一种列车耐碰撞吸能结构的制作方法

本发明总体上涉及轨道车辆技术领域，更具体地，涉及一种列车耐碰撞吸能结构。

背景技术：

在列车——尤其是高速列车——的设计中，车辆的运行安全是最重要的设计方向之一，特别是在车辆发生碰撞时，如何最大限度地避免对车辆以及车辆乘员造成损害是车辆设计时需要重点考虑的内容。

现有的动车组防爬吸能设计是根据整车实际碰撞性能，在司机室前端的车钩周边安装2-4个独立的防爬吸能装置。防爬吸能装置主要部件有防爬齿、变形吸能单元、安装座等部件组成，变形吸能单元的吸能性能与其长度、横截面有直接关联。目前，防爬吸能装置长度均在800mm左右，横截面积与车钩缓冲器相似(参见图1)。

然而现有的吸能装置具有以下多个不足之处：

1.现有的防爬吸能装置属于独立装置，而且其体积较大，占用了司机室前端的大部分空间，直接影响司机室整体头型设计及其它部件安装；

2.现有的防爬吸能装置增加了整车的制造成本；

3.现有的防爬吸能装置通过紧固件与车体刚结构连接，在运用中需要定期检查螺栓的紧固性，降低整车检修效率。

技术实现要素：

在以上背景下，发明人意识到，需要一种改进的耐碰撞的吸能结构，可以与列车车头的现有部件结合在一起，而不需要再单独安装，可以起到碰撞防爬车与吸能的效果的同时大大降低制造使用成本同时提高车辆的检修效率。

由所附权利要求限定本申请。本公开总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。

本发明的优势在于，提供了一种动车组司机室前端设计一种防爬吸能结构，该方法能够提升列车安全性的同时更具成本利益。

根据本发明，提供了一种列车耐碰撞吸能结构，包含：

防撞墙，防撞墙设置在列车的司机室前端；

安装座，安装座设置在防撞墙的前端并通过吸能梁和a柱与防撞墙连接；

前端部，前端部处于安装座下方并与安装座成钝角地连接；以及

车钩托梁，车钩托梁安装至前端部。

根据本发明的一个实施例，防撞墙包括腰梁，腰梁具有前横梁以及从前横梁朝向后方延伸的相互平行的两个侧梁，腰梁水平地围绕司机室的前端。

根据本发明的一个实施例，前横梁设置朝向下方垂直延伸的防撞柱。

根据本发明的一个实施例，前横梁与侧梁的过渡段设置朝向下方延伸的防撞角柱。

根据本发明的一个实施例，吸能梁与a柱通过焊接与安装座连接，安装座为列车的车头部的开闭机构安装座。

根据本发明的一个实施例，吸能梁与腰梁固定连接，以及a柱与侧梁固定连接。

根据本发明的一个实施例，吸能梁上设置多个减重孔。

根据本发明的一个实施例，安装座倾斜地向下延伸并与防撞柱之间呈锐角角度。

根据本发明的一个实施例，车钩托梁具有上支撑梁、横梁、下支撑梁以及后安装板，其中，上支撑梁、横梁以及下支撑梁的内端分别与后安装板从上到下依次固定连接，以及横梁横向于底面延伸，上支撑梁和下支撑梁外端分别与横梁的外端固定连接。

根据本发明的一个实施例，后安装板固定地安装在前端部上。

通过上述技术方案，本发明的列车耐碰撞吸能结构与现有的吸能防爬结构相比具有以下优势：

1.应用本发明的吸能结构后不需要再单独安装防爬吸能装置，可以起到碰撞防爬车与吸能的效果。

2.采用本发明设计的防爬吸能结构后，可以降低整车的制造成本。

3.本发明的结构焊接在司机室前端部上，属于车体刚结构的一部分，运用中不需要定期检修，提高整车检修效率。

附图说明

为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，系统部件可以被不同地布置。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部分。

图1示出了根据现有技术的吸能防爬结构的示意图；

图2示出了根据本发明的列车耐碰撞吸能结构的示意图；

图3示出了根据本发明的列车耐碰撞吸能结构的防撞墙的示意图；

图4示出了根据本发明的列车耐碰撞吸能结构的安装座的示意图；

图5示出了根据本发明的列车耐碰撞吸能结构的车钩托梁的示意图。

具体实施方式

以下描述了本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。

下面将结合附图说明本申请的一个或多个实施例。流程图说明系统所执行的过程，可以理解的是，流程图的执行并不需要按照顺序进行，可以省略一个或多个步骤，也可以增加一个或多个执行的步骤，以及可以以顺序或者相反的顺序，甚至在一些实施例中可以同时来执行一个或多个步骤。

下面的实施例中所涉及的轨道车辆可以是城市轻轨车辆、铁路轨道车辆以及其他使用轨道的车辆。车辆可以是非自主的、半自主的(例如一些常规运动功能由车辆控制)或自主的(例如运动功能由车辆控制，无需驾驶员的直接输入)。

