CN104442857B - 一种轨道车辆司机室吸能结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆司机室吸能结构，包括吸能部件、止挡柱、司机室前端骨架，所述止挡柱固定在司机室的结构件上，所述止挡柱设置在所述司机室的操纵台前端的面板下方，所述吸能部件固定在所述止挡柱上，所述吸能部件的长度至少为600mm。本发明通过设置吸能能力比较大的吸能部件，使其能够与车钩共同承载36km/h的撞击速度，同时设置止挡柱并加强其结构，防止撞击变形向后扩散，另外，弱化司机室前端骨架的刚度，使其参与撞击时的变形吸能过程，有效的增加了吸能结构的变形吸能能力。

Description

一种轨道车辆司机室吸能结构

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆司机室吸能结构，特别涉及一种能够提高撞击时的吸能总量的轨道车辆司机室吸能结构。

背景技术

随着我国社会经济的发展，人民生活节奏的加快，轨道交通在城市交通中的地位越来越高，人们对轨道车辆的安全性和经济性的要求也随之越来越高。欧盟专门制定了《EN15227铁路应用-铁路车辆车体防撞性要求》，规定了轨道车辆应合理设计结构，当车辆遭受意外撞击时，铁路车辆前端能够吸收足够的撞击能量，确保司机和乘客具有足够的逃生空间，标准EN15227中的CI级碰撞要求规定铁路车辆应能够承受达36km/h的撞击速度。现有的车钩缓冲装置和圧溃吸能部件只能满足速度为25km/h的撞击，但对于EN15227C-I级规定的36km/h撞击速度，现有吸能部件的吸能量不足，需要改进吸能部件，增加其吸能量。

在中国的申请号为201210565036.5的发明专利中公开了一种防爬吸能部件，包括设置在司机室前端部的防爬棱、钢结构内部的防撞立柱，防爬棱向外延伸，此种结构能够保护司机室钢结构，但是其防撞立柱前没有变形吸能部件，遭受撞击时，直接由防撞立柱抵挡，这样有可能导致车体震动大大增加，而导致司机室的骨架变形过大，影响司机逃生空间。

在中国的申请号为201120420346.9的实用新型专利中也公开了一种防爬吸能部件，在司机室骨架的底部设置一对防爬吸能部件，防爬吸能部件通过安装座安装，此种方式使司机室前端在遭受撞击时只能通过此吸能部件吸收能量，但是吸能部件吸收的能量有限，当撞击力过大时，同样不够安全。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供能够提高变形吸能能力并且能够将变形挡在操纵台前的一种轨道车辆司机室吸能结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种轨道车辆司机室吸能结构，包括吸能部件、止挡柱、司机室前端骨架，所述止挡柱固定在司机室的结构件上，所述止挡柱设置在所述司机室的操纵台前端的面板下方，所述吸能部件固定在所述止挡柱上，所述吸能部件的长度至少为600mm。

进一步，所述吸能部件为方形碰撞管，所述方形碰撞管的一端与安装座固定连接，另一端与防撞板固定连接，所述方形碰撞管内部填充吸能材料铝蜂窝。

进一步，在所述操纵台前端的面板下方位置处设置操纵台止挡梁，所述操纵台止挡梁为向前突出的U形结构，其两端分别与司机室后端骨架固定连接。

进一步，所述止挡柱竖向固定在所述操纵台止挡梁与所述底架之间，所述止挡柱的顶部与所述操纵台止挡梁之间固定连接，所述止挡柱的底部与司机室底架固定连接。

进一步，在所述止挡柱与所述司机室底架之间设置L形加强板，所述L形加强板的侧壁与所述止挡柱固定连接，所述L形加强板的底壁与所述司机室底架固定连接。

进一步，在所述司机室的操纵台前方中间位置，所述操纵台止挡梁下方的位置处预留检修空间，所述止挡柱设置在所述检修空间的两侧。

进一步，在所述止挡柱的中间位置处设置横梁，所述横梁为向前突出的U形结构，其两端与所述司机室后端骨架固定连接，所述横梁在所述检修空间的位置处断开，所述横梁与所述止挡柱固定连接。

进一步，在所述操纵台止挡梁和所述横梁的U形拐角处设置立柱，所述立柱与所述操纵台止挡梁、所述横梁、所述底架之间固定连接。

进一步，在所述司机室前端骨架上设置多个长圆形通孔。

进一步，所述止挡柱采用矩形中空型材。

综上所述，本发明提供的一种轨道车辆司机室吸能结构，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)设置的吸能部件的吸能能力比较大，使其与车钩共同作用能够吸收达36km/h的撞击速度所产生的撞击能量，充分利用司机室前端的空间。另外，通过设置止挡柱，并且将止挡柱设置在操纵台前，有效的将变形限制在了操纵台前的空间内。

