CN116811944A - 轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轨道车辆,该轨道车辆的车体侧墙基于结构关系配置兼顾承载能力和轻量化设计手段,侧墙上部与下部设置纵向通长的双层型材,可高效传递纵向载荷,满足底部车钩拉压及顶部压缩工况;上、下支撑柱布置在窗间立柱的两侧,基于窗间立柱以及位于上、下墙板内侧的支撑柱,形成上下贯通垂向支撑架构,可有效传递垂向载荷,提高车体整体垂向刚度。本方案的车体地板采用蜂窝芯的结构,同时安装孔组的错开布置使得蜂窝芯的排布错开,可确保地板的强度,满足使用需求,该地板的设计为减轻轨道车辆的车体重量提供了有利条件。整体上,通过结构设计和使用轻量化材料合理控制轨道车辆的重量,在满足强度需求的基础下,达到轻量化减重的目的。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域,具体涉及一种轨道车辆。
背景技术
轨道车辆轻量化是指减少轨道车辆的重量,以提高运营效率和降低运营成本。随着轨道车辆时速的提升,整车轻量化要求已成为研发重点关注的指标之一。轨道车辆铝合金车体通常采用双层型材结构,现有的双层型材结构的轻量化水平已基本到达瓶颈,无法进一步合理控制车体重量。
有鉴于此,亟待针对轨道车辆的结构设计进行优化,以提高车辆轻量化水平。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种轨道车辆,通过结构优化有效提升车体轻量化水平,在满足运行安全性要求的基础上,为提高运营效率和降低运营成本提供了良好的技术保障。
本发明提供的轨道车辆,包括司机室、转向架和位于转向架上方的车体;述车体包括地板和固定设置在所述地板两侧的车体侧墙结构;所述车体包括地板,所述地板包括框架结构和蜂窝芯;所述框架结构上固定设置有多个蜂窝芯,且所述多个蜂窝芯沿横向和纵向分别错开排布;所述车体包括车体侧墙结构、具有端部架的底架和端墙结构,所述车体侧墙结构包括上墙板、下墙板和多个窗间立柱,相邻两个所述窗间立柱与所述上墙板的下沿部和所述下墙板的上沿部围合形成窗安装口;所述上墙板的内侧纵向间隔设置有上支撑柱,每个所述上支撑柱配置为:下端位于所述窗间立柱的上方,且至少与所述上墙板的墙板体固定连接;所述下墙板的内侧纵向间隔设置有下支撑柱,每个所述下支撑柱配置为:上端位于所述窗间立柱的下方,且至少与所述下墙板的墙板体固定连接。
如此设置,本方案的车体地板采用蜂窝芯的结构设计可大幅减轻地板的重量,同时安装孔组的错开布置使得蜂窝芯的排布错开,可确保地板的强度,满足使用需求,该地板的设计为减轻轨道车辆的车体重量提供了有利条件。经过实际应用确认,采用该地板使得车体轻量化设计效果显著,可减重约15%。另外,本方案的车体侧墙结构采用拓扑优化技术,并基于结构关系配置兼顾承载能力和轻量化设计手段,以合理的方式布置型材梁柱,实现高强度与轻量化的有机融合,一方面,侧墙上部与下部设置纵向通长的双层型材,可高效传递纵向载荷,满足底部车钩拉压及顶部压缩工况;与此同时,上、下支撑柱布置在窗间立柱的两侧,基于窗间立柱以及位于上、下墙板内侧的支撑柱,形成上下贯通垂向支撑架构,可有效传递垂向载荷,提高车体整体垂向刚度。在此基础上,本方案的上、下墙板的中部墙板体均为单层型材,较传统双层型材结构,在相同强度要求下可实现减重约10%,符合轻量化设计的趋势性要求。
可选地,所述框架结构具有沿横向排布的至少两个安装孔组,每个安装孔组包括沿纵向排布的多个安装孔,相邻两个所述安装孔组的安装孔错开排布;每个所述安装孔内固设有一个所述蜂窝芯。
可选地,所述框架结构包括两个平行设置的边侧纵梁和两个平行设置的端部横梁,其中一个所述端部横梁的两端与两个所述边侧纵梁的一端固接,另一个所述端部横梁的两端与两个所述边侧纵梁的另一端固接;两个所述边侧纵梁之间还设有至少一个中部纵梁,所述中部纵梁的两端分别与两个所述端部横梁固接;相邻的两个纵梁之间固接有多个沿纵向间隔排布的中部横梁,所述中部纵梁两侧的所述中部横梁在纵向上错开设置,以形成所述安装孔组。
可选地,所述中部纵梁具有内嵌式滑槽,所述内嵌式滑槽用于设置有安装结构,所述安装结构用于座椅的安装。
可选地,所述蜂窝芯的上表面粘接或焊接有滑槽结构,所述滑槽结构用于设置安装座椅的安装结构。
可选地,所述上墙板和所述下墙板均配置为:上沿部和下沿部为双层型材,上沿部和下沿部之间的墙板体为单层型材。
可选地,所述上墙板和所述下墙板均采用纵向延伸的型材制成,所述上墙板包括上下顺次连接的上边梁、上墙板体和窗上墙板,所述下墙板包括上下顺次连接的窗下墙板、下墙板体和下边梁;所述上边梁、所述下边梁、所述窗上墙板和所述窗下墙板为双层型材;所述上墙板体配置为:其与所述上边梁和所述窗上墙板分别对接的上边沿和下边沿为双层型材,且其上边沿和下边沿之间的墙板体为单层型材;所述下墙板体为单层型材。
可选地,所述上边梁的下端沿的厚度小于所述上边梁的本体厚度,且所述上边梁的本体内表面与其下端沿内表面之间形成第一台阶面;所述窗上墙板的上端沿的厚度小于所述窗上墙板的本体厚度,且所述窗上墙板的本体内表面与其上端沿的内表面之间形成第二台阶面;所述上支撑柱的上、下端分别与所述第一台阶面和所述第二台阶面对接固定。
可选地,所述窗下墙板的下端沿的厚度小于所述窗下墙板的本体厚度,且所述窗下墙板的本体内表面与其下端沿内表面之间形成第三台阶面;所述下支撑柱的上端通过上连接梁固定于所述窗下墙板,且所述上连接梁对应布置在所述窗间立柱下方的第三台阶面;所述下支撑柱的下端通过下连接梁固定于所述下边梁,且所述下连接梁相对于所述上连接梁沿纵向交错布置。
可选地,所述上墙板体的墙板体内表面包括纵向延伸形成的加强筋,所述上支撑柱的外表面与所述上边梁的下端沿、所述上墙板体的上边沿、加强筋和下边沿以及所述窗上墙板的上端沿分别固定连接;所述下墙板体的内表面包括纵向延伸形成的加强筋,所述下支撑柱的外表面与所述下墙板的加强筋固定连接。
可选地,所述窗间立柱采用竖向延伸的型材制成。
可选地,所述窗间立柱的上方分别对应配置有两个所述上支撑柱,两个所述上支撑柱的下端与所述窗间立柱的两侧沿分别沿竖向相对布置;所述窗间立柱的下方分别对应配置有两个所述下支撑柱,且两个所述下支撑柱的上端与所述窗间立柱的两侧沿分别沿竖向相对布置。
可选地,各所述上支撑柱均沿竖向平行设置,各所述下支撑柱相对于所述窗间立柱的延伸方向均斜向设置,且相邻两个所述下支撑柱的倾斜方向相反;斜向设置的所述下支撑柱的上、下端分别与相邻的所述上连接梁与所述下连接梁固定连接。
可选地,所述司机室包括外罩板和内饰板,所述外罩板和所述内饰板均为一体式结构;所述内饰板包括顶板和位于所述顶板两侧的侧板,所述外罩板外罩在所述内饰板的外侧,所述外罩板和所述内饰板之间形成有腔体,且所述内饰板和所述外罩板局部固化为一体。
如此设置,将司机室的外罩板和内饰板加工为一体式结构,即进行一体集成化设计,可以省略中间过渡连接部件,安装简单,可以达到一体化设计和整体减重的目的。
可选地,所述外罩板的内侧形成有凸出的第一连接部,所述内饰板的外侧形成有凸出的第二连接部,所述第一连接部和所述第二连接部搭接并固化为一体。
可选地,所述外罩板和所述内饰板中至少一者包括多个拼接板部,相邻所述拼接板部搭接后固化为一体。
可选地,所述外罩板包括导流罩板部和舱室罩板部,所述导流罩板部位于所述舱室罩板部的前侧,所述舱室罩板部外罩所述内饰板;所述司机室还包括气密隔板,所述气密隔板分隔所述司机室为导流室和司机舱室。
可选地,所述外罩板和所述内饰板的主体由复合材料制成。
可选地,所述外罩板的局部加强设置,局部加强的部分包括外层、内层以及中间层,所述中间层为泡沫层,所述外层和所述内层由所述复合材料制成。
可选地,所述司机室还包括司机室地板和吊挂件,所述司机室地板通过所述吊挂件吊挂于所述司机室的侧墙,所述司机室地板与车体的底架具有间距。
可选地,所述车体还包括具有端部架的底架,所述端部架包括车钩座、牵引梁组、两个底架边梁和枕梁;两个所述底架边梁沿横向间隔设置,所述枕梁的横向两端分别和两个所述底架边梁的中部相连;所述牵引梁组包括第一牵引梁、第二牵引梁和两个第三牵引梁,所述第一牵引梁和所述第二牵引梁分别位于所述车钩座的纵向两侧,两个所述第三牵引梁分别位于所述车钩座的横向两侧;所述第三牵引梁在横向上远离所述车钩座的一端和对应的所述底架边梁相连,所述第二牵引梁在纵向上远离所述车钩座的一端和所述枕梁相连。
如此设置,该牵引梁组大致呈树形结构布局,能够将车钩座、缓冲梁、两个底架边梁以及枕梁有效连接为一个整体闭合框架,并且,该整体闭合框架之中又包括多个局部闭合框架,例如第二牵引梁、第三牵引梁、底架边梁和枕梁之间围合形成的局部闭合框架等。基于“整体+局部”的多重闭合框架,这不仅可以大幅地提升端部架的结构刚度,还可以优化车钩座所承受载荷的传递路径,可大幅改善端部架的整体承载应力值以及应力分布梯度,从而能够降低车钩座在受载时发生弯曲等变形的可能性。在此基础上,端部架中各梁体的结构断面尺寸、型材壁厚等可以适当降低,这就为轨道车辆的轻量化设计提供了基础,并能够在一定程度上克服结构刚度和产品轻量化之间的矛盾。
可选地,所述车钩座包括第一顶板、第一底板以及在纵向上间隔设置的第一板体和第二板体,所述第一板体和所述第二板体均与所述第一顶板相连,所述第一板体和所述第二板体均与所述第一底板相连,所述第一板体和所述第二板体均设置有安装孔。
可选地,所述车钩座还包括加强结构,所述加强结构连接所述第一板体和所述第二板体,且所述加强结构连接所述第一顶板和所述第一底板。
可选地,所述端部架还包括缓冲梁、连接梁和底架横梁,所述缓冲梁的横向两端分别和两个所述底架边梁的端部相连,且所述第一牵引梁在纵向上远离所述车钩座的一端与所述缓冲梁相连。
可选地,所述底架横梁位于所述枕梁背离所述缓冲梁的一侧,所述底架横梁连接两所述底架边梁,所述连接梁连接所述枕梁和所述底架横梁。
可选地,所述第一牵引梁、所述第二牵引梁、所述第三牵引梁、所述连接梁和所述底架横梁中的至少一者的至少部分为工字梁。
可选地,所述车体包括端墙,所述端墙包括框架、墙板、门框和门洞,所述墙板与所述框架固定连接,所述框架包括分别设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两根立梁,所述门洞形成在两根所述立梁之间,所述门框安装在所述门洞内,所述门框包括设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两根立柱,两根所述立柱分别与同侧的所述立梁固定连接;所述立柱和所述立梁设有槽口朝向同侧的所述立梁或所述立柱的插槽,以插接同侧的所述立梁或所述立柱。
如此设置,可以避免因两个立柱的横向间距与端门的实际宽度尺寸相差大导致端门无法组装在两个立柱之间或者组装完后端门与立柱之间的缝隙大的问题,因此能提升组装速度和组装质量。另外,墙板可以采用铝蜂窝材质、碳纤维复合材质或者泡沫铝板材质。这种墙板不仅能满足强度要求,而且重量轻、隔音效果好。整体上,通过结构设计和使用轻量化材料合理控制轨道车辆的重量。
可选地,所述框架包括连在两根所述立梁之间的上横梁,所述门洞形成在所述上横梁下方,所述门框包括连在两根所述立柱之间的上横柱,所述上横柱与所述上横梁固定连接,所述上横柱或所述上横梁设有槽口朝向所述上横梁或所述上横柱的插槽,以插接所述上横梁或所述上横柱。
可选地,所述框架包括设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两根角柱梁,两根所述立梁位于两根所述角柱梁之间,所述框架还包括顶部横向弯梁,所述顶部横向弯梁的两端分别与两根所述角柱梁的顶端连接,所述顶部横向弯梁位于所述上横梁上方。
可选地,所述墙板包括分别设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两个侧部墙板,所述侧部墙板连在同侧的所述角柱梁和所述立梁之间。
可选地,所述墙板还包括顶部墙板,所述顶部墙板连在两根所述立梁之间以及所述上横梁和所述顶部横向弯梁之间。
可选地,所述墙板采用铝蜂窝材质、碳纤维复合材质或者泡沫铝板材质。
可选地,所述转向架的构架包括两个侧梁组成和横梁组成,所述横梁组成连接在所述两个侧梁组成之间,且沿纵向间隔设置;所述侧梁组成包括侧梁,所述侧梁包括在纵向上位于中部的侧梁中部段、侧梁端部段、以及衔接所述侧梁端部段和所述侧梁中部段的侧梁过渡段,所述侧梁端部段配置有一系弹簧座;所述侧梁端部段高于所述侧梁中部段,所述侧梁端部段的上表面水平设置,所述侧梁端部段的下表面包括相接的斜面和水平面,所述斜面由靠近所述侧梁过渡段的一端向另一端向上倾斜设置。
如此设置,转向架构架的侧梁大致呈变截面鱼腹形设计,根据侧梁的承载力矩分布,将侧梁端部段上一系弹簧座所在位置处的厚度合理减薄,也在轴向弹簧处所形成最小弯矩位置处采用截面最小化设计,以等强度裕量设计理念确定侧梁各截面的抗弯模量,具有较好的抗弯能力,满足强度要求。同时,相较于传统侧梁的等厚设计,本方案中侧梁的结构可以将多余部分去除,达到减重的目的,实现轻量化设计,可有效降低车组的运行能耗,提高运营效率。
可选地,所述侧梁具有通孔,所述横梁的端部穿过所述通孔;所述转向架的横梁组成包括平行设置的两个横梁和两个纵向辅助梁,所述两个纵向辅助梁设置在两个所述横梁之间,且一个所述横梁的两个所述端部均设置有二系垂向减振器座。
