CN104176078A - 一种轨道车辆车头的前罩结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆车头的前罩结构，包括安装于车体头部的前罩，将所述前罩分割成多片，各片之间通过连接结构固定连接在一起。本发明整体结构简单实用，通过将前罩分割成多片再缝合的结构，及通过控制各片之间连接结构的强度，有效控制玻璃钢前罩局部撕裂强度及碰撞情况下的结构失效变形过程，使其在碰撞过程中按设计要求撕裂失效，撕裂部分受碰撞力按设计要求折弯，此结构不破坏玻璃钢本身内部纤维分布及走向，保留玻璃钢自身性能，且对玻璃钢罩体整体结构强度影响小，可以按工况要求，设计只影响局部玻璃钢强度，碰撞后按设计要求逐步撕裂从而满足安全设计和车钩联挂的要求。

Description

一种轨道车辆车头的前罩结构

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆的车头，特别涉及一种轨道车辆车头的前罩结构，属于轨道车辆制造技术领域。

背景技术

对于动车组等高速轨道车辆，在车头部分均具有一个前罩，前罩将车头部的车钩罩在其内，以达到美观的效果，同时起到空气分流的作用，减少高速运行时的空气阻力。

轨道车辆在联挂或救援时，需要进行车钩的连接，为了满足车辆联挂的需求，目前轨道车辆车头的前端部都采用分体式自动开闭的前罩结构，前罩结构包括左右对称设置的左前罩和右前罩，前罩由开闭机构驱动，当车辆正常运行时，左前罩和右前罩闭合，当需要时，左前罩和右前罩向左右打开，为车钩联挂留出必要的空间，车钩自动的进行解锁并伸长和连接，以实现列车之间的重联或对故障列车进行救援。

目前，前罩中的左前罩和右前罩均为玻璃钢材料，采用整体模具刷树脂与玻璃钢纤维的方式制作，具有较强柔性、一体性，在碰撞破坏过程中难以撕裂，藕断丝连。

在轨道车辆被动安全设计中，轨道车辆碰撞工况下，由于玻璃钢前罩柔性大、不易碎，影响了轨道车辆的防爬器功能、车钩的准确连挂及吸能结构的效果，无法提供准确的安全设计数据。另外，在轨道车辆出现电路故障时，前罩的开闭机构无法正常开闭，由于玻璃钢前罩的柔性大，如果使用低速撞击的方法将前罩撞裂以使车钩联挂，是无法实现的，所以，需要人亲自下车将前罩打开，实现车钩联挂。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种轨道车辆车头的前罩结构，结构简单实用，可以有效控制玻璃钢前罩撕裂强度及碰撞情况下的变形过程，以满足安全设计和车钩联挂的要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种轨道车辆车头的前罩结构，包括安装于车体头部的前罩，将所述前罩分割成多片，各片之间通过连接结构固定连接在一起。

进一步，所述前罩的各片之间通过多个紧固件固定连接或通过胶粘结固定。

进一步，在所述前罩各片的边缘设置有向内的折边，多个所述紧固件将相邻两片的折边固定连接在一起。

进一步，在所述前罩的内壁上，至少在相邻两片连接的缝隙处的一侧再延伸出至少一条长切口。

进一步，在所述长切口中填满胶。

进一步，在所述缝隙的一侧设置的所述长切口为多条，多条所述长切口之间的间距，由车头向车体方向逐渐加大。

进一步，所述长切口的形状为弧线或直线。

进一步，位于所述缝隙两侧的长切口相互对称设置。

进一步，所述前罩由左右两部分组成，所述前罩的左右两部分分别分割成上下两片，两片连接的缝隙距轨面的高度与车钩距轨面的高度相一致。

进一步，所述前罩由左右两部分组成，所述前罩的左右两部分分别分割成上中下三片，两条缝隙的中心线距轨面的高度与车钩距轨面的高度相一致。

综上内容，本发明所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，整体结构简单实用，通过将前罩分割成多片再缝合的结构，及通过控制各片之间连接结构的强度，有效控制玻璃钢前罩局部撕裂强度及碰撞情况下的结构失效变形过程，使其在碰撞过程中按设计要求撕裂失效，撕裂部分受碰撞力按设计要求折弯，此结构不破坏玻璃钢本身内部纤维分布及走向，保留玻璃钢自身性能，且对玻璃钢罩体整体结构强度影响小，可以按工况要求，设计只影响局部玻璃钢强度，碰撞后按设计要求逐步撕裂从而满足安全设计和车钩联挂的要求。

附图说明

图1是本发明实施例一前罩结构示意图；

图2是本发明实施例一前罩的内侧结构示意图；

图3是本发明缝隙断面结构示意图；

图4是本发明长切口预置缺陷断面结构示意图；

图5是本发明实施例四前罩结构示意图；

如图1至图5所示，前罩1，左前罩2，右前罩3，上片3a，下片3b，螺栓4，折边5，缝隙6，长切口7。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例一：

