轨道列车集成化车头结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种轨道列车集成化车头结构。它解决了现有车体重量大，车速越高，空气阻力越大，能耗越大；且车体车头的外形仍存在设计缺陷，进而限制车速的提升，影响行车安全保障以及其他机械性能的问题。本轨道列车集成化车头结构包括整体为流线型的车头罩体，车头罩体具有顶部与两相对称侧壁，车头罩体的顶部凹陷出三角导流弧面，三角导流弧面的顶角端呈圆弧状，且三角导流弧面由顶角端逐渐弧形拱起衔接车头罩体的顶部，三角导流弧面的两侧对称凸起圆拱形弧面，三角导流弧面与圆拱形弧面之间平滑过渡。本实用新型整合多层材料复合构造，且车头采用特制的流线型仿生学设计，高度符合空气动力学、压力学性能，利于列车的高速安全行驶。
【专利说明】轨道列车集成化车头结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于列车车体制造【技术领域】，涉及一种车头整体部件，特别是一种轨道列车集成化车头结构。
【背景技术】
[0002]目前轨道运行车辆，车体车头多为碳钢、铝合金车体制造，车体重量大，车速越高，空气阻力越大，能耗越大。随着动车组的兴起，车头设计中采用仿生设计学、空气动力学使得车头设计更多的流线型造型出现，采用铝合金制造对工艺可行性、复杂性存在很大难度，成本也很高。同时现有车体车头的仿生形状与流线型设计，无法在列车高速运行时达到较高层次的符合空气动力学、压力学，以及飞弹撞击性能，故表明车体车头的外形仍存在设计缺陷，进而限制车速的提升，影响行车安全保障以及其他机械性能。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过特有的流线设计形态，进而实现整体车头满足高速运行中空气动力学、压力学性能，在车体的强度、抗冲击性，以及防变形、防火、防毒害等全方面提升的轨道列车集成化车头结构。
[0004]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:轨道列车集成化车头结构，包括整体为流线型的车头罩体，所述车头罩体具有顶部与两相对称侧壁，所述车头罩体的顶部凹陷出三角导流弧面，所述三角导流弧面的顶角端呈圆弧状，且三角导流弧面由顶角端逐渐弧形拱起衔接车头罩体的顶部，所述三角导流弧面的两侧对称凸起圆拱形弧面，所述三角导流弧面与圆拱形弧面之间平滑过渡。
[0005]本轨道列车集成化车头结构中车头罩体作为列车车体的独立模块，实现与列车车厢的快捷安装及检修。车头罩体中的三角导流弧面的顶角端朝向车头罩体前侧，其由顶角端向后逐步三角扩张弧面，并延展衔接车头罩体的后端顶部。车头罩体的前端边缘由位于中间的顶角端弧线与两侧的圆拱形弧形整体形成类似对称波浪形状。整体车头罩体形成仿生的流线型形态，由此在列车高速前行时高度符合空气动力学、压力学性能、机械性能，及飞弹撞击性能，同时满足雨雪冰霜等气候条件下的使用，利于列车的高速安全行驶。
[0006]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体包括相贴复合一体的玻璃钢纤维层、芳纶纤维层以及闭孔聚酯泡沫芯材层。车头罩体整体为玻璃钢车头，即采用玻璃钢复合板材质，由此改善大部件的材料变形位移的不可控性；抵消各种材料复合产生的内应力，防止产品变形；进而增强车体刚度、稳定性。
[0007]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述闭孔聚酯泡沫芯材层的周边具有50至65度的坡脚，所述玻璃钢纤维层沿上述坡脚过渡贴合闭孔聚酯泡沫芯材层。实现玻璃钢纤维层与闭孔聚酯泡沫芯材层优良相贴复合力，进一步抵消各种材料复合产生的内应力，防止产品变形。
[0008]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体的内壁上涂覆阻尼浆层。阻尼浆层的涂积厚度为3mm，其能够起到隔音、隔温及降噪的作用。
[0009]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体的两侧圆拱形弧面内侧上分布若干三角形的加强筋，所述加强筋依次由玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和玻璃钢纤维层复合一体形成。
[0010]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体的三角导流弧面的顶部内侧贴覆保护壳，所述保护壳依次由玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和玻璃钢纤维层复合一体形成。保护壳为仿生龟壳的复合结构，对增强玻璃钢车体车头的强度有益。
