CN116811949A - 一种轨道车辆的底架及轨道车辆的端部架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轨道车辆的底架及轨道车辆的端部架，其中，该端部架包括：车钩座；牵引梁组，安装于所述车钩座，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，两所述第三牵引梁分别位于所述车钩座的横向两侧；缓冲梁，所述第一牵引梁在纵向上远离所述车钩座的一端和所述缓冲梁相连；两个边梁，两所述边梁沿横向间隔设置，所述缓冲梁的横向两端分别和两所述边梁相连，所述第三牵引梁在横向上远离所述车钩座的一端和对应所述边梁相连；枕梁，所述枕梁的横向两端分别和两所述边梁相连，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。

Description

一种轨道车辆的底架及轨道车辆的端部架

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的底架及轨道车辆的端部架。

背景技术

随着社会的发展和技术的进步，轨道车辆的轻量化设计需求日益突出，已成为本领域技术人员着重关注的技术话题。

车体为轨道车辆的主承载结构，也是质量占比最大部件之一，提高其轻量化性能更显得迫切。车体包括底架，底架包括端部架，端部架是车钩压缩、垂载、转向架冲击等载荷的核心传力部件，一般而言，为了保证端部架的结构刚度，需要采用增大结构断面、增加型材壁厚等方法实现，但这显然不利于结构轻量化。

因此，如何提供一种方案，以利于实现端部架的轻量化设计，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆的底架及轨道车辆的端部架，其中，该端部架的载荷传递路径得到改善，可具备较高的结构刚度，能够适当地降低梁体的断面尺寸以及壁厚等，以兼顾轻量化。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆的端部架，包括：车钩座；牵引梁组，安装于所述车钩座，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，两所述第三牵引梁分别位于所述车钩座的横向两侧；缓冲梁，所述第一牵引梁在纵向上远离所述车钩座的一端和所述缓冲梁相连；两个边梁，两所述边梁沿横向间隔设置，所述缓冲梁的横向两端分别和两所述边梁相连，所述第三牵引梁在横向上远离所述车钩座的一端和对应所述边梁相连；枕梁，所述枕梁的横向两端分别和两所述边梁相连，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。

采用这种方案，牵引梁组呈现为“树形”结构布局，能够将车钩座、缓冲梁、两个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了多个局部闭合框架，如此，该端部架可形成“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，还可以优化车钩座所承受载荷的传递路径，以充分发挥牵引梁组、缓冲梁、边梁、枕梁等梁体的刚度贡献，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在受载时发生弯曲等变形的可能性。

区别于现有技术，本发明所提供端部架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。

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，所述加强结构具有三角形腔。

可选地，所述加强结构设置有连接筋，所述连接筋和所述牵引梁组相连。

可选地，所述枕梁包括多个分梁，各所述分梁在横向上依次排布并连接。

可选地，所述枕梁包括第二顶板、第二底板以及加强板，所述加强板连接所述第二顶板和所述第二底板。

可选地，还包括连接梁和横梁，所述横梁位于所述枕梁远离所述缓冲梁的一侧，所述横梁连接两所述边梁，所述连接梁连接所述枕梁和所述横梁。

可选地，所述第二牵引梁包括第一梁体、第二梁体和第三梁体，所述第一梁体和所述第二梁体在横向上相对设置，所述第三梁体连接所述第一梁体和所述第二梁体；在靠近所述枕梁的方向上，所述第二牵引梁的至少局部的高度呈现为渐缩设置。

可选地，所述第一梁体和所述第二梁体均为工字梁，所述第三梁体为板梁。

可选地，所述第三牵引梁包括呈夹角设置的第一梁段和第二梁段，所述第一梁段和所述车钩座相连，所述第二梁段和所述边梁相连；在横向上，沿远离所述车钩座的方向，所述第一梁段朝向所述枕梁倾斜设置。

可选地，所述第一梁段的延伸方向和纵向呈55度-70度的夹角，所述第二梁段的延伸方向和纵向呈75度-90度的夹角。

本发明还提供一种轨道车辆的底架，包括上述的轨道车辆的端部架。

由于上述的轨道车辆的端部架已经具备如上的技术效果，那么，具有该端部架的轨道车辆的底架亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为本发明所提供轨道车辆的端部架的一种具体实施方式的连接结构图；

图2为车钩座和牵引梁组的连接结构图；

图3为第二牵引梁、第三牵引梁和边梁的连接结构图；

图4为车钩座的结构示意图；

图5为图4去除第一顶板后的结构示意图；

图6为枕梁的结构示意图；

图7为地板、边梁和连接梁的连接结构图。

附图标记说明如下：

1车钩座、11第一顶板、12第一底板、13第一板体、131第一安装孔、

14第二板体、141第二安装孔、15加强结构、151第一连接筋、152第二连接筋、153第三连接筋；

2牵引梁组、21第一牵引梁、22第二牵引梁、221第一梁体、222第二梁体、223第三梁体、23第三牵引梁、231第一梁段、232第二梁段；

3缓冲梁；

4边梁；

5枕梁、5a分梁、51第二顶板、52第二底板、53加强板；

6连接梁；

7地板；

8横梁。

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。

在本发明实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是可拆卸地连接，也可以是不可拆卸地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。

