CN106740918B - 一种轨道车辆车头防撞结构及车头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆车头防撞结构及车头，包括设置在司机室前端底架上的前部防撞柱和角柱，所述前部防撞柱和角柱分别沿车辆行进方向对称分布，所述轨道车辆车头防撞结构还包括半环形防撞腰梁和设置在司机室侧部底架上的侧部防撞柱，所述防撞腰梁由侧部防撞腰梁和前窗防撞腰梁连接构成，所述侧部防撞腰梁固定在侧部防撞柱顶部；所述前窗防撞腰梁固定在前部防撞柱和角柱顶部。本发明的轨道车辆车头防撞结构的结构简单、防撞能力强，通过前部防撞结构和侧部防撞结构的协同作用，使得车辆防撞结构既能更有效的应对正面的碰撞，同时又具有侧部防碰撞的功能，提高了车辆的安全性能。本发明的前端防撞结构被直接撞烂的几率低，安全度高。

Description

一种轨道车辆车头防撞结构及车头

技术领域

本发明属于轨道交通领域，具体涉及一种轨道车辆车头防撞结构及装配了该轨道车辆车头防撞结构的车头。

背景技术

机车车体主要功能是承载设备、传递牵引力和制动力。而作为车体的重要组成部分之一的机车司机室的功能不仅仅为司乘人员提供活动场所，同时也为司乘人员提供安全屏障。

欧洲标准EN 15227中描述的是车体前部应具有结构被动安全性，在车体端部设置一定范围内的能量吸收区域，即在车体发生碰撞时利用车体结构和防爬器结构的变形进行吸能，利用该方法设计的车体，当碰撞冲击能量大于能量吸收结构的吸能量时，安全区域容易被破坏，导致前部操纵台等设备往后移动，伤害到司乘人员。

北美铁道协会标准AAR S-580规定，司机室前端必须设置两个防撞柱和两个角柱，防撞柱和角柱都应具有足够的结构强度，该方法是利用足够的结构强度来抵抗碰撞破坏。利用该方法设计的车体，当碰撞速度较大时，会产生超过人体承受能力的碰撞减速度，会对司乘人员造成伤害。

同时，上述两种方法还只能是在正面碰撞时，对司乘人员提供一定程度的保护，对于侧面碰撞则没有保护。

目前，国内外轨道车辆司机室侧部一般没有设置防撞结构，随着轨道交通的发展，铁路交通网也变得越来越复杂，轨道车辆侧翻、相撞事件偶有发生，因此，司机室侧部的防撞也显得愈加重要。另外，现有机车司机室侧部设置有侧窗或入口门，侧窗为上下活动式，入口门为铰链侧开式，侧窗和入口门的设置需要占据大量空间，从而导致司机室侧部无法设置承载结构。如何在提高轨道车辆前部防撞能力的同时，保证司机室侧部的防碰撞能力，是一个亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述情况，提供一种兼具正面防撞和侧面防撞能力的轨道车辆防碰撞车头装置，通过正面防撞结构和侧面防撞结构的一体化设计，提高轨道车辆车头的防撞能力，保护司乘人员安全。

本发明的技术方案为：一种轨道车辆车头防撞结构，包括设置在司机室前端底架上的前部防撞柱和设置在司机室前端底架侧部的角柱，所述前部防撞柱所述前部防撞柱和角柱分别沿车体行进方向对称分布，所述轨道车辆车头防撞结构还包括半环形的防撞腰梁和设置在司机室侧部底架上的侧部防撞柱，所述防撞腰梁由侧部防撞腰梁和前窗防撞腰梁连接构成，所述侧部防撞腰梁固定在侧部防撞柱顶部；所述前窗防撞腰梁固定在前部防撞柱和角柱顶部。

采用这样的结构，前部防撞柱、角柱和前窗防撞腰梁构成前部防撞墙，侧部防撞柱和侧部防撞腰梁构成侧部防撞墙，防撞腰梁由侧部防撞腰梁和前窗防撞腰梁连接构成，前部防撞墙和侧部防撞墙构成一个整体防撞墙，前部防撞墙和侧部防撞墙两者协同作用，保护司乘人员安全，当车头正面受到碰撞时，侧部防撞墙对前部防撞墙起到支撑作用，提高前部防撞墙的防撞能力，当车头侧面受到碰撞时，前部防撞墙也会对侧部防撞墙起到支撑作用，提高其防撞性能。