如图1和图2所示，本发明提供了一种轨道车辆车头的前罩结构，包括安装于车体头部的前罩1，为了满足车辆联挂的需求，前罩1由分体的左右两部分组成，分别为左前罩2和右前罩3，左前罩2和右前罩3沿车体纵向中心线左右对称设置，左前罩2和右前罩3呈弧形，关闭时与车体头部的流线外形相一致，保证车辆运行时不增加运行阻力，在需要车钩联挂时，左前罩2和右前罩3在开闭机构的驱动下向车体两侧打开露出车头部的车钩。左前罩2和右前罩3均采用玻璃钢制造，不但可以保证在车辆高速运行状态下所需的强度和刚度，还可以降低重量，满足车辆轻量化的要求，同时也提升了车头的整体外观效果。

为了保证在轨道车辆被动安全设计中，轨道车辆碰撞工况下，前罩1能够按要求撕裂，不影响检测轨道车辆的防爬器功能、车钩的准确连挂及吸能结构的效果，也为了能够通过低速撞击的方法撕裂前罩1以实现车钩联挂，在本实施例中，如图1至图4所示，将前罩1分割成多片，再通过连接结构将各片缝合固定连接在一起形成完整的、一体的前罩1，在碰撞时，前罩1在撞击力的作用下，在各片的缝合处完全撕裂，将车头部的车钩、防爬器、吸能部件等露出，由于前罩1的纤维在分割处完全断开，所以撕裂后的前罩1不会产生藕断丝连的现象，有效解决了现有技术中轨道车辆碰撞工况中玻璃钢前罩不易碎，难脱落的问题，进而保证检测精度及保证车钩联挂。

下面以右前罩3为例，对结构进行详细说明，左前罩2与右前罩3结构相同。

如图1和图2所示，右前罩3被分割成上、下两片，分别为上片3a和下片3b，上片3a和下片3b连接的缝隙6为在水平面上为一条弧线，缝隙6距轨面的高度与车钩距轨面的高度相一致，以利于在对应车钩的位置将前罩1撕裂。

上片3a和下片3b之间可以通过螺栓连接，也可以采用铆钉连接、卡接、或插接等连接结构。本实施例中，如图1至图3所示，在上片3a和下片3b连接的缝隙6处的边缘各设置有向内弯折的折边5，两个折边5相对设置，通过多个螺栓4固定连接在一起，多个螺栓4之间等间距设置，折边5可以如图2所示沿缝隙处通长设置，也可以只在固定螺栓4的地方设置折边5。

采用螺栓4固定连接，一是为了方便前罩1各片之间的缝合连接，二是为了能够较好的计算并控制前罩1断裂的强度，及利于控制结构失效变形过程，螺栓4的数量、间距、强度的设计需要满足在前罩1被碰撞时容易断裂，又能保证车辆正常运行时所需的强度。如，螺栓4的数量采用10个，每两个螺栓4之间的间距大约为80mm，螺栓4的强度选择为A2-70。

上片3a和下片3b之间也可以通过结构胶粘结固定在一起，结构胶在固化后，其粘结的强度也需要满足在前罩1被碰撞时容易裂开，又能保证车辆正常运行时前罩1作为一个整体所需的强度。

如图1和图2所示，在右前罩3的内壁上，至少在相邻两片连接的缝隙6处的一侧再延伸出至少一条长切口7，如在缝隙6的每一侧设置二至六条长切口7，长切口7的作用是进一步对前罩1进行局部纤维切断，以利于在碰撞时前罩1能够被完全撕裂，而且使玻璃钢前罩1在撕裂过程中，撕裂部分按设计要求折弯。本实施例中，优选为，在中间的缝隙6的两侧，各再延伸出三条长切口7，即在上片3a的内壁和下片3b的内壁上，以缝隙6为起点分别向两侧各延伸出三条长切口7，同侧的三条长切口7之间的间距可以等间距设置，本实施例中则优选采用不等距设计，三条长切口7之间的间距由车头向车体方向逐渐加大，控制头罩在碰撞时的变形趋向及破坏过程。

本实施例中，长切口7的形状为弧线，向与车体连接的一侧方向弯曲，以利于顺着撞击的方向撕裂，位于缝隙6两侧的长切口7相互对称设置，当然也可以相互错开设置，或者位于缝隙6两侧的长切口7的长度不相同。位于缝隙6同一侧的多条长切口7延伸的长度可以相同，本实施例中则优选同一侧的多条长切口7延伸的长度不同，由中心的车头一侧向与车体连接的一侧方向逐渐减少，使得车头方向材料强度小于车体方向，因此控制头罩破坏从车头方向开始。长切口7的长度可以根据前罩1需要开口的面积有关，需要撕开的面积越大，长切口7的长度越长。

如图4所示，长切口7的断面呈敞口的方形，长切口7的底部不切断，从右前罩1的外表面上看还是完整的，只是在长切口7底部位置的壁较薄，以利于在碰撞时，螺栓4断裂后，右前罩3在长切口7处撕裂，进而向内侧翻折，将车头部的车钩、防爬器、吸能部件等露出。