可选地,两个抗侧滚扭杆座设置在一个所述横梁上,且分别位于所述两个纵向辅助梁的旁侧;所述抗侧滚扭杆座包括底板、盖板和两个弧形腹板,所述两个弧形腹板固定设置在所述底板和所述盖板之间,围合形成固定端具有敞口且外伸端闭合的箱形结构;所述盖板和所述两个弧形腹板均配置为:自所述固定端至所述外伸端呈渐收状;所述底板沿横向伸出于所述两个弧形腹板的下沿,形成用于适配抗侧滚扭杆的第一安装部。
可选地,在竖向投影面内,所述盖板和所述两个弧形腹板均配置为:自所述固定端至所述外伸端呈相向内收的渐收状。
可选地,在横向投影面内,所述盖板自所述固定端至所述外伸端向下倾斜,且所述盖板的外伸端呈外凸弧状并包覆所述两个弧形腹板的外伸端。
可选地,两个横向减振器座分别固定设置在所述两个纵向辅助梁上,且沿纵向交错布置;所述横向减振器座包括两个安装座和加强筋板,所述安装座包括位于顶部的第二安装部和位于底部的支撑立板,所述第二安装部用于适配横向减振器,所述支撑立板沿横向延伸固定在相应的所述纵向辅助梁上,所述加强筋板固定设置在所述两个安装座的所述支撑立板之间。
可选地,还包括安装在所述车体下方的车下设备系统,所述车体具有车体外轮廓面,所述车下设备系统包括功能设备和桥接罩;所述功能设备包括设备壳和功能器件,所述功能器件安装于所述设备壳内,所述设备壳用于和所述车体的底架相连,所述设备壳具有第一外轮廓面;所述桥接罩,位于所述功能设备的纵向一侧或者纵向两侧,且所述桥接罩和所述设备壳相接,所述桥接罩具有第二外轮廓面,所述第一外轮廓面、所述第二外轮廓面和所述车体外轮廓面组合形成所述轨道车辆的外轮廓。
如此设置,省去相关技术中的设备舱,能够减少零部件的数量,以降低车下设备系统的冗余度,经验证,车下零部件数量减少量可以达到15%,零部件数量减少十分显著。另外,基于车下零部件数量的减少,使得车下的可用空间得到扩充,能够方便功能器件的安装布置,利于对轨道车辆的重量进行减轻,以满足整车轻量化的设计要求。
可选地,所述设备壳包括检修门,所述检修门位于所述设备壳的横向侧部,所述检修门转动设置,且可相对于所述设备壳的横向侧部向上翻转打开或者向下翻转打开。
可选地,所述设备壳包括检修门,所述检修门位于所述设备壳的底部;所述检修门转动设置,且可相对于所述设备壳的底部向上翻转打开或者向下翻转打开;或者,所述检修门滑动设置,且可相对于所述设备壳的底部滑动打开。
可选地,所述设备壳包括骨架和壳底板,所述骨架包括在横向上相对设置的两个横侧框架,所述壳底板和两所述横侧框架相连,且所述壳底板和所述横侧框架围合形成检修口,所述检修门能够对所述检修口进行封堵。
可选地,所述骨架还包括顶部框架和在纵向上相对设置的两个纵侧框架,两所述横侧框架以及两所述纵侧框架均和所述顶部框架相连,且两所述横侧框架以及两所述纵侧框架均和所述壳底板相连。
可选地,所述底架包括连接部件和在横向上相对设置的两个底架边梁,所述连接部件连接两所述底架边梁;在关闭状态下,所述检修门能够和所述底架边梁相接触。
可选地,所述检修门配置有第一通风口,且所述第一通风口还配置有第一过滤部件。
可选地,所述设备壳和所述底架之间能够形成第一腔室,所述设备壳具有内腔和过渡腔,所述功能器件安装于所述内腔,所述设备壳的顶部设置有第一开口,所述第一开口用于连通所述过渡腔和所述第一腔室,所述内腔和所述过渡腔之间通过隔板相分隔,所述隔板设置有第二通风口,且所述第二通风口还配置有第二过滤部件,所述第一通风口和所述过渡腔相连通。
可选地,所述桥接罩内形成有第二腔室,所述设备壳的纵向侧部还设置有第二开口,所述第二开口用于连通所述过渡腔和所述第二腔室,所述第二腔室和所述第一腔室相连通。
可选地,所述功能设备的数量为多个,各所述功能设备沿纵向间隔设置,相邻的两所述功能设备之间设置有所述桥接罩。
可选地,所述桥接罩包括底部构件和两个侧部构件,两所述侧部构件在横向上间隔设置;所述侧部构件和所述底部构件中,至少一者和所述设备壳相连。
附图说明
图1为本申请实施例提供的轨道车辆的示意图;
图2为本申请实施例中所述转向架的构架示意图;
图3为图2中所示横梁组成的示意图;
图4为图2中所示侧梁的结构示意图;
图5为图4的主视图;
图6为图2中所示空簧支撑梁的结构示意图;
图7为图3中B部所示抗侧滚扭杆座的组装关系示意图;
图8为图7中所述抗侧滚扭杆座的俯视图;
图9为图3中所示纵向辅助梁的结构示意图;
图10为图9中所示横示减振器座的安装座结构示意图;
图11为本申请实施例所提供轨道车辆的底架的端部架结构示意图;
图12为图11中车钩座和牵引梁组的连接结构图;
图13为车钩座的结构示意图;
图14为图13去除第一顶板后的结构示意图;
图15为地板、底架边梁和连接梁的连接结构图;
图16为本申请实施例提供的所述车体侧墙结构的整体结构示意图;
图17为图16中所示车体侧墙结构的断面示意图;
图18为图17中所示上墙板的连接关系示意图;
图19为图17中所示上支撑柱的连接关系示意图;
图20为图17中所示下墙板和下支撑柱的连接关系示意图;
图21为图17中所示窗间立柱的连接关系示意图;
图22为图16的C-C剖面图;
图23为本申请实施例中所述窗安装口的局部示意图;
图24为图23的D向视图;
图25为本申请实施例提供的端墙的纵向视图;
图26为图25的E-E向剖视图;
图27为图26虚线圈内部分的放大图;
图28为图25的F-F向剖视图;
图29为本申请实施例提供的地板的框架结构的结构示意图;
图30为本申请实施例所提供的地板的局部横向断面图;
图31为本申请实施例中边侧纵梁与蜂窝芯的连接处的结构示意图;
图32为本申请实施例中中部纵梁与蜂窝芯的连接处的结构示意图;
图33为本申请实施例中设有安装结构的中部纵梁的结构示意图;
图34为本申请实施例中地板的蜂窝芯的局部结构示意图;
图35为本申请实施例中车体的地板组装关系横向断面图;
图36为图35中所示边梁与地板的连接处的结构示意图;
图37为本申请实施例提供的司机室的结构示意图;
图38为本申请实施例提供的司机室的外罩板拼接示意图;
图39为本申请实施例提供的司机室的外罩板的示意图;
图40为图39中外罩板的加强位置A的截面示意图;
图41为图37中司机室下部的横截面示意图;
图42为图41中I部位的放大图;
图43为图37中司机室中装设电气设备的示意图;
图44为本申请实施例所提供的轨道车辆的横向截面简图;
图45为本申请实施例所提供的车下设备系统的局部结构图;
图46为骨架、第一底板和检修门的连接结构图;
图47为图46中骨架的结构示意图;
图48为图47中G区域的局部放大图;
图49为图46中第一底板的结构示意图;
图50为图49在H-H方向的剖视图;
图51为图49在I-I方向的剖视图;
图52为图46中检修门的结构示意图;
图53为车下设备系统和底架的一种相对位置图;
图54为功能设备的一种取风方案的结构示意图;
图55为功能设备的另一种取风方案的结构示意图;
图56为桥接罩的一种具体实施方式的结构示意图。
图中:
转向架的构架100;
侧梁101、侧梁中部段101-1、侧梁过渡段101-2、侧梁端部段101-3、斜面101-3a、水平面101-3b、通孔101a;
横梁102、纵向辅助梁103、弧形连接端103-1、空簧支撑梁104、弧形连接端104-1、制动吊座105、定位转臂座106、抗蛇行减振器座107、电机吊座108、齿轮箱吊座109、二系垂向减振器座110、横向止挡座111、整体起吊座112、横向减振器座113、安装座1131、第二安装部11311、支撑立板11312、横向减振器安装孔11313、加强筋板1132、空簧安装座114、抗侧滚扭杆座115、底板1151、第一安装部11511、抗侧滚扭杆安装孔11512、盖板1152、弧形腹板1153、固定端1154、外伸端1155、一系弹簧座116;
车体200;
底架210、车钩座211、第一顶板2111、第一底板2112、第一板体2113、第一安装孔21131、第二板体2114、第二安装孔21141、加强结构2115、第一连接筋21151、第二连接筋21152)、第三连接筋21153、牵引梁组212、第一牵引梁2121、第二牵引梁2122、第三牵引梁2123、缓冲梁213、底架边梁214、枕梁215、连接梁216、底架横梁217;
侧墙220;上墙板221、上边梁2211、下端沿22111、本体22112、第一台阶面22113、上墙板体2212、上边沿22121、下边沿22122、墙板体22123、加强筋22124、窗上墙板2213、上端沿22131、本体22132、第二台阶面22133、安装止口22134、连接部22135、上支撑柱2214;下墙板222、窗下墙板2221、下端沿22211、本体22212、第三台阶面22213、安装止口22214、连接部22215、下墙板体2222、加强筋22221、下边梁2223、下支撑柱2224、上连接梁2225、下连接梁2226;窗间立柱223、安装止口2231、加强筋2232;窗安装口224;车顶225;侧墙底架226;
端墙230;框架231、立梁2311、上横梁2312、角柱梁2313、顶部横向弯梁2314、门框232、立柱2321、上横柱2322、侧部墙板233、顶部墙板234;A门洞,B插槽,C墙板托臂,D侧墙托臂,E顶棚托臂;
地板240;框架结构241,安装孔241a,边侧纵梁2411,端部横梁2412,中部纵梁2413,内嵌式滑槽24131,中部横梁2414,连接接口2415,蜂窝芯242,面板2421,蜂窝结构2422,滑槽结构2423;安装结构243;
司机室300;外罩板310、导流罩板部311、舱室罩板部312、第一拼接板部310a、第一拼接侧310a1、台阶板部310a2、第二拼接板部310b、第二拼接侧310b1、弯折板部310b2、过渡连接部310c;第二紧固件310d;凹部310e;内饰板320、司机室地板330、气密隔板340、吊挂件350、上连接端351、下连接端352、设备360;
车下设备系统400;车体外轮廓面200a、连接部件218、车下外轮廓面400a、第一外轮廓面400a-1、第二外轮廓面400a-2、功能设备410、设备壳411、过渡腔411-1、检修门411a、第一通风口411a-1、第二铰接筒411a-2、骨架411b、横侧框架411b-1、上边梁411b-1a、过渡边梁411b-1b、顶部框架411b-2、纵侧框架411b-3、第一容置槽411b-4、壳底板411c、底壁411c-1、横侧壁411c-2、第二容置槽411c-2a、第一铰接筒411c-2b、纵侧壁411c-3、检修口411d、包覆板411e、隔板411e-1、第二通风口411e-1a、桥接罩420、底部构件421、横板部421a-1、滑动接合部421a-1a、立板部421a-2、侧部构件422;I第一腔室、II第二腔室、III外侧空间。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
基于轨道车辆的轻量化设计,在不影响整车性能的基础上,可提高运营效率和降低运营成本。本实施方式提供的轨道车辆,通过结构设计和使用轻量化材料合理控制轨道车辆的重量。不失一般性,本实施方案以图1所示的轨道车辆作为描述基础,详细说明轻量化设计方案。具体地,该轨道车辆分别针对转向架的构架100、车体200、司机室300和车下设备系统400,提出了相应的优化设计。
这里,定义方位词“横向”是指是轨道车辆的宽度方向,定义方位词“纵向”是指轨道车辆的长度方向。本文中所使用的“横”和“纵”除特别说明的均为此意。应当理解,上述方位词的使用对本申请请求保护的轨道车辆未构成实质性的限制。
转向架的构架100
请参见图2和图3,其中,图2为本申请实施例中转向架的构架100的示意图;图3为图2中横梁组成的示意图。
转向架为轨道车辆的构件,转向架的构架100包括两个侧梁组成和横梁组成,横梁组成连接在两个侧梁组成之间。侧梁组成的侧梁101沿纵向延伸,横梁组成的横梁102沿横向延伸。如图2所示,该转向架横梁组成包括横梁102和纵向辅助梁103,两个横梁102沿横向平行设置,两个纵向辅助梁103沿纵向设置在横梁102之间。
横梁102的一端连接一个侧梁101,横梁102的另一端连接另一个侧梁101,两个侧梁101相互平行设置,两个横梁102也可以相互平行设置,这样形成H型的构架100。
在本实施例中,构架100的侧梁101具有通孔101a,请参见图4和图5,其中,其中,图4为图2中侧梁101的结构示意图;图5为图4的主视图。
本实施例中的侧梁101为中空结构,通孔101a贯穿侧梁101的内侧和外侧,两个侧梁101相对的一侧为侧梁101的内侧,相背离的一侧为侧梁101的外侧。横梁102的端部穿过对应侧的侧梁101的通孔101a,即横梁102的两个端部分别沿横向贯穿对应侧梁101。
侧梁101包括在纵向上位于中部的侧梁中部段101-1、侧梁端部段101-3、以及衔接侧梁端部段101-3和侧梁中部段101-1的侧梁过渡段101-2,即沿纵向分布有一个纵向端部段1-3、一个侧梁过渡段101-2、侧梁中部段101-1、另一个侧梁过渡段101-2、另一个侧梁端部段1-2,侧梁101沿横向的中线对称设置。其中,侧梁端部段101-3高于侧梁中部段101-1,侧梁中部段101-1也大致水平设置,这样,侧梁过渡段101-2倾斜设置,如图5所示,侧梁101呈倒几字形,侧梁过渡段101-2较高的一端和侧梁端部段101-3相接,侧梁过渡段101-2较低的另一端和侧梁中部段101-1相接。
