CN103129571B - 轨道车辆车端内风挡及其安装与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述轨道车辆车端内风挡及其安装与使用方法，采取全周双层封闭胶囊的整体结构，胶囊与边框之间采取滑动连接方式，既可显著地提高内风挡的隔声量，又能实现避免胶囊在列车过曲线时产生较大变形而损坏的问题发生。内风挡包括有纵向地连接于车体端部的外侧与邻近内风挡之间的一组边框，安装于边框上的胶囊、顶板、底部渡板和两侧的侧护板。所述的胶囊包括有相互进行嵌入式搭接而连接成一体式结构的外层胶囊和内层胶囊；在一组边框之间，外层胶囊和内层胶囊形成全周双层封闭的隔声整体结构；内层胶囊与边框之间是滑动式连接结构。如上述基本方案，内风挡的主要作用在于实现降噪，上述双层胶囊可大幅提高内风挡整体的隔声量，能使车端噪声控制在标准范围之内。

Description

轨道车辆车端内风挡及其安装与使用方法

技术领域

本发明涉及一种应用于轨道车辆的车端内风挡及其安装与使用方法，具体地采用双层噪声控制处理以大幅地提高内风挡的隔声量，属于机械制造与轨道交通技术领域。

背景技术

随着国内城市轨道交通的迅速普及与车辆行驶速度的大幅提升，对于提高客室内环境的舒适性提出了更高的设计和使用要求。

现有的轨道车辆结构，是在两节车体端部之部连接有内风挡，以提供人员通过的通道，以及用于密封、保温与降噪等性能处理，即通过内风挡对接而成2节车体加以实际连接。

目前轨道车辆上使用的内风挡均为单层胶囊结构，即主体为薄壁橡胶层，橡胶层再纵向地与两端边框加以固定连接。由于单层胶囊的隔声量较低，而车辆在高速行进过程中会从外界环境传入较高分贝的车外噪声，因此此类单层内风挡结构已不能满足高速轨道车辆的使用需求。

若增加胶囊的厚度或是增加多层胶囊，在现有内风挡的结构与安装工艺基础上，内风挡胶囊与边框之间采用刚性连接，当车辆经过曲线时会产生较大的变形，甚至会导致胶囊被撕裂或是出现多处应用造成的裂纹，反而造成保温、降噪功能的缺失。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的轨道车辆车端内风挡及其安装与使用方法，其目的在于解决上述现有技术出现的问题而采取全周双层封闭胶囊的整体结构，胶囊与边框之间采取滑动连接方式，既可显著地提高内风挡的隔声量，又能实现避免胶囊在过曲线时产生较大变形而损坏的问题发生。

另一发明目的在于，优化构成内风挡各部件的制造与安装工艺，以期降低各部件之间可能发生的碰撞力，并且有助于提升内风挡过曲线性能、以有利于进一步提高车辆行驶速度。

为实现上述发明目的，所述的轨道车辆车端内风挡主要包括有：

纵向地连接于车体端部的外侧与邻近内风挡之间的一组边框，安装于边框上的胶囊、顶板、底部渡板和两侧的侧护板。

与现有技术的区别之处在于，所述的胶囊包括有相互进行嵌入式搭接而连接成一体式结构的外层胶囊和内层胶囊；

在一组边框之间，外层胶囊和内层胶囊形成全周双层封闭的隔声整体结构；

内层胶囊与边框之间是滑动式连接结构。

如上述基本方案，内风挡的主要作用在于实现降噪，上述双层胶囊可大幅提高内风挡整体的隔声量，能使车端噪声控制在标准范围之内。

由于内层胶囊与边框之间是滑动式连接，因此在车辆过曲线时胶囊整体可具有较大的位移量，胶囊自身的变形度较小，也就不会发生因现有固定连接而导致的胶囊被撕裂的问题，也就是说上述内风挡结构较好地适应于高速行驶条件。