(2)通过设置操纵台止挡梁，将止挡柱固定在操纵台止挡梁和底架之间，并且在止挡柱上设置横梁和加强板，加强了止挡柱的结构，同时横梁和操纵台止挡梁均与司机室后端骨架固定连接，使止挡柱与司机室后端骨架间接形成一体结构，更加坚固，能够有效的阻挡变形，保证了司机的逃生空间。

(3)通过在操纵台前的骨架上设置一定数量的长圆形通孔，弱化此部分骨架的刚度，使其在撞击时能够比较容易产生形变，参与吸收能量，有效的增加了铁路车辆在遭受意外撞击时的吸能总量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

如图1所示，止挡柱1，吸能部件2，防撞板2a，司机室前端骨架3，操纵台止挡梁4，司机室后端骨架5，底架6，横梁7，立柱7a，加强板7b，安装座8，工艺孔9。

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：

如图1所示，一种轨道车辆司机室吸能结构，包括止挡柱1、吸能部件2、司机室前端骨架3，吸能部件2设置在止挡柱1前与止挡柱1固定连接，在操纵台前端面板下增加操纵台止挡梁4，止挡柱1竖向固定在操纵台止挡梁4和底架6之间。

吸能部件2的长度至少为600mm，此长度能够使其与车钩共同吸收速度达36km/h的撞击能量。吸能部件2采用方形碰撞管，在方形碰撞管的一端设置防撞板2a，另一端设置安装座8，中间填充铝蜂窝作为吸能材料，安装座8将吸能部件2固定连接在止挡柱1上，为了方便碰撞后的拆卸及更换，安装座8与止挡柱1之间的连接方式优选采用螺栓连接。安装座8与止挡柱1的一个侧壁连接时，需要在止挡柱1上设置工艺孔9，方便安装，也可以采用较长的螺栓，安装时直接穿过止挡柱1和安装座8连接。与每个吸能部件2连接的止挡柱1的数量以及所采用的止挡柱1的规格根据受力要求以及所采用的材质计算得出。

司机室前端骨架3和底架6的长度根据吸能部件2的长度确定，司机室前端骨架3和底架6的长度应保证吸能部件2的位置在车体外罩以内，并且吸能部件2的前端部与司机室外罩的前端部之间有大约100mm左右的安全空间。

在司机室前端骨架3上设置通孔，弱化司机室前端骨架3的刚度，使其在遭受撞击时能够参与变形吸能，通孔的大小、数量和位置根据具体情况计算得出，应既能保证骨架满足变形的需要，又能保证其有足够的强度和刚度支撑外罩的重量。在本实施例中，为使应力更加均匀，骨架的变形性更好，通孔的形状优选采用长圆孔。

操纵台止挡梁4为向前突出的U形横梁，两端固定连接在司机室后端骨架5上。司机室前端骨架3与司机室后端骨架5之间采用螺栓连接，能够方便司机室的拆卸。

止挡柱1的顶部与操纵台止挡梁4固定连接，底部与司机室底架6固定连接，在操纵台前方、操纵台止挡梁4下方的中间位置处留出检修设备的空间，检修空间的尺寸约为宽600mm，高750mm，止挡柱1在检修空间两侧竖向设置，止挡柱1的顶部与操纵台止挡梁4固定连接，止挡柱1的底部与底架6之间固定连接，止挡柱1至司机室前端外罩之间的空间为变形区域。

在止挡柱1的中间位置处设置横梁7加固，横梁7与止挡柱1固定连接，横梁7为向前突出的U形梁，其两端分别与司机室后端骨架5固定连接，由于操纵台前的检修空间的限制，横梁7在检修空间处断开。

在横梁7或操纵台止挡梁4的向后弯曲的拐点处设置立柱7a，立柱7a与操纵台止挡梁4、横梁7和底架6之间固定连接，用以弥补并加强横梁7和操纵台止挡梁4在拐点处的应力损失。在每个止挡柱1和立柱7a的后面设置一个加强板7b，加强板7b为L形，其底壁与底架6固定连接，加强板7b的侧壁与止挡柱1或立柱7a固定连接，此结构大大加强了止挡柱1的承载能力。

