一种动车用碳纤维保险杠以及动车的制作方法

本发明涉及动车设备领域，具体涉及一种动车用碳纤维保险杠以及动车。

背景技术：

动车保险杠设置在动车的车头位置起到保护作用，防止对车体本身造成损坏，现有的动车保险杠都是采用钢架结构。钢架结构整体质量较大，使车头的重心整体靠前，不利于车头的减速过程，如果减速过程中受到阻碍甚至会对整车安全造成影响。并且现有的保险杠采用焊接方法进行安装，后期维修拆卸极为不方便。

技术实现要素：

针对这现有技术中动车保险杠整体质量较大并且安装不方便的问题，本发明设计了一种动车用碳纤维保险杠，对其材质以及结构进行改进，减轻了整体质量的同时加入了便于拆卸的缓冲器，使其安装检修过程更加方便。

本发明具体方案为：

一种动车用碳纤维保险杠，包括设置在动车车头顶部的第一缓冲装置，所述第一缓冲装置底部设有第二缓冲装置，所述第一缓冲装置与第二缓冲装置之间设有加固梁，所述加固梁向车头方向弯曲并与车头相互啮合，所述加固梁从外到内依次设有相互贴合的表层、中间层以及内层，所述加固梁的表层为碳纤维材质。

优选的，所述加固梁的中间层为橡胶材质，所述加固梁的内层为金属材质，所述表层、中间层以及内层之间相互固定连接。

优选的，所述碳纤维表层与所述橡胶中间层以及所述金属内层之间的厚度的比例关系为5:3:2。

优选的，所述第一缓冲装置包括设置在动车车头两侧的第一防撞梁与第二防撞梁，所述第一防撞梁与第二防撞梁一端固定连接，所述第一防撞梁与第二防撞梁另一端分别与所述加固梁连接，所述第一防撞梁与所述加固梁之间、所述第二防撞梁与所述加固梁之间设有使所述第一缓冲装置固定牢固的加强板。

优选的，所述第一缓冲装置与动车车头顶部之间设置有缓冲器，所述缓冲器与所述第一缓冲装置之间设有用于固定的固定元件。

优选的，所述缓冲器包括与动车车头顶部直接接触的连接板以及与所述连接板相互连接并与所述第一缓冲装置固定连接的固定板组成，所述连接板与所述固定板上设有若干用于安装所述固定元件的安装孔。

优选的，所述缓冲器还包括所述连接板顶部向下延伸形成的延伸板，所述延伸板为三角形结构，所述延伸板上设有安装孔并通过所述固定元件与动车车头顶部固定连接以缓冲车头顶部碰撞时的应力。

优选的，所述缓冲器还包括用于增强所述缓冲器结构的加强板，所述加强板与所述延伸板、连接板以及固定板相互连接并与其垂直设置。

优选的，所述加强板与所述固定板之间设有用于检测所述加强板安全性能的安全栓，所述安全栓包括两根相互之间设有一定空隙的凸条，所述加强板设置在所述凸条之间并与其固定连接。

一种动车，所述动车车头位置设有所述动车用碳纤维保险杠。

本发明的有益效果在于：

1、一种动车用碳纤维保险杠，包括设置在动车车头顶部的第一缓冲装置，第一缓冲装置底部设有第二缓冲装置，第一缓冲装置与第二缓冲装置之间设有加固梁，加固梁向车头方向弯曲并与车头相互啮合，加固梁从外到内依次设有相互贴合的表层、中间层以及内层，加固梁的表层为碳纤维材质，对其材质以及结构进行改进，减轻了整体质量，使整个车体车头位置的重心得到调整，不会由于车体减速对行车安全造成影响。