另外,如图5所示,侧梁端部段101-3的上表面水平设置,即上表面大致与水平面平齐。侧梁端部段101-3配置有一系弹簧座116,且侧梁端部段101-3的下表面包括相接的斜面101-3a和水平面101-3b,斜面101-3a更靠近侧梁过渡段101-2,斜面101-3a由靠近侧梁过渡段101-2的一端向另一端向上倾斜设置。可以看出,本实施例中的侧梁端部段101-3的厚度大体上,由靠近侧梁过渡段101-2的一端向另一端逐渐减小,其中,侧梁端部段101-3末端的一小段为等厚设计,以作为垂向减振器座。
此种结构的侧梁101为变截面鱼腹形设计,根据侧梁101的承载力矩分布,将侧梁端部段上一系弹簧座所在位置处的厚度合理减薄,也在轴向弹簧所形成最小弯矩位置处采用截面最小化设计,以等强度裕量设计理念确定侧梁101各截面的抗弯模量,形成本实施例中的侧梁101。即,该实施例中的侧梁101在结构形式上具有较好的抗弯能力,满足强度要求,而且,相较于背景技术中侧梁101通常的等厚设计,该侧梁101结构可以将多余的部分去除,达到减重的目的,实现轻量化设计,以在轨道车辆时速提高至400公里时,有效降低车组的运行能耗。
进一步地,如图5所示,为了衔接高低设置的侧梁中部段101-1和侧梁端部段101-3,侧梁过渡段101-2倾斜设置,且,侧梁过渡段101-2的上表面的倾斜角度小于侧梁过渡段101-2的下表面的倾斜角度,即侧梁过渡段101-2也是由靠近侧梁中部段101-1的一端向另一端厚度逐渐减小。如此设计的侧梁过渡段101-2可以较好地衔接侧梁中部段101-1和侧梁端部段101-3,在满足强度需求的前提下,达到轻量化减重的目的。
当车辆以400km/h甚至更高的车速高速运行时,线路振动载荷增大,构架100承载结构需要对应力较大位置开展结构优化,提升安全裕量。本实施例中的构架100的各部件可以焊接连接,则在加工过程中,可以对应力较大的焊缝部位进行打磨处理,降低结构奇异性带来的应力集中,提升焊缝许用应力,并据此开展结构优化。
另外,如图4所示,构架100还包括制动吊座105,制动吊座105设置在侧梁过渡段101-2的内侧,两个通孔101a位于两个制动吊座105之间。构架100还可以包括定位转臂座106,定位转臂座106设置在侧梁过渡段101-2的下表面。制动吊座105和定位转臂座106设置在侧梁101的侧梁过渡段101-2的位置,不干涉其他部件的分布,和横梁102端部的二系垂向减振器座110、空簧支撑梁104等部件相互分开,对侧梁101产生的载荷也较为分散,载荷分布更为君合。制动吊座105和定位转臂座106可以焊接到侧梁101上。
上述提到的空簧支撑梁104,设置在侧梁中部段101-1的外侧,与设置在中部的空簧对应。另外,空簧支撑梁104的底部设置有抗蛇行减振器座107,这样可以充分利用空簧支撑梁104的空间,使得结构更为紧凑。
再如图2所示,其中一个横梁102的两个端部均设置有二系垂向减振器座110。
如此设置,相较于传统方案将二系垂向减振器直接设置在侧梁101上的方案,本实施例中二系垂向减振器座110设置到横梁102的端部,即二系垂向减振器设置在横梁102的端部,且横梁102的端部穿过侧梁101。这样,一方面,横梁的端部穿过侧梁101,则与侧梁101的内侧、外侧均可以建立连接,连接较为可靠;另一方面,相较于传统方案将将二系垂向减振器直接设置在侧梁101的外侧,本实施例中的二系垂向减振器设置在横梁102穿出侧梁101的端部,则在加强横梁102与侧梁101连接可靠性的同时,横梁102的端部又相当于穿设在侧梁101上的安装座基础,二系垂向减振器的安装更为可靠,而且横梁102提供二系垂向减振器座110的设置位置,可以节省空间,使得构架更为紧凑。
具体地,横梁102与侧梁101可以焊接固定,且二系垂向减振器座110也焊接于横梁102的端部,焊接固定结构较为可靠,当然,也可以是紧固件紧固。本实施例中的横梁102如图3所示,具体为钢管结构,可以是圆形钢管。另外,横梁102为紧凑型、轻量化管板焊接结构,横梁102的内部中空,作为空气气室使用。
如图6所示,图6为图2中空簧支撑梁104的结构示意图。
空簧支撑梁104的顶部为空簧安装座114,转向架二系悬挂的空簧可以支撑安装在空簧支撑梁104之上。本实施例中的空簧支撑梁104设置在侧梁101的外侧,且空簧支撑梁104纵向上的两端分别连接到同侧的两个横梁102的端部。结合图2和图6,空簧支撑梁104纵向的两端呈弧形,为弧形连接端104-1,可以卡合到两个横梁102的外周壁上,并焊接固定。同时,空簧支撑梁104靠近侧梁101的一侧可以和侧梁101焊接固定,这样,空簧支撑梁104与侧梁101、横梁102同时建立连接,则空簧支撑梁104的连接较为可靠,同时也增强了横梁102和侧梁101的连接,载荷在构架100上的传递也更为均衡。
本实施例中的构架100还包括电机吊座108、齿轮箱吊座109和抗侧滚扭杆座115中的至少一者。再如图3所示,电机吊座108的部分焊接于横梁102的外侧,部分焊接于横梁102的底部,这样,电机吊座108的安装可靠性更高,以保证电机安装后的可靠性。其中,两个电机吊座108分别固定设置在两个横梁102上,且沿横向交错布置;采用横梁大跨距、电机吊座小跨距布置方式,使电机吊座108承载弯矩得以最小化,满足高速运行需安装大功率电机的指标要求,实现电机吊座的轻量化设计。
本实施方案,基于作用力矩的合理降低,可进一步实现横梁钢管轻量化设计。在相同电机载荷的情况下,横梁重量降低约15%。
其中,齿轮箱吊座109设置于横梁102的外侧,电机吊座108、齿轮箱吊座109沿横梁102横向分布在外侧。其中,抗侧滚扭杆座115可以设置于横梁102的内侧,如图3所示,两个抗侧滚扭杆座115设置在一个横梁102上,且分别位于两个纵向辅助梁103的旁侧;也即,一抗侧滚扭杆座115位于一纵向辅助梁103的旁侧,另一抗侧滚扭杆座115位于另一纵向辅助梁103的旁侧。
该横梁102的两个端部同时也设置有二系垂向减振器座110,两个纵向辅助梁103位于两个抗侧滚扭杆座115之间。此处也是充分利用横梁102的内侧和外侧空间,布置多个需要的安装座,空间布局合理,结构紧凑。电机吊座108、齿轮箱吊座109和抗侧滚扭杆座115可以焊接到横梁102上,各个安装座都可以设置出弧形端,以卡合到横梁102的对应外周壁位置进行焊接。
其中,抗侧滚扭杆座115采用渐窄式腹板布置,请一并参见图7和图8,该图7为图3中B部所示抗侧滚扭杆座的组装关系示意图,该图8为本实施方式中所述抗侧滚扭杆座的俯视图。
该抗侧滚扭杆座115包括底板1151、盖板1152和两个弧形腹板1153。两个弧形腹板1153固定设置在底板1151和盖板1152之间,围合形成固定端1154具有敞口且外伸端1155闭合的箱形结构;盖板1152和两个弧形腹板1153均配置为:自固定端1154至外伸端1155呈渐收状,随弯矩增大,截面由端部至连接根部逐渐增大,使各截面应力水平基本一致,实现等裕量强度设计。
本实施方案中,底板1151沿横向伸出于两个弧形腹板1153的下沿,形成用于适配抗侧滚扭杆(图中未示出)的第一安装部11511,并配置有相应的抗侧滚扭杆安装孔11512。基于渐收状抗侧滚扭杆座形成空间避让,更加便于执行组装及检修维护操作
具体地,在竖向投影面内(图8所示),盖板1152和两个弧形腹板1153均配置为:自固定端1154至外伸端1155呈相向内收的渐收状。进一步地,在横向投影面内,盖板1152自固定端1154至外伸端1155向下倾斜,且盖板1152的外伸端呈外凸弧状并包覆两个弧形腹板1153的外伸端。如此设置,等裕量强度设计的技术优势更加显著。
请继续参见图9,该图为图3中纵向辅助梁103的结构示意图。
本实施例中的两个纵向辅助梁103,纵向辅助梁103的一端连接一个横梁102,纵向辅助梁103的另一端连接另一个横梁102,纵向辅助梁103的两端可以是弧形连接端103-1以卡合到横梁102的外周壁上,可以焊接固定。如图7所示,该实施例中纵向辅助梁103的下表面呈上凹的弧形,为拱形设计,具有较好的强度,纵向辅助梁103的上表面可以大致为水平面。
本实施方案中,转向架的构架100还可以包括横向减振器座113、横向止挡座111、整体起吊座112中的至少一者。两个横向减振器座113分别固定设置在两个纵向辅助梁103的上表面,且沿纵向交错布置;横向止挡座111、整体起吊座112则设置于纵向辅助梁103的内侧。这里纵向辅助梁103的内侧,是指两个纵向辅助梁103相对的一侧,外侧是指相背离的一侧。同样,利用纵向辅助梁103设置横向减振器座113、横向止挡座111、整体起吊座112,可以充分利用纵向辅助梁103的空间,使得结构更为紧凑。横向减振器座113、横向止挡座111、整体起吊座112可以焊接到纵向辅助梁103上。
如图9和图10所示,图10为本实施方式中所述横向减振器座的安装座结构示意图。该横向减振器座113包括两个安装座1131和加强筋板1132,该安装座1131包括位于顶部的第二安装部11311和位于底部的支撑立板11312,第二安装部11311用于适配横向减振器(图中未示出),并相应的横向减振器安装孔11313。这里,支撑立板11312沿横向延伸固定在相应的纵向辅助梁103上,所述加强筋板固定设置在所述两个安装座的所述支撑立板之间;换言之,沿受力方向采用式安装部匹配斧足式筋板设计。整体上,沿受力方向布置安装座1131的支撑立板11312,结构设计符合载荷传递方向。在此基础上,图中所示的支撑立板11312的本体上沿自中部向两端向下渐收,以减少结构母材用量,从而合理控制重量。
相较于传统安装块及过渡座的连接设计,具有较好的结构可靠性,符合轻量化的设计要求。进一步地,该安装座1131的第二安装部11311和支撑立板11312可以为一体式锻件,可减小焊缝的布置,进一步实现结构轻量化。
另外,如图9所示,该实施例中横向止挡座111横向的一侧横向延伸并折弯从而形成整体起吊座112。相当于横向止挡座111集成有起吊的功能,可以简化结构和简化安装步骤,降低成本。
上述实施例中,侧梁101、横梁102、纵向辅助梁103、空簧支撑梁104以及各个安装座,都可以以等强度裕量为设计基础,在满足强度要求的前提下,获得轻量化的结构。这样,包括该构架的转向架可以满足高速运行、可以安装大功率电机。构架100作为承载结构,进行如上的轻量化设计,在相同轴重、电机重量增大60%的情况下,构架100的重量仅增大约5%。
需要说明的是,该转向架构架的焊接工艺要求,需要对应力较大的焊缝部位进行打磨处理,降低结构奇异性带来的应力集中,提升焊缝许用应力。应当理解,具体焊接工艺实现非本申请的核心发明点所在,且本领域技术人员能够基于现有技术实现,故本文不再赘述。
车体200
该车体200位于转向架的构架100上方,包括车顶、底架210、固定连接在车顶和底架两侧的两个侧墙220、两个端墙230和地板240,其中,底架210可与转向架的构架100相连,侧墙220、端墙230和地板240均设置在底架210上。针对车体200的底架210、侧墙220、端墙230和地板240的轻量化设计要求,本实施例分别基于结构设计和轻量化材料的提出了具体实施方案。
请参见图11和图12,图11为本申请实施例所提供轨道车辆的底架的端部架结构示意图,图12为图11中车钩座和牵引梁组的连接结构图。
如图11和图12所示,该端部架为轨道车辆的底架的一部分,包括车钩座211、牵引梁组212、缓冲梁213、两个底架边梁214以及枕梁215。
其中,车钩座211具体是指车钩安装座,用于安装车钩。车钩座211为端部架的主要受力部件之一。
牵引梁组212包括第一牵引梁2121、第二牵引梁2122和两个第三牵引梁2123,第一牵引梁2121和第二牵引梁2122分别位于车钩座211的纵向两侧,两第三牵引梁2123分别位于车钩座211的横向两侧。并且,第一牵引梁2121、第二牵引梁2122以及两个第三牵引梁2123均和车钩座211相连,以构建牵引梁组212和车钩座211之间的结构联系。
缓冲梁213为位于底架端部的梁结构,第一牵引梁2121在纵向上远离车钩座211的一端和缓冲梁213相连。
两个底架边梁214实际也是底架的边部梁,两底架边梁214沿横向间隔设置,缓冲梁213的横向两端分别和两底架边梁214相连,以组合形成端部架的基本框架。在横向上,位于车钩座211同一侧的第三牵引梁2123和底架边梁214可以相连,以通过第三牵引梁2123将车钩座211和底架边梁214联系起来。
枕梁215的横向两端分别和两底架边梁214相连,并且,第二牵引梁2122在纵向上远离车钩座211的一端和枕梁215相连,以通过第二牵引梁2122将车钩座211和枕梁215联系起来。
采用这种方案,本申请实施例中的牵引梁组212呈现为“树形”结构布局,能够将车钩座211、缓冲梁213、两个底架边梁214以及枕梁215有效连接为一个整体闭合框架,并且,该整体闭合框架之中又包括了多个局部闭合框架,例如第二牵引梁2122、第三牵引梁2123、底架边梁214和枕梁215之间围合形成的局部闭合框架等。如此,本申请所提供端部架可形成“整体+局部”的多重闭合框架,这不仅可以大幅地提升端部架的结构刚度,还可以优化车钩座211所承受载荷的传递路径,以充分发挥牵引梁组212、缓冲梁213、底架边梁214、枕梁215等梁体的刚度贡献,加之框架的整体效应,可大幅改善端部架的整体承载应力值以及应力分布梯度,从而能够降低车钩座211在受载时发生弯曲等变形的可能性。