为进一步增强强度和刚度，止挡柱1、立柱7a、操纵台止挡梁4和横梁7的材质优选采用矩形中空型材。

一般司机室骨架中的各个梁和柱之间的连接方式有焊接、铆接和螺栓连接，但铆接对梁的结构要求比较高，并且安装后的强度不如焊接，而螺栓连接需要在梁和柱上开孔，比较麻烦，还可能影响梁和柱的强度，因此将止挡柱1与操纵台止挡梁4和底架6之间、横梁7与止挡柱1和立柱7a之间、操纵台止挡梁4与司机室后端骨架5之间、横梁7与司机室后端骨架5之间、加强板7b与止挡柱1和底架6之间、加强板7b与立柱7a和底架6之间的连接方式均采用焊接连接。

一般车体中的梁和柱等承重部件均与车体采用同种材质，若采用不同材质，可能会有金属间腐蚀等问题。在本实施例中车体采用碳钢材质，因此上述司机室前端骨架3、司机室后端骨架5、吸能部件2、操纵台止挡梁4、止挡柱1、横梁7、立柱7a、加强板7b的材质均采用碳钢。

本实施例中设置的吸能部件2的吸能能力比较大,其与车钩能够共同承载36km/h的撞击速度所产生的撞击能量，通过在司机室前端骨架3上设置一定数量的通孔，弱化此部分骨架的强度，使其在撞击时能够比较容易产生形变，参与吸收能量，进一步增加了吸能结构的总吸能能力。吸能部件2的长度使司机室前端的空间比较大，充分利用了司机室前端的空间，产生了比较大的撞击变形区，止挡柱1设置在操纵台止挡梁4的位置处，将撞击变形限制在了操纵台前的空间内。操纵台止挡梁4和横梁7分别与司机室后端骨架5焊接，使止挡柱1与司机室后端骨架5间接形成一体结构，更加坚固，抵挡变形的能力进一步增强。

与传统的铁路车辆吸能结构相比，此吸能结构设置的吸能部件2的吸能能力比较大，并且弱化了司机室前端骨架3，使司机室前端在遭受撞击时能够吸收的总能量进一步增加，吸能部件2的长度使司机室前端的变形空间比较大，同时强化了止挡柱1的结构，将撞击变形有效的限制在了操纵台的前面，保证了撞击时司机的逃生空间。

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 (7)

1.一种轨道车辆司机室吸能结构，包括吸能部件、止挡柱、司机室前端骨架，所述止挡柱固定在司机室的结构件上，所述吸能部件固定在所述止挡柱上，其特征在于：在操纵台前端的面板下方位置处设置操纵台止挡梁，所述操纵台止挡梁为向前突出的U形横梁结构，所述操纵台止挡梁的两端分别与司机室后端骨架固定连接，所述止挡柱竖向固定在所述操纵台止挡梁与司机室底架之间，所述止挡柱的顶部与所述操纵台止挡梁之间固定连接，所述止挡柱的底部与司机室底架固定连接，所述吸能部件的长度至少为600mm，所述止挡柱与司机室前端外罩之间的空间为变形区域，在所述司机室前端骨架上设置一定数量的用于提高前端骨架变形能力的通孔。

2.根据权利要求1所述一种轨道车辆司机室吸能结构，其特征在于：所述吸能部件为方形碰撞管，所述方形碰撞管的一端与安装座固定连接，另一端与防撞板固定连接，所述方形碰撞管内部填充吸能材料铝蜂窝。

3.根据权利要求1所述一种轨道车辆司机室吸能结构，其特征在于：在所述止挡柱与所述司机室底架之间设置L形加强板，所述L形加强板的侧壁与所述止挡柱固定连接，所述L形加强板的底壁与所述司机室底架固定连接。

4.根据权利要求1所述一种轨道车辆司机室吸能结构，其特征在于：在所述司机室的操纵台前方中间位置，所述操纵台止挡梁下方的位置处预留检修空间，所述止挡柱设置在所述检修空间的两侧。

5.根据权利要求4所述一种轨道车辆司机室吸能结构，其特征在于：在所述止挡柱的中间位置处设置横梁，所述横梁为向前突出的U形结构，其两端与所述司机室后端骨架固定连接，所述横梁在所述检修空间的位置处断开，所述横梁与所述止挡柱固定连接。

6.根据权利要求5所述一种轨道车辆司机室吸能结构，其特征在于：在所述操纵台止挡梁和所述横梁的U形拐角处设置立柱，所述立柱与所述操纵台止挡梁、所述横梁、所述底架之间固定连接。

7.根据权利要求1所述一种轨道车辆司机室吸能结构，其特征在于：在所述司机室前端骨架上设置多个长圆形通孔。