本发明还提供一种列车，包括车体侧墙6、底架5和上述列车车
桥连接单元。如图11所示，所述侧铆接板101e伸出部分通过铆钉与车体侧墙6横向连接，并在所述车体侧墙6和侧铆接板101e之间设置调整垫片7。在连接中间设置的三个第一加强筋板101c，对车体侧墙6和侧铆接板101e下部起加强支撑作用。所述上盖板101a临近铆接板101e的一端通过铆钉与所述车体侧墙6垂向连接，并在所述上盖板101a和车体侧墙6之间设置调整垫片7。所述调整垫片7的设置，能消除由制造公差带来的装配问题，增加了工艺可实施性。所述牵枕横梁3与所述车体侧墙6分别实现了垂向和横向连接。
65.如图12所示，所述列车车桥连接单元的其中一个所述牵枕横梁3与所述底架5连接。
66.如图13所示，所述底架5包括第一边梁501a、第二边梁501b、第一侧纵梁502a、第二侧纵梁502b、底架横梁503、纵向梁504和横向梁505；所述第一边梁501a和第二边梁501b平行间隔设置，并在所述第一边梁501a和第二边梁501b之间连接多个所述底架横梁503。所述第一边梁501a、第二边梁501b、第一侧纵梁502a、第二侧纵梁502b为u型梁，其余梁内部中空。
67.所述第一侧纵梁502a平行位于第一边梁501a内侧，并在所述第一侧纵梁502a和第一边梁501a之间设置一根纵向梁504。所述第二侧纵梁502b平行位于第二边梁501b内侧，并在第二侧纵梁502b和第二边梁501b之间设置一根纵向梁504；所述底架横梁503与所述纵向梁504连接。所述第一侧纵梁502a和第二侧纵梁502b之间连接有多根所述横向梁505。上述各结构能够提高底架5中部结构整体刚度和强度。
68.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。