区别于现有技术,本申请实施例通过改善载荷传递路径来提升端部架的结构刚度,这样,端部架中各梁体的结构断面尺寸、型材壁厚等可以适当降低,这就为轨道车辆的轻量化设计提供了基础,并能够在一定程度上克服结构刚度和产品轻量化之间的矛盾。
在此,本申请实施例并不限定第一牵引梁2121、第二牵引梁2122和第三牵引梁2123的具体结构形式,在实际应用中,本领域技术人员可以根据具体需要进行设计,只要是能够满足使用的要求即可。或者,也可以参照图11和图12所示进行设计。
请参见图13和图14,其中,图13为车钩座的结构示意图,图14为图13去除第一顶板后的结构示意图。
如图所示,车钩座211可以包括第一顶板2111、第一底板2112、第一板体2113和第二板体2114。其中,第一顶板2111和第一底板2112可以是在竖向上间隔设置,第一板体2113和第二板体2114可以是在纵向上间隔设置;并且,第一板体2113和第二板体2114均可以与第一顶板2111相连,第一板体2113和第二板体2114均可以与第一底板2112相连,这样,可以构建形成车钩座211的基本框架。
进一步地,第一板体2113和第二板体2114均可以设置有安装孔。为便于区分,可以将设置于第一板体2113的安装孔称之为第一安装孔21131,并可以将设置于第二板体2114的安装孔称之为第二安装孔21141。
第一安装孔21131和第二安装孔21141可以适应后置式压溃管吸能车钩的安装,并能够实现多点限位约束,在提升车钩吸能容量的同时,还可以保证车钩于碰撞过程中具备良好的导向、防偏防爬能力,并兼顾了结构承载与耐撞性设计。
上述车钩座211还可以包括加强结构2115,加强结构2115可以连接第一板体2113和第二板体2114,并且,该加强结构2115还可以连接第一顶板2111和第一底板2112。通过该加强结构2115的设置,可以为车钩座211构建箱型框架结构,能够大幅地提升车钩座211的结构刚度。
这里,本发明实施例并不限定车钩座211的具体结构形式,在实际应用中,本领域技术人员可以根据具体需要进行设置,只要是能够满足使用的要求即可。示例性的,如图14所示,加强结构2115可以为交叉板,且该加强结构2115可以和第二板体2114围合形成三角形腔,以提升加强结构2115的加强作用;应理解,作为上述方案的变形,加强结构2115也可以是和第一板体2113围合形成三角形腔,或者,加强结构2115也可以同时和第一板体2113以及第二板体2114围合形成三角形腔,再或者,加强结构2115可以自身即具备三角形腔。在提供可靠承载能力的基础上,同时能够降低零件自重。
加强结构2115还可以设置有连接筋,该连接筋可以和牵引梁组212相连。这样,车钩座211是以自身结构强度较高的部件和牵引梁组212相连,有利于提升车钩座211和牵引梁组212连接后的整体结构性能。应理解,连接筋的设置位置并不局限于加强结构2115,也可以是车钩座211的其他位置,如第一顶板2111、第一底板2112等位置,只要是能够满足使用的要求即可。
如前所述,牵引梁组212包括多个牵引梁,相应地,连接筋的数量也可以为多个,且各连接筋的设置位置要能够适配各牵引梁的装配。具体而言,如图14所示,加强结构2115可以设置有第一连接筋21151、第二连接筋21152和第三连接筋21153,第一连接筋21151可以和第一牵引梁2121相连,第二连接筋21152可以和第二牵引梁2122相连,第三连接筋21153可以和第三牵引梁2123相连。
在一些可选的实施方式中,本实施方案所提供端部架还可以包括连接梁216和底架横梁217,结合图11,底架横梁217和缓冲梁213可以分别位于枕梁215的纵向两侧;底架横梁217可以和两个底架边梁214相连,连接梁216可以连接枕梁215和底架横梁217。这样,枕梁215和底架横梁217之间又可以形成闭合框架,能够更大程度地加强端部架的结构刚度。
请参见图15,该图为地板、底架边梁和连接梁的连接结构图。如图所示,端部架还可以包括地板240,地板240为型材结构,其可以位于第二牵引梁2122的上侧。这样,第二牵引梁2122不会在纵向上对地板240造成侵袭,可以减少对于地板240进行切割,进而可保证地板240的结构完整性,并有利于简化端部架的制造和组装工艺。
在上述的各实施方式中,第一牵引梁2121、第二牵引梁2122、第三牵引梁2123、连接梁216、底架横梁217等相关梁体中,至少一个梁体的至少部分梁段可以为工字梁,以便简化梁体结构,并降低端部架的重量。应理解,梁体截面形状也不局限于工字型,还可以为口字型、槽型等。
上述的各梁体可以为挤压型材,也可以是通过型材、板材等拼焊形成,或者,还可以是直接采用碳纤维增强基复合材料(Carbon Fibre-reinforced Polymer,CFRP)等复合材料一体成型,以符合轻量化设计的趋势性要求。各梁体的材料可以为铝合金,也可以为镁铝合金或者一些复合材料等。
请参见图16,该图为本实施方式中所述车体侧墙结构的整体结构示意图。为了清楚示明该车体侧墙的基本单元结构并简化图面,图中仅基于一个窗安装口进行相应构成及结构示意。应当理解,图中所示的车体侧墙结构,可沿车体纵向顺次排布形成车体侧墙。
该车体侧墙结构包括上墙板221和下墙板222,两者均采用纵向延伸的型材制成,以获得良好的纵向承载能力。在上墙板221和下墙板222之间,沿纵向间隔设置有窗间立柱223,相邻两个窗间立柱223与上墙板221的下沿部和下墙板222的上沿部围合形成窗安装口224。请一并参见图16和18,其中,图17为图16中所示车体侧墙结构的断面示意图。
其中,上墙板221的上沿部和下沿部均为双层型材,且其上沿部和下沿部之间的墙板体22123为单层型材;同样地,下墙板222的上沿部和下沿部均为双层型材,且其上沿部和下沿部之间的墙板体为单层型材。这里,双层型材是指,在板厚方向上包括两层层板;单层型材是指,在板厚方向上包括一层层板。
其中,该上墙板221的内侧纵向间隔设置有上支撑柱2214,每个上支撑柱2214配置为:下端位于窗间立柱223的上方,且至少与上墙板221的墙板体22123固定连接;该下墙板222的内侧纵向间隔设置有下支撑柱2224,每个下支撑柱2224配置为:上端位于窗间立柱223的下方,且至少与下墙板222的墙板体固定连接。这样,上、下支撑柱布置在窗间立柱的两侧,基于窗间立柱以及位于上、下墙板内侧的支撑柱,形成上下贯通垂向支撑架构,可有效传递垂向载荷,提高车体整体垂向刚度。在此基础上,上、下墙板的中部墙板体可以均配置为单层型材,符合轻量化设计的趋势性要求。
具体地,请一并参见图16、图17和图18,其中,图18为图17中所示上墙板的连接关系示意图。
本方案中,该上墙板221包括上下顺次连接的上边梁2211、上墙板体2212和窗上墙板2213,该上边梁2211和窗上墙板2213为双层型材。其中,上边梁2211用于车顶225拼接固定。
其中,上墙板体2212配置为:其与上边梁2211和窗上墙板2213分别对接的上边沿22121和下边沿22122为双层型材,且其上边沿22121和下边沿22122之间的墙板体22123为单层型材。
这里,上墙板体2212与上边梁2211和窗上墙板2213相连接的部分为双层型材。具体地,上边梁2211的下端沿22111厚度小于上边梁2211的本体22112厚度,窗上墙板2213的上端沿22131厚度小于窗上墙板2213的本体22132厚度,上边梁2211的下端沿22111和窗上墙板2213的上端沿22131分别与上墙板体2212的上边沿22121和下边沿22122对接固定,有利于载荷的传递,避免结构突变引起的应力集中。
相应地,上边梁2211的本体22112内表面与其下端沿22111内表面之间形成第一台阶面22113,窗上墙板2213的本体22132内表面与其上端沿22131的内表面之间形成第二台阶面22133;各上支撑柱2214的上、下端分别与第一台阶面22113和第二台阶面22133对接固定。请一并参见图19,该图示出了上支撑柱的连接关系示意图。
进一步地,上墙板体2212的墙板体22123包括纵向延伸形成的加强筋22124,具体包括多个上下间隔设置在上边沿22121和下边沿22122之间的加强筋22124。各上支撑柱2214的外表面与上边梁2211的下端沿22111、上墙板体2212的上边沿22121、加强筋22124和下边沿22122以及窗上墙板2213的上端沿22131分别固定连接。例如但不限于采用焊接工艺实现固定连接。
本方案中,上边梁2211、上墙板体2212和窗上墙板2213的外表面对齐,同时上边梁2211、上支撑柱2214和窗上墙板2213的内表面也齐平,也即依据车体侧墙外廓设计内、外表面连续过渡,以方便包覆内、外蒙皮。
请一并参见图16、图17和图20,图20为图17中所示下墙板的连接关系示意图。
本方案中,下墙板222包括上下顺次连接的窗下墙板2221、下墙板体2222和下边梁2223,该窗下墙板2221和下边梁2223为双层型材。其中,下边梁2223用于与侧墙底架226拼接固定。该窗下墙板2221的下端沿22211厚度小于窗下墙板2221的本体22212厚度,且窗下墙板2221的本体22212内表面与其下端沿22211内表面之间形成第三台阶面22213。
其中,下墙板体2222为单层型材,且包括纵向延伸形成的加强筋22221,具体包括多个上下间隔设置在下墙板体2222内表面的加强筋22221。各下支撑柱2224的外表面与下墙板体2222的加强筋22221分别固定连接。例如但不限于采用焊接工艺实现固定连接。
为了提高下墙板222的承载能力,作为优选,下支撑柱2224的上端通过上连接梁2225固定于窗下墙板2221,且各上连接梁2225对应布置在窗间立柱223下方的第三台阶面22213。下支撑柱2224的下端通过下连接梁2226固定于下边梁2223,且下连接梁2226相对于上连接梁2225沿纵向交错布置。这里,上连接梁2225与窗下墙板2221的下端沿22211和第三台阶面22213围合固定形成“日”字型结构,下连接梁2226与下边梁2223对接固定形成“日”字型结构,具有较好的结构刚度。
本方案中,窗下墙板2221、下墙板体2222和下边梁2223的外表面对齐,同时窗下墙板2221、上连接梁2225、下支撑柱2224、下连接梁2226和下边梁2223的内表面也齐平,也即依据车体侧墙外廓设计内、外表面连续过渡,以方便包覆内、外蒙皮。
为了进一步提高各加强筋与相应支撑柱之间的可靠固定,上墙板体2212的加强筋22124和下墙板体2222的加强筋22221截面均为“T”字型,由此基于加强筋的大尺寸端面与相应的支撑柱外表面搭接固定。
本方案中,窗间立柱223作为形成上下贯通垂向承载的基础构成部分,为了更有效的传递垂向载荷,该窗间立柱223采用竖向延伸的型材制成。由此,可更有效的传递垂向载荷,另外,还可减少窗口区域型材的加工浪费。请一并参见图16、图17、图21和图22,其中,图21为图17中所示窗间立柱223的连接关系示意图,图22为图16的C-C剖面图,也即窗间立柱的断面图。
该窗间立柱223的两侧沿分别具有安装止口2231,分别与窗上墙板2213的下沿的安装止口22134及窗下墙板2221上沿的安装止口22214围合形成窗安装口224。如图16所示,窗上墙板2213的与窗间立柱223连接位置处,向下延伸形成连接部22135,窗下墙板2221的与窗间立柱223连接位置处,向上延伸形成连接部22215。
本方案中,窗上墙板2213和窗下墙板2221均为双层型材,基于窗上墙板2213和窗下墙板2221的基础型材,可通过减材后形成相应窗口以及相应的连接部,也不会影响其承载能力。同时,连接部22135与窗上墙板2213本体相连的窗角处,及连接部22215与窗下墙板2221本体相连的窗角处,可均由相应本体型材加工出圆角,以提高强度。
请一并参见图23和图24,其中,图23为窗安装口224的局部示意图,图24为图23的D向视图。
该窗间立柱223的中部包括竖向延伸的加强筋2232,多个加强筋2232间隔布置在窗间立柱223的内表面。同样地,该加强筋2232为“T”字型,由此可基于加强筋2232的大尺寸端面与内侧蒙皮贴合固定。
该窗间立柱223的上方分别对应配置有两个上支撑柱2214,且两个上支撑柱2214的下端与窗间立柱223的两侧沿分别沿竖向相对布置;该窗间立柱223的下方分别对应配置有两个下支撑柱2224,且两个下支撑柱2224的上端与窗间立柱223的两侧沿分别沿竖向相对布置。整体上,对于每个窗间立柱223来说,配合位于其上方的两个上支撑柱2214和位于其下方的两个下支撑柱2224,结构匹配更加合理,形成承载能力优异的垂向支撑架构。
该上支撑柱2214可以为“口”型断面,下支撑柱2224可以为“口”型断面,在其他具体应用中,上支撑柱2214和下支撑柱2224的断面形式可以根据需要进行确定。
图中所示,各上支撑柱2214均沿竖向平行设置,各下支撑柱2224相对于窗间立柱223的延伸方向均斜向设置,且相邻两个下支撑柱2224的倾斜方向相反;斜向设置的下支撑柱2224的上、下端分别与相邻的上连接梁2225与下连接梁2226固定连接,换言之,各下支撑柱2224呈“W”字型布置,可兼顾垂向载荷和纵向载荷的传递。