进一步地，所述前部防撞柱和侧部防撞柱与底架连接的位置均设置有加强斜撑，以提高防撞结构的强度。

进一步地，相邻的所述前部防撞柱和角柱之间设置有加强梁，相邻的所述侧部防撞柱之间设有侧部加强梁，以提高结构的强度。

优选地，所述防撞腰梁、前部防撞柱和角柱均为箱型梁结构，侧部防撞柱为U型梁结构，U型梁具有较好的刚度，易加工成型，减少焊接量。

优选地，所述轨道车辆车头防撞结构还包括设置在前部防撞柱前面的变形吸能结构。

进一步地，所述变形吸能结构包括第一级变形吸能结构和第二级变形吸能结构，所述第一级变形吸能结构位于第二变形吸能结构前面。

进一步地，所述第二级变形吸能结构包括司机室两侧的前部角斜柱和焊接在前部防撞柱与开闭机构之间的前部斜立柱。

进一步地，所述第一级变形吸能结构包括左、右两根沿车体纵向对称布置的箱型梁、两根斜立柱和横向加强梁，所述托梁焊接在车体中心钩安装座上并向车辆前面伸出，所述斜立柱焊接在车钩安装座和箱型梁之间，所述加强梁焊接在两根箱型梁之间。

优选地，所述前部斜立柱、箱型梁、斜立柱和横向加强梁上均设有导向孔，可以诱导变形。

当轨道车辆车体前部受到碰撞时，碰撞物首先与处在最前端的第一级变形吸能结构的托梁接触，当冲击力大于吸能结构的触发力时，托梁开始变形吸能，紧接着碰撞物与上部的斜立柱接触，斜立柱开始变形吸能，第一级变形吸能结构通过结构变形吸收掉一部分能量，接着撞击物与第二级吸能结构接触，从而诱发第二级变形吸能结构变形吸能。当冲击力过大导致前两级变形吸能结构都被破坏后，撞击物与前部防碰撞结构接触，前部防碰撞结构发生作用，从而可以有效保护司乘人员的安全。这样通过前部吸能结构对碰撞功能进行衰减后，起到缓冲作用，然后由后方的防撞墙来抵抗后续的碰撞和冲击，这样可以更好地保护司乘人员安全。

当车体侧部受到碰撞时，撞击物直接与侧部防碰撞结构接触，侧部防撞结构会发生作用，保护司乘人员的安全。

一种装有所述轨道车辆车头防撞结构的车头，包括司机室和机械间，所述司机室侧部设有铰链侧开式侧窗，所述机械间侧部设有入口门。

采用这样的布置，将现有的入口门移至机械间位置，同时将上下活动侧窗改为铰链侧开式侧窗结构，可以在保证司机室采光、出入方便的同时，为侧部防撞结构的设置腾出空间，侧部防撞结构作为司机室侧墙框架的一部分设置，大大提高轨道车辆车头的防撞能力。

本发明的轨道车辆车头防撞结构的结构简单、防撞能力强，通过侧部防撞结构的设置，发挥前部防撞结构和侧部防撞结构的协同作用，使得车辆防撞结构既能更有效的应对正面的碰撞，同时又具有侧部防碰撞的功能，提高了车辆的安全性能。另外，本发明将结构变形吸能和结构抵抗碰撞结合起来，通过变形吸能结构的缓冲，大大降低司机室前端防撞结构被直接撞烂的几率，保证司乘人员的安全。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的轨道车辆车头防撞结构的立体示意图。

图2是本发明第一种实施方式的轨道车辆车头防撞结构的变形吸能结构的示意图。

图3是本发明第一种实施方式的车头侧墙设备布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本实施方式的轨道车辆车头防撞结构，包括设置在司机室11前端底架上的前部防撞柱4和设置在司机室11前端底架侧部的角柱3，所述前部防撞柱4和角柱3分别沿车体行进方向对称分布，所述轨道车辆车头防撞结构还包括半环形防撞腰梁1和设置在司机室11侧部底架上的侧部防撞柱2，所述防撞腰梁1由侧部防撞腰梁101和前窗防撞腰梁102一体连接构成，所述侧部防撞腰梁101固定在侧部防撞柱2顶部；所述前窗防撞腰梁102固定在前部防撞柱4和角柱3顶部（见图1）。