2、第一缓冲装置与动车车头顶部之间设置有缓冲器，缓冲器上设置有安全栓，通过安全栓可以对保险杠的安全性进行评价，如果安全栓变形则通过固定元件对保险杠进行快速更换。

附图说明

图1为本发明一种动车用碳纤维保险杠的整体结构结构示意图；

图2为本发明所述动车用碳纤维保险杠的加固梁的内部结构示意图；

图3为本发明所述动车用碳纤维保险杠的缓冲器的结构示意图；

图4为本发明所述动车用碳纤维保险杠的安全栓的结构示意图；

图5为本发明所述动车用碳纤维保险杠的缓冲器的正视图；

图6为本发明所述动车用碳纤维保险杠的缓冲器的仰视图。

以上各图中：

1、第一缓冲装置；11、第一防撞梁；12、第二防撞梁；2、第二缓冲装置；3、加固梁；31、表层；32、中间层；33、内层；34、加强元件；4、缓冲器；41、固定元件；42、连接板；43、固定板；44、安装孔；45、延伸板；46、加强板；47、安全栓；471、凸条。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。

一种动车用碳纤维保险杠，包括设置在动车车头顶部的第一缓冲装置1，所述第一缓冲装置1底部设有第二缓冲装置2，所述第一缓冲装置1与第二缓冲装置2之间设有加固梁3，所述加固梁3向车头方向弯曲并与车头相互啮合，所述加固梁3从外到内依次设有相互贴合的表层31、中间层32以及内层33，所述加固梁3的表层31为碳纤维材质，下面通过具体实施例对其进行详细说明。

请参考图1，本发明一种动车用碳纤维保险杠的整体结构结构示意图，包括设置在动车车头顶部的第一缓冲装置1，第一缓冲装置1设置在车头顶部起到缓冲与保护车头的作用。与传统的保险杠的结构不同，本发明保险杠采用弧形设计，与动车车头形状相互贴合，可以更好的起到缓冲保护作用。所述第一缓冲装置1底部设有第二缓冲装置2，所述第一缓冲装置1与第二缓冲装置2之间设有加固梁3，加固梁3是本发明的核心发明点，加固梁3采用u形的弧线设计，与车头之间形成面接触，提高受力过程中对车头的保护。加固梁3没有采用传统的金属材质的设计，使用多层材料相互复合的结构，减轻了整体重量的同时提高了保险杠的保护作用。所述加固梁3向车头方向弯曲并与车头相互啮合，所述加固梁3从外到内依次设有相互贴合的表层31、中间层32以及内层33，所述加固梁3的表层31为碳纤维材质。表层31的碳纤维材质是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的复合纤维材料，它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性。

请参考图2，本发明所述动车用碳纤维保险杠的加固梁3的内部结构示意图，所述加固梁3的中间层32为橡胶材质，所述加固梁3的内层33为金属材质，所述表层31、中间层32以及内层33之间相互固定连接。中间层32的橡胶材质采用经过硫化的高强度橡胶，具有缓冲冲击，吸收应力的作用。当车头高速运动的情况下与外界的物体发生碰撞时，可以借由硫化橡胶本身的形变吸收大量的应力，从而减少对车体本身造成的损伤。在本具体实施例中，内层33的金属材质采用高强度的钢架结构，与中间层32的硫化橡胶可以很好的贴合。行车过程中，列车长期高速行驶，会受到较大的风阻，由于列车本身也会发生一定的震动，使保险杠容易发生松动。内层33的钢架结构与车头之间的受力通过面接触进行受力的平衡，使保险杠不会由于风阻的作用使某一个着力点受力过大而造成损坏。

进一步的，三层结构之间的厚度具有一定的比例关系，所述碳纤维表层31与所述橡胶中间层32以及所述金属内层33之间的厚度的比例关系为5:3:2。在本具体实施例中，当表层31、中间层32、里层之间的比例关系为5:3:2时，保险杠的受外力冲击时的保护作用为最优。