为了保证车辆正常运行时的强度，在长切口7中填满结构胶，填满结构胶后，长切口7的表面与前罩1的内壁平齐。长切口7的断面也可以采用V形，或一端开口的梯形，或弧形等等。

在轨道车辆被动安全设计中，轨道车辆碰撞工况下，前罩1在被碰撞后，多个螺栓4断裂，上片3a和下片3b分开，并在撞击力的作用下再沿六条长切口7处撕裂，前罩1进而向内侧翻折，撕裂后的前罩1不会出现藕断丝连的现象，完全将车头部的车钩、防爬器、吸能部件等露出，不影响检测轨道车辆的防爬器功能、车钩的准确连挂及吸能结构的效果。

在列车出现电路故障时，前罩1不能自动打开，此时，将牵引用的车辆以5km/h以下的速度碰撞需要联挂的车辆的前罩1，前罩1在被碰撞后，多个螺栓4断裂，上片3a和下片3b分开，并在撞击力的作用下再沿六条长切口7处撕裂，前罩1进而向内侧翻折，牵引车辆继续低速运行，其车钩正对着与被牵引车辆的车钩碰触实现联挂，不再需要人为打开前罩1，省时省力，而且撕裂后的前罩1不会出现藕断丝连的现象，进而不会影响两个车钩之间的联挂，碰触一次即可联挂成功。

实施例二：

与实施例一不同之处在于，图中未示出，长切口7的形状为直线，向与车体连接的一侧方向倾斜，位于缝隙6两侧的长切口7相互对称设置，对称设置的两条长切口7形成一个夹角，各条长切口7延伸的长度可以相同，本实施例中则优选同一侧的多条长切口7延伸的长度不同，由车头向车体方向逐渐减少。

实施例三：

与实施例一不同之处在于，图中未示出，左前罩2和右前罩3被分别分割成上、中、下三片，形成两条缝隙6，每条缝隙6为在水平面上为一条弧线，两条缝隙6相互平行，两条缝隙6之间的中心线距轨面的高度与车钩距轨面的高度相一致，两条缝隙6之间的间距根据车钩的尺寸而定。

两条缝隙6的两侧分别设置三条长切口7，位于两条缝隙6之间的三条长切口7贯穿两条缝隙6之间，在两条缝隙6的外侧，再各设置三条长切口7，但设置在缝隙6外侧的长切口7的长度小于设置在两条缝隙6中间的长切口7的长度。

除上述实施例外，前罩1分割成两片或三片时，还可以是垂直分割，各片之间形成的缝隙6在垂直面上为一条弧线。

实施例四：

如图5所示，与实施例一不同之处在于，左前罩2和右前罩3被分别分割成四片，除在水平的中心线位置分割外，还在上、下安装其它设备的位置再分割出两个大致呈方形的形状，在中心的缝隙6的两侧各设置两条长切口7，位于两条缝隙6之间的二条长切口7贯穿两条缝隙6之间。

左前罩2和右前罩3的四片还可以采用其它种的分割方式，也还可以被分割成五片、六片等更多片，各片之间形成的缝隙6可以为多条相互平行的水平弧线或垂直弧线，也可以形成一个类似足球的多边形的结构等等。

本发明整体结构简单实用，通过将前罩分割成多片再缝合的结构，实现了控制玻璃钢罩局部撕裂强度，使其在碰撞过程中按设计要求撕裂失效，撕裂部分受碰撞力按设计要求折弯，此设计不破坏玻璃钢本身内部纤维分布及走向，保留玻璃钢自身性能，且对玻璃钢罩体整体结构强度影响小，可以按工况要求，设计只影响局部玻璃钢强度，碰撞后按设计要求逐步撕裂从而达到不影响排障及吸能结构功能的目的。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，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，依据本发明的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范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆车头的前罩结构，包括安装于车体头部的前罩，其特征在于：将所述前罩分割成多片，各片之间通过连接结构固定连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：所述前罩的各片之间通过多个紧固件固定连接或通过胶粘结固定。

3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：在所述前罩各片的边缘设置有向内的折边，多个所述紧固件将相邻两片的折边固定连接在一起。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：在所述前罩的内壁上，至少在相邻两片连接的缝隙处的一侧再延伸出至少一条长切口。

5.根据权利要求4所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：在所述长切口中填满胶。

6.根据权利要求4所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：在所述缝隙的一侧设置的所述长切口为多条，多条所述长切口之间的间距，由车头向车体方向逐渐加大。

7.根据权利要求4所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：所述长切口的形状为弧线或直线。

8.根据权利要求4所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：位于所述缝隙两侧的长切口相互对称设置。

9.根据权利要求1所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：所述前罩由左右两部分组成，所述前罩的左右两部分分别分割成上下两片，两片连接的缝隙距轨面的高度与车钩距轨面的高度相一致。

10.根据权利要求1所述的一种轨道车辆车头的前罩结构，其特征在于：所述前罩由左右两部分组成，所述前罩的左右两部分分别分割成上中下三片，两条缝隙的中心线距轨面的高度与车钩距轨面的高度相一致。