其中，前部防撞柱4和侧部防撞柱2与底架连接的位置均设置有加强斜撑5；相邻的所述前部防撞柱4和角柱3之间设置有加强梁12，相邻的所述侧部防撞柱2之间设有侧部加强梁13；防撞腰梁1、前部防撞柱4和角柱3均为箱型结构，侧部防撞柱2为U型梁结构。

本实施方式的轨道车辆车头防撞结构还包括设置在前部防撞柱4前面的变形吸能结构，该变形吸能结构包括第一级变形吸能结构7和第二级变形吸能结构6，所述第一级变形吸能结构7位于第二变形吸能结构6前面。

其中，第二级变形吸能结构6包括司机室11两侧的前部角斜柱601和焊接在前部防撞柱4与开闭机构14之间的前部斜立柱602；第一级变形吸能结构7包括左、右两根沿车体纵向对称布置的托梁701、两根斜立柱703和横向加强梁702，所述托梁701焊接在车体中心钩安装座15上并向车辆前面伸出，所述斜立柱703焊接在车钩安装座15和托梁701之间，所述加强梁702焊接在两根箱型梁701之间；前部斜立柱602、托梁701、斜立柱703和横向加强梁702均设有导向孔16（见图2）。

图3是一种装有所述轨道车辆车头防撞结构的车头的侧面结构示意图，该车头包括司机室11和机械间10，所述司机室11上设有铰链侧开式侧窗8，所述机械间10上设有入口门9。

Claims (6)

1.一种轨道车辆车头防撞结构，包括设置在司机室（11）前端底架上的前部防撞柱（4）和设置在司机室前端底架侧部的角柱（3），所述前部防撞柱（4）和角柱（3）分别沿车体行进方向对称分布，其特征在于，所述轨道车辆车头防撞结构还包括半环形的防撞腰梁（1）和设置在司机室（11）侧部底架上的侧部防撞柱（2），所述防撞腰梁（1）由侧部防撞腰梁（101）和前窗防撞腰梁（102）连接构成，所述侧部防撞腰梁（101）固定在侧部防撞柱（2）顶部，所述侧部防撞腰梁（101）沿车体纵向延伸至司机室后端；所述前窗防撞腰梁（102）固定在前部防撞柱（4）和角柱（3）顶部；

所述轨道车辆车头防撞结构还包括设置在前部防撞柱（4）前面的变形吸能结构；

所述变形吸能结构包括第一级变形吸能结构（7）和第二级变形吸能结构（6），所述第一级变形吸能结构（7）位于第二变形吸能结构（6）前面；

所述第二级变形吸能结构（6）包括司机室（11）两侧的前部角斜柱（601）和焊接在前部防撞柱（4）与开闭机构安装板（14）之间的前部斜立柱（602）；

所述第一级变形吸能结构（7）包括左、右两根沿车体纵向对称布置的托梁（701）、两根斜立柱（703）和横向加强梁（702），所述托梁（701）焊接在车体中心钩安装座（15）上并向车辆前面伸出，所述斜立柱（703）焊接在车钩安装座（15）和托梁（701）之间，所述横向加强梁（702）焊接在两根托梁（701）之间。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆车头防撞结构，其特征在于，所述前部防撞柱（4）和侧部防撞柱（2）与底架连接的位置均设置有加强斜撑（5）。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆车头防撞结构，其特征在于，相邻的所述前部防撞柱（4）和角柱（3）之间设置有加强梁（12），相邻的所述侧部防撞柱（2）之间设有侧部加强梁（13）。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆车头防撞结构，其特征在于，所述防撞腰梁（1）、前部防撞柱（4）和角柱（3）均为箱型梁结构，所述侧部防撞柱（2）为U型梁结构。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆车头防撞结构，其特征在于，所述前部斜立柱（602）、托梁（701）、斜立柱（703）和横向加强梁（702）上均设有导向孔（16）。

6.一种装有权利要求1~4任一项所述的轨道车辆车头防撞结构的车头，包括司机室（11）和机械间（10），其特征在于，所述司机室（11）上设有铰链侧开式侧窗（8），所述机械间（10）上设有入口门（9）。