请参考图3，本发明所述动车用碳纤维保险杠的缓冲器4的结构示意图，所述第一缓冲装置1包括设置在动车车头两侧的第一防撞梁11与第二防撞梁12，所述第一防撞梁11与第二防撞梁12一端固定连接，所述第一防撞梁11与第二防撞梁12另一端分别与所述加固梁3连接，所述第一防撞梁11与所述加固梁3之间、所述第二防撞梁12与所述加固梁3之间设有使所述第一缓冲装置1固定牢固的加强元件34。加强元件34为中间具有安装孔44的金属元件，可以通过安装孔44与车头部分固定牢固，使保险杠与车头之间的稳定性得到提高。

请参考图5，本发明所述动车用碳纤维保险杠的缓冲器4的正视图，所述第一缓冲装置1与动车车头顶部之间设置有缓冲器4，所述缓冲器4与所述第一缓冲装置1之间设有用于固定的固定元件41。缓冲器4是本发明的又一发明点所在，缓冲器4设置在车头顶部位置，当车头与外界发生碰撞时，缓冲器4连接的第一缓冲装置1受力，第一防撞梁11与第二防撞梁12受力向车头方向收缩，由于缓冲器4的作用，使第一防撞梁11与第二防撞梁12呈弧形运动，以缓冲器4为圆形向车头两侧挤压，不会对车头正面产生冲击，使力量延车头两侧的切向进行缓冲，从而减少对车头的正面冲击，保证车辆的安全。

进一步的，为了保证缓冲器4起到缓冲效果，必须对其进行固定安装，所述缓冲器4包括与动车车头顶部直接接触的连接板42以及与所述连接板42相互连接并与所述第一缓冲装置1固定连接的固定板43组成，所述连接板42与所述固定板43上设有若干用于安装所述固定元件41的安装孔44。

请参考图6，本发明所述动车用碳纤维保险杠的缓冲器4的仰视图，所述缓冲器4还包括所述连接板42顶部向下延伸形成的延伸板45，所述延伸板45为三角形结构，所述延伸板45上设有安装孔44并通过所述固定元件41与动车车头顶部固定连接以缓冲车头顶部碰撞时的应力。

为了保证缓冲器4的整体稳定性，所述缓冲器4还包括用于增强所述缓冲器4结构的加强板46，所述加强板46与所述延伸板45、连接板42以及固定板43相互连接并与其垂直设置。加强板46与延伸板45、连接板42、固定板43连接后，对其受力进行平衡，从而使其受力均匀，提高使用寿命。

请参考图4，本发明所述动车用碳纤维保险杠的安全栓47的结构示意图，所述加强板46与所述固定板43之间设有用于检测所述加强板46安全性能的安全栓47，所述安全栓47包括两根相互之间设有一定空隙的凸条471，所述加强板46设置在所述凸条471之间并与其固定连接。安全栓47可以快速对保险杠的安全性进行检测，当车头运行时间过长，虽然保险杠没有发生过直接碰撞过程，但是由于长期接触风阻，本身耐用性已经达不到安全标准，此时安全阀会由于长期受力产生形变，从而可以通过目测观察了解到需要进行更换。

为了使本领域的技术人员更加深入的了解本发明设计的动车用碳纤维保险杠，本具体实施例还公开了一种动车，所述动车车头位置设有所述动车用碳纤维保险杠，使用本发明涉及的动车用碳纤维保险杠。

一种动车用碳纤维保险杠，包括设置在动车车头顶部的第一缓冲装置1，第一缓冲装置1底部设有第二缓冲装置2，第一缓冲装置1与第二缓冲装置2之间设有加固梁3，加固梁3向车头方向弯曲并与车头相互啮合，加固梁3从外到内依次设有相互贴合的表层31、中间层32以及内层33，加固梁3的表层31为碳纤维材质，对其材质以及结构进行改进，减轻了整体质量，使整个车体车头位置的重心得到调整，不会由于车体减速对行车安全造成影响；第一缓冲装置1与动车车头顶部之间设置有缓冲器4，缓冲器4上设置有安全栓47，通过安全栓47可以对保险杠的安全性进行评价，如果安全栓47变形则通过固定元件41对保险杠进行快速更换。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。