为进一步地提高胶囊位移量、降低变形度，可采取的改进措施是，所述外层胶囊的周长大于内层胶囊的周长，在安装后外层胶囊与内层胶囊之间留有空气。

当车辆高速经过大弯角时，内、外层胶囊发生不同位移量、不同曲率的变形，此时外层胶囊的变形更大一些，从整体上内、外层胶囊将扭曲力加以均衡。

上述滑动连接结构的具体应用可以是，所述边框的内侧设置有环形的安装槽，内层胶囊的内端部嵌入到安装槽中并沿安装槽的内腔滑动，因此内、外层胶囊在车辆过曲线时可产生较小的变形。

针对胶囊自身结构的改进措施可以是，外层胶囊和内层胶囊均具有通过一次性成型工艺而制备成的整体式结构。即两层胶囊均是一次成型且相互之间采用嵌入式搭接结构，从而能够确保整体密封性能的提升。

为进一步地应对过曲线时，控制顶板与边框之间相对位移量不要过大，可在边框的四周端角处，分别设置有外凸的垂向安装的转轴；

在顶板的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在顶板发生水平偏转时可抵触于转轴的顶角。

转轴相对于顶板提供了四个端角的限位功能，当顶板发生较大水平偏转时，由转轴限制顶板发生过大的偏转而使顶板能够通过抵触而提前进入运行轨迹，从而减小了 与其他部件之间的碰撞力，同时也为减小车辆过小曲线时胶囊变形后与顶板之间的摩擦损耗，保护胶囊不会因摩擦而损坏。

另外，也可在顶板的背面增加摩擦系数较小的耐磨层，以进一步地提高胶囊的使用寿命。

基于相同的设计使用原理，也可在底部渡板的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在底部渡板发生水平偏转时可抵触于转轴的顶角。

为优化与改善内风挡整体的隔声性能，可将所述的侧护板采用具有薄壁结构的型材，并在其内侧喷涂有阻尼隔声材料，从而以较轻的重量实现较高的阻尼隔声性能。

在上述双层胶囊结构、内外层间距和断面周长、以及内风挡部件安装结构的改进基础上，可在2节车体之间，相对的2个边框进行对挤安装连接，以完成车体之间的内风挡安装固定。

基于上述发明构思和轨道车辆车端结构的改进，本发明同时实现了下述内风挡安装方法：

即在2节车体之间，通过对挤连接方式、相对地组装一组车端内风挡；

在两侧边框之间滑动地连接一组外层胶囊和内层胶囊，从而外层胶囊与内层胶囊形成全周双层封闭的隔声整体结构；

在内层胶囊的内周侧，顶板、底部渡板和两侧的侧护板分别安装于边框。

其中，在所述边框的内侧设置有环形的安装槽，内层胶囊的内端部嵌入到安装槽中并可沿安装槽的内腔往复滑动。

所述的外层胶囊和内层胶囊，分别通过一次性成型工艺而制备成整体式结构；外层胶囊的端部嵌入到内层胶囊中，从而通过搭接连接成一体式结构。

外层胶囊的周长大于内层胶囊的周长，安装后外层胶囊与内层胶囊之间留有空气。

在边框的四周端角处，分别安装有外凸的垂向安装的转轴；在顶板的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在顶板发生水平偏转时可抵触于转轴的顶角；在底部渡板的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在底部渡板发生水平偏转时可抵触于转轴的顶角。