在具体实现中,窗间立柱223可位于侧顶圆弧处,竖向设置有利于窗间立柱弯曲成型;换言之,圆弧处竖向为二维成型,斜向为三维成型,成型难度较大,应用本方案可提高工艺性,降低制造成本。
在其他具体实现中,各上支撑柱2214和各下支撑柱2224的布置形式,可根据实际产品设计需要进行确定,例如但不限于,各上支撑柱相对于窗间立柱的延伸方向成夹角设置,或者各下支撑柱沿竖向平行设置,只要能够形成承载能力优异的垂向支撑架构,均在本申请请求保护的范围内。
图中所示,上墙板221的上边梁2211、上墙板体2212和窗上墙板2213,为拼接固定的分体式结构。下墙板222的窗下墙板2221、下墙板体2222和下边梁2223,以及上连接梁2225和下连接梁2226,为拼接固定的分体式结构。具体可以在拼接处设置相适配的插接槽,组装固定时可先拼插定位再焊接固定。也就是说,可单独作为模块进行预组后,再与窗间立柱进行总装,也可各部件在整体工装上进行组装,工艺灵活性高。
在其他具体实现中,上墙板221的上边梁2211、上墙板体2212和窗上墙板2213可以为一体成型的型材,下墙板222的窗下墙板2221、下墙板体2222和下边梁2223,以及上连接梁2225和下连接梁2226,可以根据工艺设计需要部分或全部为一体成型的型材。
其中,对于将上连接梁2225与窗下墙板2221或下墙板体2222设计为一体型材的方式,可通过去除材料的方式形成各上连接梁2225;对于将下连接梁2226与下墙板体2222或下边梁2223设计为一体型材的方式,可通过去除材料的方式形成各下连接梁2226。
请参见图25,该图示出了本申请实施例所述车体的端墙纵向视图。
该端墙230包括框架231、门框232和门洞A。
框架231包括两根立梁2311,两根立梁2311分别设置在端墙的垂向中心线两侧,门洞A形成在两根立梁2311之间。
门框232安装在门洞A内,门框232内部用于安装端门。门框232包括两根立柱2321,两根立柱2321位于两根立梁2311之间,两根立柱2321分别设置在端墙的垂向中心线两侧。两根立柱2321分别与同侧的立梁2311固定连接,具体可以焊接。
如图26,立柱2321和立梁2311可以通过插槽B沿车辆横向相互插接。具体的,可以在立柱2321远离端墙的垂向中心线的一侧设置插槽B,插槽B的槽口朝向同侧的立梁2311,以插接同侧的立梁2311,图中为这种方案。或者,也可以在立梁2311靠近端墙的垂向中心线的一侧设置插槽B,插槽B的槽口朝向同侧的立柱2321,以插接同侧的立柱2321。
在固定连接立柱2321和立梁2311前,可以预先测量端门的宽度尺寸,然后横向滑动立柱2321,使立梁2311或立柱2321在插槽B中横向滑动,以此来调节两个立柱2321之间的横向间距,从而适应端门的实际宽度尺寸,调整到位后再将立柱2321和立梁2311固定连接在一起。
上述端墙,可以避免因两个立柱2321的横向间距与端门的实际宽度尺寸相差大导致端门无法组装在两个立柱2321之间或者组装完后端门与立柱2321之间的缝隙大的问题,因此能提升组装速度和组装质量。
如图25,框架231还包括连在两根立梁2311之间的上横梁2312,门洞A形成在上横梁2312下方。并且,门框232还包括连在两根立柱2321之间的上横柱2322,上横柱2322与上横梁2312固定连接,具体可以焊接。
如图28,上横柱2322和上横梁2312可以通过插槽B沿车辆垂向相互插接。具体的,可以在上横柱2322的上侧设置插槽B,插槽B的槽口朝向上横梁2312,以插接上横梁2312,图中为这种方案。或者,也可以在上横梁2312的下侧设置插槽B,插槽B的槽口朝向上横柱2322,以插接上横柱2322。
在固定连接上横柱2322和上横梁2312前,可以预先测量端门的高度尺寸,然后垂向滑动上横柱2322,使上横梁2312或上横柱2322在插槽B中垂向滑动,以此来调节上横柱2322的高度位置,从而适应端门的实际高度尺寸,调整到位后再将上横柱2322和上横梁2312固定连接在一起。这样,可以避免因上横柱2322的高度位置与端门的实际高度尺寸相差大导致端门无法组装在上横柱2322下方或者组装完后端门与上横柱2322之间的缝隙大的问题,因此能进一步提升组装速度和组装质量。
如图25,框架231还包括两根角柱梁2313以及顶部横向弯梁2314。两根角柱梁2313设置在端墙的垂向中心线两侧,顶部横向弯梁2314的两端分别与两根角柱梁2313的顶端连接。顶部横向弯梁2314位于上述上横梁2312上方。上述两根立梁2311位于两根角柱梁2313之间。应用状态下,车辆的两侧侧墙分别连于端墙的两根角柱梁2313,车辆的顶棚连于顶部横向弯梁2314
如图25,端墙还包括墙板。墙板包括分别设置在端墙的垂向中心线两侧的两个侧部墙板233,两个侧部墙板233固定连接在同侧的角柱梁2313和立梁2311之间,并且顶部与顶部横向弯梁2314固定连接。
墙板还可以包括顶部墙板234,顶部墙板234固定连接在两根立梁2311之间并且还固定连接在上横梁2312和顶部横向弯梁2314之间。
具体的,如图26-图28所示,顶部横向弯梁2314、角柱梁2313和立梁2311连接墙板的一侧均可以设置向墙板延伸的墙板托臂C,组装好后,墙板托臂C贴合着墙板表面。组装时,墙板托臂C能起到支撑墙板以预定位墙板的作用,还能给墙板提供连接基础。
具体的,如图28,顶部横向弯梁2314连接车辆顶棚的一侧设置向顶棚延伸的顶棚托臂E,组装好后,顶棚托臂E贴合着顶棚表面。组装时,顶棚托臂E能起到支撑顶棚以预定位顶棚的作用,还能给顶棚提供连接基础。
具体的,如图28,角柱梁2313连接车辆侧墙的一侧设置向侧墙延伸的侧墙托臂D,组装好后,侧墙托臂D贴合着侧墙表面。组装时,侧墙托臂D能起到支撑侧墙以预定位侧墙的作用,还能给侧墙提供连接基础。
具体的,墙板可以采用铝蜂窝材质、碳纤维复合材质或者泡沫铝板材质。这种墙板不仅能满足强度要求,而且重量轻、隔音效果好。
若墙板采用铝蜂窝材质或泡沫铝材质,则墙板与框架231可以焊接固定。若墙板采用碳纤维复合材质,则墙板与框架231可以铆接固定。
请参见图29和图30,图29为本申请实施例所提供一种实施例的地板的框架结构的结构示意图;图30为本申请实施例所提供一种实施例的地板的局部横向断面图。
本实施例提供的地板240用于轨道车辆,该地板240包括框架结构241和蜂窝芯242;其中的框架结构241具有沿横向排布的至少两个安装孔组,每个安装孔组包括沿纵向排布的多个安装孔241a,相邻两个安装孔组的安装孔241a错开排布,每个安装孔241a内固设有一个蜂窝芯242,可以理解,框架结构241的每个安装孔241a内都设有一个蜂窝芯242,框架结构241和多个蜂窝芯242一起组成地板240的主体。显然,相邻的安装孔组内安装的蜂窝芯242也是错位排布的。
如上,该地板240采用蜂窝芯242的结构设计可大幅减轻地板240的重量,同时安装孔组的错开布置使得蜂窝芯242的排布错开,可确保地板240的强度,满足使用需求,该地板240的设计为减轻轨道车辆的车体重量提供了有利条件。经过实际应用确认,采用该地板240使得车体轻量化设计效果显著,可减重约15%。
具体应用中,框架结构241包括两个平行设置的边侧纵梁2411和两个平行设置的端部横梁2412,其中一个端部横梁2412的两端与两个边侧纵梁2411的一端固接,另一个端部横梁2412的两端与两个边侧纵梁2411的另一端固接,这样,两个边侧纵梁2411和两个端部横梁2412围合形成一个矩形框结构;框架结构241还包括设于两个边侧纵梁2411之间的至少一个中部纵梁2413,中部纵梁2413与边侧纵梁2411平行,中部纵梁2413的两端分别与两个端部横梁2412固接,在相邻的两个纵梁(包括边侧纵梁2411和中部纵梁2413)之间固接有多个沿纵向间隔排布的中部横梁2414,一个中部纵梁2413两侧的中部横梁在纵向上错开设置,这样形成前述至少两个安装孔组。
如上述中部纵梁2413和中部横梁2414布置后,在相邻的纵梁和相邻的横梁之间可形成一个安装孔241a,每两个相邻的纵梁之间的空间经过多个中部横梁2414的设置后形成一组安装孔组。
以图29所示示例,在框架结构241的两个边侧纵梁2411之间设有两个中部纵梁2413,这样将两个边侧纵梁2411之间的空间分隔为沿纵向延伸且沿横向排布的三个区域,以图29所示方位,靠左侧的边侧纵梁2411和与其相邻的中部纵梁2413之间设有五个沿纵向间隔排布的中部横梁2414,两个中部纵梁2413之间设有六个沿纵向间隔排布的中部横梁2414,靠右侧的边侧纵梁2411和与其相邻的中部纵梁2413之间设有五个沿纵梁间隔排布的中部横梁2414,每个中部纵梁2413两侧的中部横梁2414错位布置,即不处于同一横向位置,这样,在中部纵梁2413两侧的安装孔241a错开排布。
图29仅是示例性示意,在实际应用中,框架结构241的两个边侧纵梁2411之间可以只设一个中部纵梁2413,也可以设置三个或四个或更多个中部纵梁2413,边侧纵梁2411和与其相邻的中部纵梁2413之间,或者两个相邻的中部纵梁2413之间设置的中部横梁2414的数目可以为两个以上,不局限于图29中所示。
请一并参见图31和图32,图31为本申请实施例中边侧纵梁与蜂窝芯的连接处的结构示意图;图32为本申请实施例中中部纵梁与蜂窝芯的连接处的结构示意图。
具体应用中,蜂窝芯242的四边分别与对应位置的边侧纵梁2411或者中部纵梁2413、端部横梁2412或者中部横梁2414固接。具体的,边侧纵梁2411、中部纵梁2413、端部横梁2412和中部横梁2414中的至少一者与蜂窝芯242的搭接处均设有连接接口2415,蜂窝芯242与连接接口2415焊接固定。
为确保蜂窝芯242与框架结构241的固定效果,实际应用中优选蜂窝芯242与对应的各纵梁或者各横梁均焊接固定,即边侧纵梁2411、中部纵梁2413、端部横梁2412和中部横梁2414均具有与蜂窝芯242焊接固定的连接接口2415。
如图31所示,边侧纵梁2411朝向蜂窝芯242的一侧具有连接接口2415,如图32所示,中部纵梁2413的朝向蜂窝芯242的两侧均具有连接接口2415。端部横梁2412和中部横梁2414的连接接口2415与图31和图32类似,不再说明。
具体应用中,蜂窝芯242与连接接口2415通过搅拌摩擦焊焊接固定,既可以保证焊接质量,又可以确保焊接后的平面度,有利于确保地板240整体的平面度。
具体的,蜂窝芯242包括两个相对的面板2421和固设在两个面板2421之间的蜂窝结构2422,焊接时,面板2421是连接接口2415焊接固定,如图31和图32所示,连接接口2415具有台阶面,蜂窝芯242的面板2421可与对应的连接接口2415的台阶面抵接,以此确保面板2421和纵梁或横梁的表面平齐。
其中,蜂窝芯242的面板2421可采用铝结构,蜂窝结构2422可采用复合材料,以进一步减轻地板240的重量。
请一并参见图33,图33为本申请实施例中设有安装结构的中部纵梁的结构示意图。
本实施例中,地板240的框架结构241的中部纵梁2413具有内嵌式滑槽24131,该内嵌式滑槽24131可用于设置安装结构243,该安装结构243可用于座椅的安装。中部纵梁2413的该结构设置无需额外设置固定安装结构243的结构,有利于结构简化。
实际应用中,在中部纵梁2413数量较少或者位置与座椅安装位置不匹配的情况下,也可以在蜂窝芯242的合适位置设置滑槽123,以用于安装座椅,如图34所示,该滑槽123可以通过粘接或者焊接的方式与蜂窝芯242固定,既简便又可靠。
请一并参见图35和图36,图35为本申请实施例中车体的地板组装关系横向断面图;图36为图35中边梁与地板的连接处的结构示意图。
图中所示,车体的地板采用前述地板240,底架包括两个平行布置的底架边梁214,地板240位于两个底架边梁214之间,且与两个底架边梁214固定连接,显然是地板240的两个边侧纵梁2411分别与两个底架边梁214焊接固定。
如图36所示,地板240的边侧纵梁2411朝向底架边梁214的一侧也可以设置接口,与底架边梁214的接口搭接后焊接固定。
该车体采用前述地板240后,能够进一步减轻重量。
司机室300:
请参见图37,图37为本申请实施例中司机室的结构示意图。
本实施例中的司机室300,包括外罩板310和内饰板320,外罩板310和内饰板320的主体均由复合材料制成且均为一体式结构,复合材料例如是碳纤维材料,或者是其他复合材料,也可以是碳纤维材料和其他复合材料组合的材质。内饰板320包括顶板和位于顶板两侧的侧板,外罩板310则外罩在内饰板320的外侧。
外罩板310和内饰板320之间形成有腔体,腔体可以包括走线腔,电气线路可以铺设在走线腔内,当然,电气线路需要的连接设备或者是其他需要铺设在腔体内的电气元件等也都可以布置在腔体内,这样,电气线路、连接设备以及其他电气元件等处于相对封闭稳定的腔体中,可以保持稳定的形态,避免遭受外界环境的破坏,而且,可以满足司机室的整洁布局。此外,内饰板320和外罩板310局部固化为一体,即外罩板310的部分与内饰板320具有间距以形成腔体,还有一部分可以与内饰板320固化连接在一起。