图1示出了现有技术中安装在动车组头部防爬吸能装置1，该防爬吸能装置1包括变形吸能单元11，防爬齿12以及安装座13。其中，防爬吸能装置1通过安装座13安装在动车组头部的车钩(未示出)周边。现有技术中的上述防爬吸能装置1是一个独立设置的装置，体积较大，安装后会占用司机室前端的大部分空间，对司机室整体头部形状设计以及其他部件的安装都造成了比较大的影响。此外，该防爬吸能装置1的加工制作相对比较复杂，并且具有较高的加工成本，并且由于该防爬吸能装置1是通过紧固件与车体刚性结构连接的，在日常运营维护的过程中需要对该部件进行定期的检查以防止螺栓松脱，降低了整体的检修效率。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种新的列车耐碰撞吸能结构。如图2所示的本发明的列车耐碰撞吸能结构10，其包括防撞墙101，动车组车头开闭机构的安装座102，车钩托梁103以及动车组车头部的前端部104。其中，以上各个部分之间可以通过焊接实现固定连接，从而形成一体式的耐碰撞吸能结构。

具体地，结合附图2的整体结构以及附图3-5的各个部分的示意图可以看到，在一个实施例中，防撞墙101包括腰梁1011，腰梁1011具有前横梁以及从前横梁朝向后方延伸的相互平行的两个侧梁，腰梁水平地围绕司机室的前端。腰梁1011整体上可以成u型延伸。在腰梁1011的前横梁设置朝向下方垂直延伸的防撞柱1012，防撞柱1012可以按照需求进行设置，在本实施例中，对称设置了两根朝向下方延伸的防撞柱1012，此外，在前横梁与侧梁的过渡段设置朝向下方延伸的防撞角柱1013以加强防撞墙101的整体强度，同样可以理解的是，本实施例中对称设置的两根防撞角柱1013仅作为示例，可以根据需求设置相应数量的防撞角柱1013。可以理解的是，防撞柱1012以及防撞角柱1013均与腰梁1011通过焊接或一体成型的方式固定连接在一起。

接着参考图4的安装座102，如图所示，安装座102具有吸能梁1021以及a柱1022，吸能梁1021和a柱1022的前端均与安装座102的安装板1023通过焊接的方式固定连接。在本实施例中，吸能梁1021上设置有多个减重孔，通过减重孔的设置可以实现整体架构的轻量化的要求，同时节省该部件的制作成本。

此外，参考图2可以看到，吸能梁1021和a柱1022的后端分别与防撞墙101的腰梁1011的前端和侧部分别通过例如焊接的方式固定连接在一起，当遭遇碰撞时，可以通过吸能梁1021和a柱1022的溃缩来吸收能量，使防撞墙101遭受的碰撞大幅减小从而保证驾驶室的安全。此外，可以通过有限元仿真软件对吸能梁进行压缩变形分析，使安装座102在碰撞过程中能实现纵向方向的有序变形，达到吸能效果。

接着参考图5，图5示出了本发明的列车耐碰撞吸能结构的车钩托梁103，该车钩托梁103具有上支撑梁1031、横梁1032、下支撑梁1033以及后安装板1034，其中，上支撑梁1031、横梁1032以及下支撑梁1033的内端分别与后安装板1034从上到下依次固定连接，以及横梁1032横向于底面延伸，上支撑梁1031和下支撑梁1033的外端分别与横梁1032的外端通过例如焊接的方式固定连接，后安装板1034固定地安装在前端部104上。如图2所示，前端部104处于安装座102下方并与安装座102成钝角地连接。此外，安装座102沿着倾斜的方向延伸并与防撞柱之间呈锐角角度。可以理解的是，安装座102与前端部104之间可以一体成型或通过焊接的方式固定连接。当遭遇碰撞时，车钩托梁103同样可以作为能量吸收部件对部分能量进行吸收。

此外，如图2所示，通过安装座102与前端部104的成角度的设置，使安装座102的最上端在列车的长度方向上延伸超过前端部104，当遭遇碰撞时，该倾斜的安装座102可以限制与本列车碰撞的列车的纵向方向上的运动，即——实现了防爬目的，更有效的保护了列车的驾驶室。

通过上述与列车车头一体式的耐碰撞吸能结构的设计，可以使车辆不再需要单独安装防爬吸能装置，节省了车辆的材料成本和时间成本，同时，一体化的设置也避免了紧固件的使用，一方面节约了成本，另一方面也不再需要大量的维护，提高了车辆的检修效率。

在技术上可行的前提下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外实施例。

在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。

上述实施例是本发明的实施方式的可能示例，并且仅是为了使本领域技术人员清楚地理解本发明的原理而给出。本领域技术人员应当理解：以上针对任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的整体构思下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以彼此进行组合，并产生如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在具体实施方式中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明所要求的保护范围之内。