基于上述发明构思和轨道车辆车端结构的改进，本发明还实现了下述内风挡使用方法：

在2节车体之间，通过对挤连接方式、相对地组装一组车端内风挡；

在两侧边框之间滑动地连接一组外层胶囊和内层胶囊，外层胶囊与内层胶囊形成全周双层封闭的整体结构，从而形成双层隔声处理；

外层胶囊的周长大于内层胶囊的周长，安装后外层胶囊与内层胶囊之间留有空气；

在车体过曲线时，外层胶囊、内层胶囊分别发生方向相同、位移量不同的变形。

具体地，所述的外层胶囊和内层胶囊分别制备成整体式结构，并将外层胶囊与内层胶囊进行搭接连接。

分别在顶板、底部渡板的四个端角处，设置有向外延伸的顶角，从而在车体过曲线时顶角抵触于边框端角的转轴，从而顶板、底部渡板提前进入运行轨迹。

综上内容，所述轨道车辆车端内风挡及其安装与使用方法具有以下优点与有益效果：

采取双层封闭胶囊，胶囊与边框之间采取滑动连接方式，既可显著地提高内风挡的隔声量，又能实现避免胶囊在过曲线时产生较大变形而损坏的问题发生。

优化了内风挡各部件的制造与安装工艺，在降低间可能发生的碰撞力。

显著地提高了内风挡整体的过曲线性能，有利于提高车辆行驶速度。

内外两层胶囊均采用整体模具一次成型，并采用嵌入式搭接结构而能够确保密封性能的提高。

胶囊与边框进行滑动连接，可大幅提高内风挡的疲劳寿命。

通过优化顶板和底部踏板的结构，可保证内风挡导向过渡的平顺，并减小内风挡的磨耗，提高内风挡使用寿命和安全性。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步地说明。

图1是所述内外两层胶囊与边框的连接断面示意图；

图2是所述车端内风挡的结构示意图；

图3是车端内风挡的安装示意图；

图4是所述底部渡板采用现有技术、本发明所述结构之间的水平偏转对比图；

图5是内风挡隔声量及寿命随胶囊的橡胶厚度变化的曲线图；

图6是内风挡的内外层胶囊的局部尺寸示意图；

图7是同一频率下内、外层胶囊间隔H与隔声量的关系示意图；

图8是车辆过小曲线时内、外层胶囊发生变形的不同断面周长变化示意图；

图9是胶囊的橡胶抗拉伸强度与其硬度之间关系示意图。

如图1至图9所示，外层胶囊1，内层胶囊2，顶板3，底部渡板4，侧护板5，边框6，车体7，转轴8，顶角9。

具体实施方式

实施例1，如图1、图2和图4所示，所述的轨道车辆车端内风挡主要包括有，纵向地连接于车体7端部的外侧与邻近内风挡之间的一组边框6，安装于边框6上的外层胶囊1、内层胶囊2、顶板3、底部渡板4和两侧的侧护板5。在2节车体7之间，相对的2个边框6进行对挤安装连接。

其中，外层胶囊1、内层胶囊2相互进行嵌入式搭接而连接成一体式结构，以形成全周双层封闭的隔声整体结构，外层胶囊1的周长大于内层胶囊2的周长。

内层胶囊2与边框6之间是滑动式连接结构，即边框6的内侧设置有环形的安装槽，内层胶囊2的内端部嵌入到安装槽中并沿安装槽的内腔滑动。

外层胶囊1和内层胶囊2，均具有通过一次性成型工艺而制备成的整体式结构。

在边框6的四周端角处，分别设置有外凸的垂向安装的转轴8。

在顶板3的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在顶板3发生水平偏转时可抵触于转轴8的顶角9；在底部渡板4的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在底部渡板4发生水平偏转时可抵触于转轴8的顶角9。

侧护板5采用具有薄壁结构的型材，并在其内侧喷涂有阻尼隔声材料。

如图3所示，所述轨道车辆车端内风挡安装方法，是在2节车体7之间，通过对挤连接方式、相对地组装一组车端内风挡；

在两侧边框6之间滑动地连接一组外层胶囊1和内层胶囊2，从而外层胶囊1与内层胶囊2形成全周双层封闭的隔声整体结构；

在内层胶囊2的内周侧，顶板3、底部渡板4和两侧的侧护板5分别安装于边框6。

在安装前在所述边框6的内侧设置有环形的安装槽，安装时内层胶囊2的内端部嵌入到安装槽中并可沿安装槽的内腔往复滑动。

在安装前，所述的外层胶囊1和内层胶囊2分别通过一次性成型工艺而制备成整 体式结构；安装时，外层胶囊1的端部嵌入到内层胶囊2中，从而通过搭接连接成一体式结构。并且，所述外层胶囊1的周长大于内层胶囊2的周长，安装后外层胶囊1与内层胶囊2之间留有空气。