具体地,外罩板310的内侧可以设置有凸出的第一连接部,内饰板320的外侧可以设置有凸出的第二连接部,第一连接部和第二连接部可以搭接并固化为一体。第一连接部可以直接成型于外罩板310,也可以是分体设置的部件,与外罩板310后续固化为一体;同样,第二连接部可以直接成型于内饰板320,也可以是分体设置的部件,与内饰板320后续固化为一体。本实施例中所述的固化为一体,可以是在外罩板310和内饰板320局部相搭接的位置,包裹复合材料,然后再在固化炉中进行固化。
第一连接部和第二连接部的结构形式多样,比如,外罩板310的中部可以沿长度方向的中线由外向内凹陷,以形成向内凸出的第一连接部,而内饰板320的顶板的中部可以沿长度方向的中线由内向外凹陷,以形成向外凸出的第二连接部,当然,第一连接部和第二连接部也可以是多个,并离散分布,形成多点固化。可以理解,局部固化的方式也不限于设置第一连接部和第二连接部搭接,比如,第一连接部可以直接搭接到内饰板320的外表面再包覆复合材料进行固化,反之,第二连接部也可以直接搭接到外罩板310的内表面再包覆复合材料进行固化,即仅设置第一连接部或者仅设置第二连接部也可以。实际设置时,可根据外罩板310和内饰板320之间的走线布置需求,灵活设置外罩板310和内饰板320具体的局部固化位置以及具体的结构形式,只要保证外罩板310和内饰板320可以最终固化为一体即可。
本实施例中,外罩板310和内饰板320可以预装配到一起,然后再整体放置到固化炉中,从而形成整体式的司机室的主架构。
由此可见,该实施例中的司机室的外罩板310和内饰板320加工为一体式结构,即进行一体集成化设计,可以省略中间过渡连接部件,也无需设置骨架,安装简单,可以达到一体化设计和整体减重的目的。
具体地,外罩板310和内饰板320的第一连接部和第二连接部可以通过第一紧固件定位并固化,第一紧固件例如是螺栓、螺钉、铆钉等常规的机械紧固结构。由第一紧固件进行紧固,一方面可以起到预定位确保固化效果,另一方面也是加强外罩板310、内饰板320最终成型为一体式结构的可靠性。
请继续参见图38,图38为本申请实施例中司机室的外罩板310拼接示意图。
外罩板310和内饰板320可以是一次成型的一体式结构,也可以是拼接再固化形成的一体式结构。即,外罩板310和内饰板320也可以包括多个拼接板部,拼接板部搭接并固化为一体。这样,在加工制造尺寸较大的司机室时,可以先分体制作,然后再拼接到一起,这样对模具的要求可以降低。
进一步地,外罩板310的至少一个拼接板部为第一拼接板部310a,第一拼接板部310a包括至少一个第一拼接侧310a1,第一拼接侧310a1形成台阶板部310a2,图38中第一拼接侧310a1的截面呈Z字形;且外罩板310的至少一个拼接板部为第二拼接板部310b,第二拼接板部310b包括至少一个第二拼接侧310b1,第二拼接侧310b1设置有向内弯折的弯折板部310b2,图38中,第二拼接侧310b1的截面呈L形。拼接时,弯折板部310b2抵接在台阶板部310a2,弯折板部310b2和台阶板部310a2围合形成凹部310e,凹部310e作为相邻两个拼接板部的接缝,不会露出内部构件,具有美观的效果。此外,弯折板部310b2和台阶板部310a2搭接的位置可以调节,以调节相邻拼接板部重合的区域,从而提高拼接的灵活性,可以兼容产品制造误差。
此外,再看图38,外罩板310还包括过渡连接部310c和第二紧固件310d,过渡连接部310c的部分和台阶板部310a2搭接并通过第二紧固件310d固定,具体地,过渡连接部310c的一部分和台阶板部310a2的内侧贴合搭接,搭接后还可以进一步粘接,过渡连接部310c的另一部分和第二拼接板部310b的内侧搭接并粘接,图38中的过渡连接部310c大致为Z形,以满足同时和台阶板部310a2以及第二拼接板部310b的搭接要求。
此外,过渡连接部310c与台阶板部310a2搭接的部分、过渡连接部310c与第二拼接板部310b粘接的部分均包覆复合材料并固化,即通过过渡连接部310c间接地实现第一拼接板部310a和第二拼接板部310b的一体化设计。这里设置第二紧固件310d与上述第一紧固件的目的相同,都是起到固化前的预定位和加强紧固的目的,结构形式可以是螺栓、螺钉或者铆钉等常规机械紧固结构。另外,图38中,第二拼接板部310b和过渡连接部310c仅仅粘接,并未通过紧固件紧固,这样可以避免紧固件贯穿第二拼接板部310b而外露,以保持较为整洁的外表面。
图38中,在加工制作时,可先将第一拼接板部310a的台阶板部310a2与过渡连接部310c粘接,并通过第二紧固件310d紧固,然后再将过渡连接部310c与第二拼接板部310b粘接,然后在搭接的位置包覆复合材料后,放入固化炉中固化。过渡连接部310c可以是复合材料制成,也可以是金属材料制成,主要起到过渡连接作用,对材质不做具体限定。可知,在不形成凹部310e时,可以不设置弯折板部310b2,台阶板部310a2可以直接搭接到第二拼接板部310b的内侧,此时不设置过渡连接部310c也可以。
请参见图39和图40,图39为本申请实施例中司机室的外罩板310的示意图,示意出四处加强位置A、B、C、D;图40为图39中外罩板310的加强位置A的截面示意图。
本申请实施例中司机室的外罩板310的局部加强,即在应力较为集中的位置,可以进行加强处理,比如在司机室前端的位置、窗口的位置可以进行局部加强。本实施例中外罩板310包括外层、中间层和内层,中间层为泡沫层,夹设在外层和内层之间,外层和内层作为外罩板310的主体,由复合材料制成。加工制作时,可以在外罩板310需要加强的位置,增加泡沫层的厚度,这样可以局部加厚以达到局部加强的效果。
可以理解,外罩板310也不必整体设置为三层结构,外罩板310可以是单层的复合材料结构,然后在外罩板310需要加强的位置的内侧,配设泡沫层,并在泡沫层远离外罩板310的一侧铺设复合材料层,复合材料层覆盖泡沫层并延伸到外罩板310的内侧,然后固化成型,这样,相当于在外罩板310需要加强的局部位置设置出三层结构,也可以达到较好的加强目的。
另外,如图37所示,本实施例中,外罩板310包括导流罩板部311和舱室罩板部312,导流罩板部311主要为流线形尖端,起到减少流阻的作用,舱室罩板部312主要是形成操控区,司机位于操控区内,内饰板320也主要布置在舱室罩板部312的内侧,导流罩板部311位于舱室罩板部312的前侧,舱室罩板部312外罩内饰板320。司机室还包括气密隔板340,气密隔板340分隔司机室为导流室和司机舱室。即,该司机室的司机舱室部分和导流室部分为一体式结构,结构更为简单,可以节省装配时间。
请参见图41和图42所示,图41为图37中司机室下部的横截面示意图;图42为图41中I部位的放大图。
该实施例中的司机室还包括司机室地板330和吊挂件350,司机室地板330和上述的内饰板320构成司机室的内装,司机室地板330具体可以通过吊挂件350吊挂于司机室的侧墙,司机室地板330与车体的底架210具有间距,即,司机室地板330悬浮在车体底架210之上,与车体底架210无接触,从而可以阻断来自车体底架210下方转向架区域的振动冲击,提高乘员的舒适度及整车的抗振动性能。如图42所示,吊挂件350包括上连接端351和下连接端352,上连接端351和司机室的侧墙连接固定,下连接端352和司机室地板330固定,固定的方式可以是通过紧固件紧固,也可以是焊接固定等。司机室的侧墙包括内饰板320的侧板和外罩板310的侧板,吊挂件350可以直接连接到外罩板310的侧板,连接位置可以由内饰板320遮挡以达到隐藏的目的,当然也可以连接到内饰板320的侧板。
请继续参见图43,图43为图47中司机室中装设电气设备的示意图。
上述所述的外罩板310和内饰板320之间的腔体,包括走线腔,具体的结构形式不做限定,可以是由前向后延伸的直线腔、曲线腔等多种形式,可根据实际的电气线路走线需求进行设计,如上所述,腔体内除了走线外,还可以设置连接设备、电气元件等。
如图43所示,司机室的导流室和司机舱室中都可以放置设备360,设备360可以是电气设备,此时置放的电气设备相较于上述腔体中布置的设备,可以是相对大型的设备360,图43中为设备360的布置原理示意,设备360也不限于电气设备,也可以是司机室中需要布置的其他类型的设备。具体地,将外罩板310、内饰板320固化为一体后,再与司机室地板330、气密隔板340组装,然后可在上车安装前将所需的设备360预先安装到司机室的内部,并布置相应的电气线路,在司机室一体上车安装后,通过司机室后端设置的插接端口将司机室内部的电气线路与整车线路接入一体,从而可以节省各部件之间配合、研装的时间,提高制造效率。
本实施例中,司机室的外罩板310和内饰板320的主体通过复合材料制成,能够利用复合材料模具成型及机加工成型等特点,充分进行拓补设计,形成造型复杂但承载效果良好的拓补优化结构,在确保结构强度的同时合理控制整体重量。本实施例所述的外罩板310和内饰板320的主体由复合材料制成,即外罩板310和内饰板320可以是全部由复合材料制成,也可以是主要构成部分由复合材料制成,比如上述实施例中提到的局部加强的位置可以包括泡沫层,还可以设置过渡连接部310c和紧固件等。
车下设备系统400:
请参见图44,图44为本申请实施例所提供轨道车辆的横向截面简图。
如图44所示,本实施方案提供的轨道车辆,其车下设备系统400位于车体200下方。该车体200具有车体外轮廓面200a(附图中的加粗线条)。车下设备系统400位于车体200的下方,用于布置轨道车辆的功能设备,例如变流器、空调机组、车下水箱、污物箱、电池箱等,车下设备系统400具有车下外轮廓面400a(附图中的加粗线条)。
车体外轮廓面200a和车下外轮廓面400a共同组合形成了轨道车辆的外轮廓。在具体实践中,车体外轮廓面200a和车下外轮廓面400a均采用了适形设计,以对轨道车辆的外轮廓进行优化,从而可以提升轨道车辆在运行过程中的平顺性,进而能够减少轨道车辆运行过程中的空气阻力。
这里,本发明实施例并不限定车体外轮廓面200a和车下外轮廓面400a的具体形状,在实际应用中,本领域技术人员可以结合实际需要以及一定的仿真试验等进行确定。一般而言,在满足限高、限宽等要求的基础上,车体外轮廓面200a和车下外轮廓面400a要尽可能地设计为流线型,以较大程度地减少轨道车辆的运行阻力和磨损。
如背景技术部分所述,在相关技术中,车下设备系统包括功能设备和设备舱,功能设备具有独立的设备壳,设备舱可以对功能设备进行覆盖遮蔽,设备舱的外壁面可以形成车下外轮廓面。
在这种方案中,车下设备系统400实际上存在两层壳体,分别为设备舱以及设备壳,这在结构上存在一定的冗余。在需要对功能设备内的功能器件进行检修时,需要先后打开设备舱和设备壳,这本身也不利于提升检修的效率。并且,考虑到设备壳上所设置检修用门体的可开合性要求等因素,设备舱和功能设备在竖向以及横向上均会存在空间浪费,导致车下空间的利用率比较低。
针对此,本申请实施例还提供了一种融合式车下设备系统,其可以将功能设备和设备舱进行融合,通过对功能设备的设备壳进行适形设计,使得功能设备的设备壳可以直接参与形成车下外轮廓面400a,功能设备的纵向一侧或者两侧可以布置桥接罩,用于对车下未设置功能设备的区域进行覆盖,该桥接罩的外壁面也可以进行适形设计,使得桥接罩也可以直接参与形成车下外轮廓面400a。
采用这种方案,可以省去相关技术中的设备舱,能够减少零部件的数量,以降低车下设备系统400的冗余度,经一种具体车型的验证,采用本发明实施例中方案,车下零部件数量减少量可以达到15%,零部件数量减少十分显著。而且,由于车下零部件数量的减少,使得车下的可用空间得到扩充,能够方便功能器件的安装布置。同时,还有利于对轨道车辆的重量进行减轻,以满足整车轻量化的设计要求。
在需要进行检修作业时,工作人员只打开设备壳这一层壳体,即可以对相关功能器件进行检修,检修的效率可以得到提升。并且,由于仅存在设备壳这一层壳体,工作人员无需过分地深入车下设备系统内部,即可以接触到相关的功能器件,检修作业的空间得到扩大,检修的便捷性也可以得到提升。
如图45所示,该图为本申请实施例所提供的车下设备系统的局部结构图。本实施方案所提供的融合式车下设备系统,包括功能设备410和桥接罩420。功能设备410包括设备壳411和功能器件,功能器件安装于设备壳411内,功能器件的种类与功能设备410的种类相关,在此不作限定;设备壳411还用于和底架210相连,用于实现功能设备410在车体200底部的安装固定。桥接罩420位于功能设备410的纵向一侧或者纵向两侧,并能够和功能设备410相接,用于对轨道车辆下方未设置功能设备410的区域进行覆盖。
设备壳411具有第一外轮廓面400a-1,桥接罩420具有第二外轮廓面400a-2,第一外轮廓面400a-1和第二外轮廓面400a-2共同形成了车下外轮廓面400a。
这里,本发明实施例并不限定功能设备410的数量,在实际应用中,本领域技术人员可以结合轨道车辆的种类等进行确定。示例性的,功能设备410的数量可以为一个;或者,功能设备410的数量也可以为多个,此时,各功能设备410可以在纵向上间隔布置,相邻的两功能设备410之间配置有桥接罩420。