[0011]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体顶部的内壁上沿水平设置增强横梁，所述增强横梁上分布设置若干用于安装司机室内装的接口。设置增强横梁对增加玻璃钢车体车头的强度有益。
[0012]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体的后端边缘上固定形成斜度法兰面承载的内嵌钢板。内嵌钢板能够承载正向压力、重力分解力，且通过螺栓紧固结构、粘接及密封用胶结构进行定位安装。
[0013]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体的内壁上固定形成水平法兰面承载的支撑围架，所述支撑围架具有依次相贴复合一体的上玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和下玻璃钢纤维层。支撑围架起到承担重力的作用，且通过螺栓紧固结构、粘接及密封用胶结构进行定位安装。
[0014]在上述的轨道列车集成化车头结构中，所述车头罩体两侧壁的内壁下部排列设置若干底支撑架。底支撑架为金属架，其起到承担侧向压力、重力及正向压力分解力，且底支撑架通过螺栓紧固结构进行定位安装。
[0015]与现有技术相比，本轨道列车集成化车头结构整合多层材料复合构造，实现车头的整体性模具生产，进一步作为一个部件模块安装；整体车头外形采用特制的流线型仿生学设计，实现美观的同时高度符合空气动力学、压力学性能、机械性能，及飞弹撞击性能，同时满足雨雪冰霜等气候条件下的使用，利于列车的高速安全行驶；还提升车头强度、降低重量，且具有良好的隔温、隔音效果，经过防火、拉伸、弯曲、冲击、有毒有害、45度角燃烧等试验，均符合国家要求标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本轨道列车集成化车头结构的立体结构示意图。
[0017]图2是本轨道列车集成化车头结构的俯视结构示意图。
[0018]图3是本轨道列车集成化车头结构的正视剖面结构示意图。
[0019]图4是本轨道列车集成化车头结构的后视结构示意图。
[0020]图中，1、车头罩体；la、三角导流弧面；lb、圆拱形弧面；2、加强筋；3、增强横梁；4、内嵌钢板；5、支撑围架；6、底支撑架。
【具体实施方式】
[0021]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0022]如图1、图2、图3和图4所示，本轨道列车集成化车头结构包括整体为流线型的车头罩体1，且车头罩体I采用玻璃钢复合结构，形成列车车体的独立模块，优化生产工艺及车头的性能品质。
[0023]车头罩体I具有顶部与两相对称侧壁，车头罩体I的顶部凹陷出三角导流弧面la，该三角导流弧面Ia的顶角端朝向车头罩体I前侧，其由顶角端向后逐步三角扩张弧面，并延展衔接车头罩体I的后端顶部。三角导流弧面Ia的顶角端具体呈圆弧状端头，且顶角端位于整体三角导流弧面Ia的最低点，并由此逐渐弧形拱起至车头罩体I的最高位置完成一体衔接。三角导流弧面Ia的两侧对称凸起圆拱形弧面lb，三角导流弧面Ia与圆拱形弧面Ib之间平滑过渡。车头罩体I的前端边缘由位于中间的顶角端弧线与两侧的圆拱形弧形整体形成类似对称波浪形状，进而形成整体车头的流线造型，实现仿生形态，在列车高速前行时高度符合空气动力学、压力学性能、机械性能，及飞弹撞击性能，同时满足雨雪冰霜等气候条件下的使用，利于列车的高速安全行驶。
[0024]车头罩体I的内壁上涂覆阻尼浆层，该阻尼浆层能够起到隔音、隔温及降噪的作用。
[0025]车头罩体I包括相贴复合一体的玻璃钢纤维层、芳纶纤维层以及闭孔聚酯泡沫芯材层。在具体材料层复合的结构中，其按照以下次序相贴覆:玻璃钢纤维层、芳纶纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层、玻璃钢纤维层、阻尼浆层。其中玻璃钢纤维层的厚度为5mm，芳纶纤维层的厚度为I至2_，闭孔聚酯泡沫芯材层的厚度为28_，阻尼浆层的涂积厚度为3_。闭孔聚酯泡沫芯材层的周边具有50至65度的坡脚，玻璃钢纤维层沿坡脚过渡贴合闭孔聚酯泡沫芯材层，实现玻璃钢纤维层与闭孔聚酯泡沫芯材层优良相贴复合力。
[0026]车头罩体I整体为玻璃钢车头，即采用玻璃钢复合板材质，由此改善大部件的材料变形位移的不可控性；抵消各种材料复合产生的内应力，防止产品变形；进而增强车体刚度、稳定性。