在安装过程中，在边框6的四周端角处，分别安装有外凸的垂向安装的转轴8；

在顶板3的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在顶板3发生水平偏转时可抵触于转轴8的顶角9；在底部渡板4的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在底部渡板4发生水平偏转时可抵触于转轴8的顶角9。

如图1至图4、图8所示，所述轨道车辆车端内风挡使用方法，是在2节车体7之间，通过对挤连接方式、相对地组装一组车端内风挡；

在两侧边框6之间滑动地连接一组外层胶囊1和内层胶囊2，外层胶囊1与内层胶囊2形成全周双层封闭的整体结构，从而形成双层隔声处理；

外层胶囊1的周长大于内层胶囊2的周长，安装后外层胶囊1与内层胶囊2之间留有空气；

在车体7过曲线时，外层胶囊1、内层胶囊2分别发生方向相同、位移量不同的变形。

具体地，外层胶囊1和内层胶囊2，分别制备成整体式结构并将外层胶囊1与内层胶囊进行搭接连接。

分别在顶板3、底部渡板4的四个端角处，设置有向外延伸的顶角9，从而在车体7过曲线时顶角9抵触于边框6端角的转轴8，从而顶板3、底部渡板4提前进入运行轨迹。

如图4所示，车辆在过曲线时，各节车体7之间会发生相对平移和旋转的复合运动，如(a)部所示的现有车辆使用的内风挡装置，底部渡板4由于横向长度较短，在曲线运行条件比较苛刻的情况下，会与内风挡导柱发生碰撞，引起异常噪声甚至导致内风挡卡死，降低内风挡使用寿命。

如(b)部所示，本发明所述的内风挡结构，底部渡板4可借助于顶角9抵触于转轴8而被导向提前进入所设计的运动轨迹，避免与导柱发生碰撞，减小内风挡变形(图4中，转角a＞b)和车辆过曲线时的异常噪声，提高内风挡的使用寿命。

双层胶囊厚度的确定根据仿真和试验可知，隔声量和应用于内风挡的疲劳寿命随 着橡胶厚度的变化而变化，如图5所示是在同一频率下胶囊橡胶实现的隔声量及疲劳寿命随其厚度的变化曲线。即橡胶隔声量随着其厚度增加而递增，疲劳寿命先随着厚度增加而递增，达到一定厚度时，继续增加橡胶厚度反而会缩短内风挡使用寿命。调节疲劳寿命的纵坐标使两曲线相交，阴影部分为综合考虑疲劳寿命、隔声量及模具加工精度等的橡胶厚度取值范围：h₁～h₂。经仿真可知，列车过曲线时，内内风挡的四个角部变形较其它部位严重，因此，内风挡内胶囊设计为角部厚度大于其它部位，如图6所示，内胶囊角部厚度为d，其它部位厚度为c，L为尺寸变化段，h₁≤c<d≤h₂。

在图1中，从内风挡断面示意可以看出，内外两层胶囊间隔为H，内层胶囊断面周长为L。如图7所示，内外层胶囊间距H的增大，内风挡的隔声量也相应提高。

内外胶囊间距H与内胶囊断面周长L有反向增长关系，即增大风挡的隔声量必然会降低风挡的疲劳寿命，间距H和内胶囊断面周长L是综合考虑隔声量和内风挡疲劳寿命，经仿真和实验折中得出的最优值。