另外,本发明实施例还不限定功能设备410的设置位置,在实际应用中,本领域技术人员可以结合具体功能设备410的相关功能等进行确定。示例性的,功能设备410可以位于车下设备系统400的纵向端部,此时,第一外轮廓面400a-1还要参与形成车下设备系统400的端部轮廓;或者,功能设备410也可以远离纵向端部布置,此时,可以由桥接罩420来形成车下设备系统400的纵向端部,并可以由第二外轮廓面400a-2来参与形成车下设备系统400的端部轮廓。
设备壳411的局部区域可以形成检修门411a,检修门411a的外壁面可以构成第一外轮廓面400a-1的一部分。
检修门411a可以具有打开状态和关闭状态。在打开状态下,功能器件可以直接暴露,能够方便工作人员对于设备壳411内功能器件进行检修维护。在关闭状态下,检修门411a可以隔离功能器件和外部环境,以对功能器件进行防护。
检修门411a可以位于设备壳411的横向侧部,也可以位于设备壳411的底部,具体可以根据实际需要进行配置,只要是能够满足使用的要求即可。为便于说明,在下文的相关描述中,均是以检修门411a位于设备壳411的横向侧部为例进行阐述。
检修门411a可以是通过螺钉等形式的可拆卸连接件进行安装固定。这样,当需要将检修门411a切换至打开状态时,可以对可拆卸连接件进行拆除,以将检修门411a整体拆下,并放置于地面或者其他的操作平台面;而当需要将检修门411a切换至关闭状态时,可以再通过可拆卸连接件对检修门411a进行装配。
或者,检修门411a也可以为转动设置。此种实施方式下,检修门411a可以始终位于车下设备系统400,检修门411a在打开状态和关闭状态之间进行切换时,无需进行整体拆装,有利于提升检修的效率;并且,在切换至打开状态时,检修门411a无需“落地”,还可以减少检修作业时相关零部件的占用空间,能够提升检修作业的便捷性。
设备壳411可以包括骨架411b。骨架411b具体可以为多个梁体所构成的框架式结构,其用于满足设备壳411的强度需求,前述的功能器件可以直接安装于骨架411b。如图46和图47所示,图47为骨架、第一底板和检修门的连接结构图。该骨架411b可以包括两个横侧框架411b-1、顶部框架411b-2以及两个纵侧框架411b-3,两横侧框架411b-1在横向上相对设置,两纵侧框架411b-3在纵向上相对设置,两横侧框架411b-1的顶部以及两纵侧框架411b-3的顶部均和顶部框架411b-2相连。
设备壳411还可以包括壳底板411c,壳底板411c可以固定装配于两个横侧框架411b-1和两个纵侧框架411b-3的下端部,以实现对于功能设备410下侧的遮挡。应理解,在其他的一些实施方式中,骨架411b也可以包括底部框架,底部框架可以和两个横侧框架411b-1以及两个纵侧框架411b-3相连,壳底板411c可以安装于底部框架,这样也是可行的。当然,在本发明实施例中,优选采用前者的方案,也就是省去底部框架的方案,以便于整车减重。
在壳底板411c安装完成后,壳底板411c和横侧框架411b-1可围合形成检修口411d,工作人员可以通过该检修口411d对功能器件进行检修作业,前述的检修门411a具体可以实现对于检修口411d的封堵以及打开。
检修门411a在纵向上的尺寸可以和功能设备410基本一致,此时,功能设备410的检修口411d可以做的相对较大,检修面积可以较大。或者,检修门411a也可以仅是在功能设备410纵向上的局部区域进行分布,这样也是可行的。
如图46所示,横侧框架411b-1可以包括上边梁411b-1a和在纵向上间隔设置的两个过渡边梁411b-1b,过渡边梁411b-1b的两端可以分别和上边梁411b-1a、壳底板411c相连。检修口411d具体可以是由上边梁411b-1a、壳底板411c以及两个过渡边梁411b-1b围合形成;在图46的实施方式中,检修口411d大致为矩形,在其他的一些实施方式中,检修口411d也可以为梯形或者其他结构形状。
检修门411a可以转动连接于壳底板411c,此时,可以形成下翻式结构,检修门411a可以向下旋转以切换至打开状态,这种实施方式可以参见图46。除此之外,检修门411a也可以是上翻式结构,此时,检修门411a可以是转动连接于上边梁411b-1a或者设备壳411上部的其他位置处,检修门411a可以是向上旋转以切换至打开状态。
结合图49-图51,其中,图49为图46中第一底板的结构示意图,图50为图49在H-H方向的剖视图,图51为图49在I-I方向的剖视图。
该壳底板411c可以包括底壁411c-1、两个横侧壁411c-2以及两个纵侧壁411c-3。两个横侧壁411c-2可以在横向上间隔设置,且两个横侧壁411c-2的内壁面可以和两个横侧框架411b-1相连。两个纵侧壁411c-3可以在纵向上间隔设置,且两个纵侧壁411c-3的内壁面可以和两个纵侧框架411b-3相连。
横侧壁411c-2的外壁面可以形成有第一铰接筒411c-2b。结合图52,检修门411a的内壁面可以形成有第二铰接筒411a-2。在具体装配时,还可以配置有铰轴,铰轴可以穿过第一铰接筒411c-2b以及第二铰接筒411a-2,进而可以实现检修门411a和壳底板411c的转动连接。
事实上,转动连接的具体实现形式可以是多样的,只要是能够满足使用的要求即可。示例性的,检修门411a和壳底板411c中,一者可以设置有弧形板,另一者可以设置有铰轴,通过铰轴和弧形板的配合,同样可以实现检修门411a的转动设置;或者,也可以设置合页结构等来实现检修门411a的转动设置。
请参见图48和图50,图48为图47中G区域的局部放大图。上边梁411b-1a和过渡边梁411b-1b可以设置有第一容置槽411b-4,壳底板411c的横侧壁411c-2可以设置有第二容置槽411c-2a。在检修门411a处于关闭状态时,第一密封部件211a-1可以嵌入上述第一容置槽411b-4和第二容置槽411c-2a,以有效地缩减检修门411a处于关闭状态下设备壳411的横向尺寸
结合图45和图46,骨架411b未设置壳底板411c和检修门411a的区域,也即顶部框架411b-2和纵侧框架411b-3处,可以配置有包覆板411e,用于对功能设备410的顶部以及纵向侧部进行覆盖,从而可以更好地对功能器件进行隔离防护。
如图53所示,该图为车下设备系统和底架的一种相对位置图。该车体200的底架210可以包括连接部件218和在横向上相对设置的两个底架边梁214,连接部件218用于连接两底架边梁214,以将底架210形成为一个整体部件。连接部件218具体可以为底架横梁和车体地板;或者,连接部件218也可以仅包括车体地板,此时,可以适当地对车体地板的厚度进行增加。
在检修门411a处于关闭状态下,检修门411a能够和底架边梁214相接触。这样,可以有效地消除检修门411a和底架边梁214之间的缝隙,进而可以降低轨道车辆横向上外侧空间III的灰尘等杂质进入车下设备系统400内部的可能性,有利于保证车下设备系统400内部的洁净度;并且,还有利于改善整车的气动性能。
此外,在其他具体实现中,对于检修门配置在设备壳的底部的情形,该检修门可相对于设备壳的底部滑动打开的方式,实现相应的配合。
如图54所示,该图为功能设备的一种取风方案的结构示意图。检修门411a可以配置有第一通风口411a-1,且第一通风口411a-1还可以配置有第一过滤部件(图中未示出),第一过滤部件具体可以为滤网等。通过该第一通风口411a-1的设置,功能设备410可以自车下设备系统400横向上的外侧空间III进行取风,以实现对于功能器件的通风散热。
如图55所示,在实际使用中,设备壳411和底架210之间能够形成有第一腔室I,第一腔室I具体可以为是位于设备壳411的上侧,该第一腔室I内同样存在空气。
基于此,在本发明实施例中,设备壳411可以具有内腔(图中未示出)和过渡腔411-1,功能器件可以安装于内腔,设备壳411的顶部可以设置有第一开口,该第一开口可用于连通过渡腔411-1和第一腔室I;内腔和过渡腔411-1之间可以通过隔板411e-1相分隔,隔板411e-1为包覆板411e的一部分;该隔板411e-1可以设置有第二通风口411e-1a,且第二通风口411e-1a还配置有第二过滤部件(图中未示出),第二过滤部件具体可以为滤网;第一通风口411a-1可以和过渡腔411-1相连通。这样,功能设备410除了可以自车下设备系统400横向上的外侧空间III进行取风外,还可以自第一腔室I内进行取风,能够加强通风散热的效果。
事实上,桥接罩420内也形成有第二腔室II,第二腔室II内同样存在空气,如此,还可以在设备壳411的纵向侧部设置有第二开口,该第二开口用于连通过渡腔411-1和第二腔室II,第二腔室II和第一腔室I可以相连通。此时,功能设备410还可以自第二腔室II内进行取风,通风散热的效果可以得到进一步地加强。
应理解,通风散热结构形式的差异和功能设备410内所设置功能器件的种类之间存在对应关系。若功能设备410内功能器件的散热需求一般,则可以直接通过第一通风口411a-1自外侧空间III内进行取风;若功能设备410内功能器件的散热需求较大,则可以同时通过第一通风口411a-1以及第二通风口411e-1a进行取风;至于功能设备410内散热需求非常小的功能器件,则无需贴靠第一通风口411a-1或者第二通风口411e-1a设置,只需要使用其他功能器件散热后的风即可以满足基本的散热要求。也就是说,在具体使用时,可以根据功能设备410内散热器件种类、安装位置等差异,调整设备壳411的通风散热结构形式。
请参见图56,该图为桥接罩的一种具体实施方式的结构示意图。该桥接罩420可以包括底部构件421和两个侧部构件422,两侧部构件422可以在横向上间隔设置。
侧部构件422和底部构件421中,至少一者可以和设备壳411相连,以将桥接罩420和功能设备410连接为一个整体部件,这样,车下设备系统400的整体性更好,更有利于车下设备系统400和车体200的对接装配。应理解,桥接罩420实际也可以不和功能设备410相连,此时,桥接罩420可以直接和车体200进行连接,以便对桥接罩420进行固定,桥接罩420和功能设备410可以是相接触但不连接的状态。为便于说明,在下文的相关描述中,均是以桥接罩420和功能设备410相连接为例进行阐述。
在具体实现中,桥接罩420的结构形式和设备壳411不同,桥接罩420并不存在设备壳411中的上边梁411b-1a和过渡边梁411b-1b,因此,桥接罩420的结构形式是相对简单的,且桥接罩420的重量也会较轻,以利于实现整车的轻量化。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (49)
1.一种轨道车辆,其特征在于,所述轨道车辆包括司机室、转向架和位于转向架上方的车体;所述车体包括地板和固定设置在所述地板两侧的车体侧墙结构;
所述车体包括地板,所述地板包括框架结构和蜂窝芯;所述框架结构上固定设置有多个蜂窝芯,且所述多个蜂窝芯沿横向和纵向分别错开排布;
所述车体包括车体侧墙结构、具有端部架的底架和端墙结构,所述车体侧墙结构包括上墙板、下墙板和多个窗间立柱,相邻两个所述窗间立柱与所述上墙板的下沿部和所述下墙板的上沿部围合形成窗安装口;所述上墙板的内侧纵向间隔设置有上支撑柱,每个所述上支撑柱配置为:下端位于所述窗间立柱的上方,且至少与所述上墙板的墙板体固定连接;所述下墙板的内侧纵向间隔设置有下支撑柱,每个所述下支撑柱配置为:上端位于所述窗间立柱的下方,且至少与所述下墙板的墙板体固定连接。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述框架结构具有沿横向排布的至少两个安装孔组,每个安装孔组包括沿纵向排布的多个安装孔,相邻两个所述安装孔组的安装孔错开排布;每个所述安装孔内固设有一个所述蜂窝芯。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆,其特征在于,所述框架结构包括两个平行设置的边侧纵梁和两个平行设置的端部横梁,其中一个所述端部横梁的两端与两个所述边侧纵梁的一端固接,另一个所述端部横梁的两端与两个所述边侧纵梁的另一端固接;两个所述边侧纵梁之间还设有至少一个中部纵梁,所述中部纵梁的两端分别与两个所述端部横梁固接;相邻的两个纵梁之间固接有多个沿纵向间隔排布的中部横梁,所述中部纵梁两侧的所述中部横梁在纵向上错开设置,以形成所述安装孔组。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆,其特征在于,所述中部纵梁具有内嵌式滑槽,所述内嵌式滑槽用于设置有安装结构,所述安装结构用于座椅的安装。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所述蜂窝芯的上表面粘接或焊接有滑槽结构,所述滑槽结构用于设置安装座椅的安装结构。
6.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述上墙板和所述下墙板均配置为:上沿部和下沿部为双层型材,上沿部和下沿部之间的墙板体为单层型材。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆,其特征在于,所述上墙板和所述下墙板均采用纵向延伸的型材制成,所述上墙板包括上下顺次连接的上边梁、上墙板体和窗上墙板,所述下墙板包括上下顺次连接的窗下墙板、下墙板体和下边梁;所述上边梁、所述下边梁、所述窗上墙板和所述窗下墙板为双层型材;所述上墙板体配置为:其与所述上边梁和所述窗上墙板分别对接的上边沿和下边沿为双层型材,且其上边沿和下边沿之间的墙板体为单层型材;所述下墙板体为单层型材。