[0027]车头罩体I的两侧圆拱形弧面Ib内侧上分布若干三角形的加强筋2，该加强筋2依次由玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和玻璃钢纤维层复合一体形成。车头罩体I的三角导流弧面Ia的顶部内侧贴覆保护壳，该保护壳依次由玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和玻璃钢纤维层复合一体形成。保护壳为仿生龟壳的复合结构，对增强玻璃钢车体车头的强度有益。
[0028]车头罩体I顶部的内壁上沿水平设置增强横梁3，增强横梁3上分布设置若干用于安装司机室内装的接口。设置增强横梁3对增加玻璃钢车体车头的强度有益。
[0029]车头罩体I的后端边缘上固定形成斜度法兰面承载的内嵌钢板4。内嵌钢板4能够承载正向压力、重力分解力，且通过螺栓紧固结构、粘接及密封用胶结构进行定位安装。
[0030]车头罩体I的内壁上固定形成水平法兰面承载的支撑围架5，该支撑围架5具有依次相贴复合一体的上玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和下玻璃钢纤维层。支撑围架5起到承担重力的作用，且通过螺栓紧固结构、粘接及密封用胶结构进行定位安装。
[0031]车头罩体I两侧壁的内壁下部排列设置若干底支撑架6。底支撑架6为金属架，其起到承担侧向压力、重力及正向压力分解力，且底支撑架6通过螺栓紧固结构进行定位安装。所有应用金属零件材质06Crl9Nil0，其表面经过防腐防锈及钝化处理。
[0032]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0033]尽管本文较多地使用了车头罩体I ;三角导流弧面Ia ;圆拱形弧面Ib ;加强筋2 ；增强横梁3 ;内嵌钢板4 ;支撑围架5 ;底支撑架6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.轨道列车集成化车头结构，包括整体为流线型的车头罩体，所述车头罩体具有顶部与两相对称侧壁，其特征在于，所述车头罩体的顶部凹陷出三角导流弧面，所述三角导流弧面的顶角端呈圆弧状，且三角导流弧面由顶角端逐渐弧形拱起衔接车头罩体的顶部，所述三角导流弧面的两侧对称凸起圆拱形弧面，所述三角导流弧面与圆拱形弧面之间平滑过渡。
2.根据权利要求1所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体包括相贴复合一体的玻璃钢纤维层、芳纶纤维层以及闭孔聚酯泡沫芯材层。
3.根据权利要求2所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述闭孔聚酯泡沫芯材层的周边具有50至65度的坡脚，所述玻璃钢纤维层沿上述坡脚过渡贴合闭孔聚酯泡沫芯材层。
4.根据权利要求1所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体的内壁上涂覆阻尼浆层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体的两侧圆拱形弧面内侧上分布若干三角形的加强筋，所述加强筋依次由玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和玻璃钢纤维层复合一体形成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体的三角导流弧面的顶部内侧贴覆保护壳，所述保护壳依次由玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和玻璃钢纤维层复合一体形成。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体顶部的内壁上沿水平设置增强横梁，所述增强横梁上分布设置若干用于安装司机室内装的接口。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体的后端边缘上固定形成斜度法兰面承载的内嵌钢板。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体的内壁上固定形成水平法兰面承载的支撑围架，所述支撑围架具有依次相贴复合一体的上玻璃钢纤维层、闭孔聚酯泡沫芯材层和下玻璃钢纤维层。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道列车集成化车头结构，其特征在于，所述车头罩体两侧壁的内壁下部排列设置若干底支撑架。
【文档编号】B61D17/02GK203592984SQ201320704549
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】李孖渊 申请人:青岛罗美威奥新材料制造有限公司