如图8表明，列车在过小曲线轨道时，内层胶囊断面周长L不同，其变形急剧程度也不一样，周长L小的内层胶囊变形程度大，疲劳强度小，使用寿命短。

如图9所示，内风挡的内层胶囊使用的材料为橡胶，橡胶硬度取值为e。根据橡胶性能可知，橡胶硬度的取值范围为50～70HS，内层胶囊抗拉伸强度随着橡胶硬度的改变而改变，从图中可以看出，应选用硬度为e的橡胶制造内内风挡，可使内内风挡的使用寿命最长。

如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据上述技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种轨道车辆车端内风挡实现的安装方法，其特征在于：在2节车体(7)之间，通过对挤连接方式、相对地组装一组车端内风挡,所述车端内风挡包括有纵向地连接于车体(7)端部的外侧与邻近内风挡之间的一组边框(6)，安装于边框(6)上的胶囊、顶板(3)、底部渡板(4)和两侧的侧护板(5)，所述的胶囊包括有相互进行嵌入式搭接而连接成一体式结构的外层胶囊(1)和内层胶囊(2)；

在两侧边框(6)之间滑动地连接一组外层胶囊(1)和内层胶囊(2)，从而外层胶囊(1)与内层胶囊(2)形成全周双层封闭的隔声整体结构；

在内层胶囊(2)的内周侧，顶板(3)、底部渡板(4)和两侧的侧护板(5)分别安装于边框(6)上。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆车端内风挡实现的安装方法，其特征在于：在所述边框(6)的内侧设置有环形的安装槽，内层胶囊(2)的内端部嵌入到安装槽中并可沿安装槽的内腔往复滑动。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆车端内风挡实现的安装方法，其特征在于：所述的外层胶囊(1)和内层胶囊(2)，分别通过一次性成型工艺而制备成整体式结构；

外层胶囊(1)的端部嵌入到内层胶囊(2)中，从而通过搭接连接成一体式结构。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆车端内风挡实现的安装方法，其特征在于：所述外层胶囊(1)的周长大于内层胶囊(2)的周长，安装后外层胶囊(1)与内层胶囊(2)之间留有空气。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的轨道车辆车端内风挡实现的安装方法，其特征在于：在边框(6)的四周端角处，分别安装有外凸的垂向安装的转轴(8)；

在顶板(3)的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在顶板(3)发生水平偏转时可抵触于转轴(8)的顶角(9)；

在底部渡板(4)的四个端角处，分别设置有向外延伸的、在底部渡板(4)发生水平偏转时可抵触于转轴(8)的顶角(9)。

6.一种轨道车辆车端内风挡实现的使用方法，其特征在于：在2节车体(7)之间，通过对挤连接方式、相对地组装一组车端内风挡，所述车端内风挡包括有纵向地连接于车体(7)端部的外侧与邻近内风挡之间的一组边框(6)，安装于边框(6)上的胶囊、顶板(3)、底部渡板(4)和两侧的侧护板(5)，所述的胶囊包括有相互进行嵌入式搭接而连接成一体式结构的外层胶囊(1)和内层胶囊(2)；

在两侧边框(6)之间滑动地连接一组外层胶囊(1)和内层胶囊(2)，外层胶囊(1)与内层胶囊(2)形成全周双层封闭的整体结构，从而形成双层隔声处理；

外层胶囊(1)的周长大于内层胶囊(2)的周长，安装后外层胶囊(1)与内层胶囊(2)之间留有空气；

在车体(7)过曲线时，外层胶囊(1)、内层胶囊(2)分别发生方向相同、位移量不同的变形。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆车端内风挡实现的使用方法，其特征在于：所述的外层胶囊(1)和内层胶囊(2)，分别制备成整体式结构并将外层胶囊(1)与内层胶囊进行搭接连接。

8.根据权利要求6或7所述的轨道车辆车端内风挡实现的使用方法，其特征在于：分别在顶板(3)、底部渡板(4)的四个端角处，设置有向外延伸的顶角(9)，从而在车体(7)过曲线时顶角(9)抵触于边框(6)端角的转轴(8)，从而顶板(3)、底部渡板(4)提前进入运行轨迹。