8.根据权利要求7所述的轨道车辆,其特征在于,所述上边梁的下端沿的厚度小于所述上边梁的本体厚度,且所述上边梁的本体内表面与其下端沿内表面之间形成第一台阶面;所述窗上墙板的上端沿的厚度小于所述窗上墙板的本体厚度,且所述窗上墙板的本体内表面与其上端沿的内表面之间形成第二台阶面;所述上支撑柱的上、下端分别与所述第一台阶面和所述第二台阶面对接固定。
9.根据权利要求8所述的轨道车辆,其特征在于,所述窗下墙板的下端沿的厚度小于所述窗下墙板的本体厚度,且所述窗下墙板的本体内表面与其下端沿内表面之间形成第三台阶面;所述下支撑柱的上端通过上连接梁固定于所述窗下墙板,且所述上连接梁对应布置在所述窗间立柱下方的第三台阶面;所述下支撑柱的下端通过下连接梁固定于所述下边梁,且所述下连接梁相对于所述上连接梁沿纵向交错布置。
10.根据权利要求9所述的轨道车辆,其特征在于,所述上墙板体的墙板体内表面包括纵向延伸形成的加强筋,所述上支撑柱的外表面与所述上边梁的下端沿、所述上墙板体的上边沿、加强筋和下边沿以及所述窗上墙板的上端沿分别固定连接;所述下墙板体的内表面包括纵向延伸形成的加强筋,所述下支撑柱的外表面与所述下墙板的加强筋固定连接。
11.根据权利要求9或10所述的轨道车辆,其特征在于,所述窗间立柱采用竖向延伸的型材制成。
12.根据权利要求11所述的轨道车辆,其特征在于,所述窗间立柱的上方分别对应配置有两个所述上支撑柱,两个所述上支撑柱的下端与所述窗间立柱的两侧沿分别沿竖向相对布置;所述窗间立柱的下方分别对应配置有两个所述下支撑柱,且两个所述下支撑柱的上端与所述窗间立柱的两侧沿分别沿竖向相对布置。
13.根据权利要求12所述的轨道车辆,其特征在于,各所述上支撑柱均沿竖向平行设置,各所述下支撑柱相对于所述窗间立柱的延伸方向均斜向设置,且相邻两个所述下支撑柱的倾斜方向相反;斜向设置的所述下支撑柱的上、下端分别与相邻的所述上连接梁与所述下连接梁固定连接。
14.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述司机室包括外罩板和内饰板,所述外罩板和所述内饰板均为一体式结构;所述内饰板包括顶板和位于所述顶板两侧的侧板,所述外罩板外罩在所述内饰板的外侧,所述外罩板和所述内饰板之间形成有腔体,且所述内饰板和所述外罩板局部固化为一体。
15.根据权利要求14所述的轨道车辆,其特征在于,所述外罩板的内侧形成有凸出的第一连接部,所述内饰板的外侧形成有凸出的第二连接部,所述第一连接部和所述第二连接部搭接并固化为一体。
16.根据权利要求15所述的轨道车辆,其特征在于,所述外罩板和所述内饰板中至少一者包括多个拼接板部,相邻所述拼接板部搭接后固化为一体。
17.根据权利要求16所述的轨道车辆,其特征在于,所述外罩板包括导流罩板部和舱室罩板部,所述导流罩板部位于所述舱室罩板部的前侧,所述舱室罩板部外罩所述内饰板;所述司机室还包括气密隔板,所述气密隔板分隔所述司机室为导流室和司机舱室。
18.根据权利要求16所述的轨道车辆,其特征在于,所述外罩板和所述内饰板的主体由复合材料制成。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所述外罩板的局部加强设置,局部加强的部分包括外层、内层以及中间层,所述中间层为泡沫层,所述外层和所述内层由复合材料制成。
20.根据权利要求14至18中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所述司机室还包括司机室地板和吊挂件,所述司机室地板通过所述吊挂件吊挂于所述司机室的侧墙,所述司机室地板与车体的底架具有间距。
21.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述车体的所述端部架包括车钩座、牵引梁组、两个底架边梁和枕梁;两个所述底架边梁沿横向间隔设置,所述枕梁的横向两端分别和两个所述底架边梁的中部相连;所述牵引梁组包括第一牵引梁、第二牵引梁和两个第三牵引梁,所述第一牵引梁和所述第二牵引梁分别位于所述车钩座的纵向两侧,两个所述第三牵引梁分别位于所述车钩座的横向两侧;所述第三牵引梁在横向上远离所述车钩座的一端和对应的所述底架边梁相连,所述第二牵引梁在纵向上远离所述车钩座的一端和所述枕梁相连。
22.根据权利要求21所述的轨道车辆,其特征在于,所述车钩座包括第一顶板、第一底板以及在纵向上间隔设置的第一板体和第二板体,所述第一板体和所述第二板体均与所述第一顶板相连,所述第一板体和所述第二板体均与所述第一底板相连,所述第一板体和所述第二板体均设置有安装孔。
23.根据权利要求22所述的轨道车辆,其特征在于,所述车钩座还包括加强结构,所述加强结构连接所述第一板体和所述第二板体,且所述加强结构连接所述第一顶板和所述第一底板。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所述端部架还包括缓冲梁、连接梁和底架横梁,所述缓冲梁的横向两端分别和两个所述底架边梁的端部相连,且所述第一牵引梁在纵向上远离所述车钩座的一端与所述缓冲梁相连。
25.根据权利要求24所述的轨道车辆,其特征在于,所述底架横梁位于所述枕梁背离所述缓冲梁的一侧,所述底架横梁连接两所述底架边梁,所述连接梁连接所述枕梁和所述底架横梁。
26.根据权利要求25所述的轨道车辆,其特征在于,所述第一牵引梁、所述第二牵引梁、所述第三牵引梁、所述连接梁和所述底架横梁中的至少一者的至少部分为工字梁。
27.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述车体包括端墙,所述端墙包括框架、墙板、门框和门洞,所述墙板与所述框架固定连接,所述框架包括分别设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两根立梁,所述门洞形成在两根所述立梁之间,所述门框安装在所述门洞内,所述门框包括设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两根立柱,两根所述立柱分别与同侧的所述立梁固定连接;所述立柱和所述立梁设有槽口朝向同侧的所述立梁或所述立柱的插槽,以插接同侧的所述立梁或所述立柱。
28.根据权利要求27所述的轨道车辆,其特征在于,所述框架包括连在两根所述立梁之间的上横梁,所述门洞形成在所述上横梁下方,所述门框包括连在两根所述立柱之间的上横柱,所述上横柱与所述上横梁固定连接,所述上横柱或所述上横梁设有槽口朝向所述上横梁或所述上横柱的插槽,以插接所述上横梁或所述上横柱。
29.根据权利要求28所述的轨道车辆,其特征在于,所述框架包括设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两根角柱梁,两根所述立梁位于两根所述角柱梁之间,所述框架还包括顶部横向弯梁,所述顶部横向弯梁的两端分别与两根所述角柱梁的顶端连接,所述顶部横向弯梁位于所述上横梁上方。
30.根据权利要求29所述的轨道车辆,其特征在于,所述墙板包括分别设置在所述端墙的垂向中心线两侧的两个侧部墙板,所述侧部墙板连在同侧的所述角柱梁和所述立梁之间。
31.根据权利要求30所述的轨道车辆,其特征在于,所述墙板还包括顶部墙板,所述顶部墙板连在两根所述立梁之间以及所述上横梁和所述顶部横向弯梁之间。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所述墙板采用铝蜂窝材质、碳纤维复合材质或者泡沫铝板材质。
33.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述转向架的构架包括两个侧梁组成和横梁组成,所述横梁组成连接在所述两个侧梁组成之间,且沿纵向间隔设置;所述侧梁组成包括侧梁,所述侧梁包括在纵向上位于中部的侧梁中部段、侧梁端部段、以及衔接所述侧梁端部段和所述侧梁中部段的侧梁过渡段,所述侧梁端部段配置有一系弹簧座;所述侧梁端部段高于所述侧梁中部段,所述侧梁端部段的上表面水平设置,所述侧梁端部段的下表面包括相接的斜面和水平面,所述斜面由靠近所述侧梁过渡段的一端向另一端向上倾斜设置。
34.根据权利要求33所述的轨道车辆,其特征在于,所述侧梁具有通孔,所述横梁的端部穿过所述通孔;所述转向架的横梁组成包括平行设置的两个横梁和两个纵向辅助梁,所述两个纵向辅助梁设置在两个所述横梁之间,且一个所述横梁的两个所述端部均设置有二系垂向减振器座。
35.根据权利要求34所述的轨道车辆,其特征在于,两个抗侧滚扭杆座设置在一个所述横梁上,且分别位于所述两个纵向辅助梁的旁侧;所述抗侧滚扭杆座包括底板、盖板和两个弧形腹板,所述两个弧形腹板固定设置在所述底板和所述盖板之间,围合形成固定端具有敞口且外伸端闭合的箱形结构;所述盖板和所述两个弧形腹板均配置为:自所述固定端至所述外伸端呈渐收状;所述底板沿横向伸出于所述两个弧形腹板的下沿,形成用于适配抗侧滚扭杆的第一安装部。
36.根据权利要求35所述的轨道车辆,其特征在于,在竖向投影面内,所述盖板和所述两个弧形腹板均配置为:自所述固定端至所述外伸端呈相向内收的渐收状。
37.根据权利要求36所述的轨道车辆,其特征在于,在横向投影面内,所述盖板自所述固定端至所述外伸端向下倾斜,且所述盖板的外伸端呈外凸弧状并包覆所述两个弧形腹板的外伸端。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,两个横向减振器座分别固定设置在所述两个纵向辅助梁上,且沿纵向交错布置;所述横向减振器座包括两个安装座和加强筋板,所述安装座包括位于顶部的第二安装部和位于底部的支撑立板,所述第二安装部用于适配横向减振器,所述支撑立板沿横向延伸固定在相应的所述纵向辅助梁上,所述加强筋板固定设置在所述两个安装座的所述支撑立板之间。
39.根据权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,还包括安装在所述车体下方的车下设备系统,所述车体具有车体外轮廓面,所述车下设备系统包括功能设备和桥接罩;
所述功能设备包括设备壳和功能器件,所述功能器件安装于所述设备壳内,所述设备壳用于和所述车体的底架相连,所述设备壳具有第一外轮廓面;
所述桥接罩,位于所述功能设备的纵向一侧或者纵向两侧,且所述桥接罩和所述设备壳相接,所述桥接罩具有第二外轮廓面,所述第一外轮廓面、所述第二外轮廓面和所述车体外轮廓面组合形成所述轨道车辆的外轮廓。
40.根据权利要求39所述的轨道车辆,其特征在于,所述设备壳包括检修门,所述检修门位于所述设备壳的横向侧部;
所述检修门转动设置,且可相对于所述设备壳的横向侧部向上翻转打开或者向下翻转打开。
41.根据权利要求39所述的轨道车辆,其特征在于,所述设备壳包括检修门,所述检修门位于所述设备壳的底部;
所述检修门转动设置,且可相对于所述设备壳的底部向上翻转打开或者向下翻转打开;或者,所述检修门滑动设置,且可相对于所述设备壳的底部滑动打开。
42.根据权利要求41所述的轨道车辆,其特征在于,所述设备壳包括骨架和壳底板,所述骨架包括在横向上相对设置的两个横侧框架,所述壳底板和两所述横侧框架相连,且所述壳底板和所述横侧框架围合形成检修口,所述检修门能够对所述检修口进行封堵。
43.根据权利要求42所述的轨道车辆,其特征在于,所述骨架还包括顶部框架和在纵向上相对设置的两个纵侧框架,两所述横侧框架以及两所述纵侧框架均和所述顶部框架相连,且两所述横侧框架以及两所述纵侧框架均和所述壳底板相连。
44.根据权利要求41所述的轨道车辆,其特征在于,所述底架包括连接部件和在横向上相对设置的两个底架边梁,所述连接部件连接两所述底架边梁;在关闭状态下,所述检修门能够和所述底架边梁相接触。
45.根据权利要求41所述的轨道车辆,其特征在于,所述检修门配置有第一通风口,且所述第一通风口还配置有第一过滤部件。
46.根据权利要求45所述的轨道车辆,其特征在于,所述设备壳和所述底架之间能够形成第一腔室,所述设备壳具有内腔和过渡腔,所述功能器件安装于所述内腔,所述设备壳的顶部设置有第一开口,所述第一开口用于连通所述过渡腔和所述第一腔室,所述内腔和所述过渡腔之间通过隔板相分隔,所述隔板设置有第二通风口,且所述第二通风口还配置有第二过滤部件,所述第一通风口和所述过渡腔相连通。
47.根据权利要求46所述的轨道车辆,其特征在于,所述桥接罩内形成有第二腔室,所述设备壳的纵向侧部还设置有第二开口,所述第二开口用于连通所述过渡腔和所述第二腔室,所述第二腔室和所述第一腔室相连通。
48.根据权利要求40所述的轨道车辆,其特征在于,所述功能设备的数量为多个,各所述功能设备沿纵向间隔设置,相邻的两所述功能设备之间设置有所述桥接罩。
49.根据权利要求40至48中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所述桥接罩包括底部构件和两个侧部构件,两所述侧部构件在横向上间隔设置;
所述侧部构件和所述底部构件中,至少一者和所述设备壳相连。
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