在本发明实施例的描述中，“纵向”是指轨道车辆的前后方向，也是轨道车辆的运行方向或者长度方向；“横向”是指轨道车辆的左右方向，也是轨道车辆的宽度方向；“竖向”是指轨道车辆的上下方向，也是轨道车辆的高度方向，相应的，对于一个部件而言，其在竖向上的尺寸可称之为该部件的高度。

在本发明实施例的描述中，除非本发明中另有说明，否则本发明中所述的“多个”是指两个或两个以上。

在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本发明实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

请参考图1-图7，图1为本发明所提供轨道车辆的端部架的一种具体实施方式的连接结构图，图2为车钩座和牵引梁组的连接结构图，图4为车钩座的结构示意图，图5为图4去除第一顶板后的结构示意图，图6为枕梁的结构示意图，图7为地板、边梁和连接梁的连接结构图。

如图1和图2所示，本发明提供一种轨道车辆的端部架，该端部架为轨道车辆的底架的一部分，包括车钩座1、牵引梁组2、缓冲梁3、两个边梁4以及枕梁5。

车钩座1具体是指车钩安装座，用于安装车钩。车钩座1为端部架的主要受力部件之一。

牵引梁组2包括第一牵引梁21、第二牵引梁22和两个第三牵引梁23，第一牵引梁21和第二牵引梁22分别位于车钩座1的纵向两侧，两第三牵引梁23分别位于车钩座1的横向两侧。并且，第一牵引梁21、第二牵引梁22以及两个第三牵引梁23均和车钩座1相连，以构建牵引梁组2和车钩座1之间的结构联系。

缓冲梁3实际为底架的端部梁，第一牵引梁21在纵向上远离车钩座1的一端和缓冲梁3相连。

两个边梁4实际也是底架的边部梁，两边梁4沿横向间隔设置，缓冲梁3的横向两端分别和两边梁4相连，以组合形成端部架的基本框架。在横向上，位于车钩座1同一侧的第三牵引梁23和边梁4可以相连，以通过第三牵引梁23将车钩座1和边梁4联系起来。

枕梁5的横向两端分别和两边梁4相连，并且，第二牵引梁22在纵向上远离车钩座1的一端和枕梁5相连，以通过第二牵引梁22将车钩座1和枕梁5联系起来。

采用这种方案，本发明实施例中的牵引梁组2呈现为“树形”结构布局，能够将车钩座1、缓冲梁3、两个边梁4以及枕梁5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22、第三牵引梁23、边梁4和枕梁5之间围合形成的局部闭合框架等。如此，本发明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1所承受载荷的传递路径，以充分发挥牵引梁组2、缓冲梁3、边梁4、枕梁5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1在受载时发生弯曲等变形的可能性。

区别于现有技术，本发明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，本发明实施例并不限定第一牵引梁21、第二牵引梁22和第三牵引梁23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。为便于理解，以下本发明实施例将结合附图就第二牵引梁22以及第三牵引梁23的一种具体结构形式进行简单说明。

如图2所示，第二牵引梁22可以包括第一梁体221、第二梁体222和第三梁体223。其中，第一梁体221和第二梁体222可以在横向上相对设置，第三梁体223可以连接第一梁体221和第二梁体222，以加强第一梁体221和第二梁体222之间的结构联系，进而可以提升整个第二牵引梁22的结构刚度。

在纵向上，沿靠近枕梁5的方向，第二牵引梁22的至少局部的高度可以呈现为渐缩设置。这样，可以适应车钩座1和枕梁5之间的尺寸变化，也可以避让其他部件的安装；同时，还能够节省材料消耗，以实现端部架的轻量化；并且，这种尺寸的渐变设计，可以起到缓和应力的效果，有利于优化车钩座1和枕梁5之间的应力传递。

在具体应用中，第一梁体221和第二梁体222均可以为工字梁，包括上板、下板和立板，工字梁的形式能够有效地简化梁体结构。第三梁体223则可以为板梁，用于连接第一梁体221和第二梁体222的下板，结合图2，第三梁体223还可以设置有减重孔223a，以减轻第三梁体223的重量，有利于实现轻量化。

第三牵引梁23可以包括呈夹角设置的第一梁段231和第二梁段232，其中，第一梁段231可以和车钩座1相连，第二梁段232可以和边梁4相连。

在横向上，沿远离车钩座1的方向，第一梁段231可以朝向枕梁5倾斜设置。这样，更有利于车钩座1向边梁4的传力，以缓解车钩座1和边梁4连接处的应力集中问题；同时，这种结构设计，也有利于减少第三牵引梁23和其他部件在安装过程中的干涉问题。

结合图3，第一梁段231的延伸方向和纵向可以呈第一夹角α，第二梁段232的延伸方向和纵向可以呈第二夹角β。这里，本发明实施例并不限定第一夹角α和第二夹角β的具体值，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。

作为一种示例性的说明，第一夹角α可以在55度-70度之间，例如可以为55度或者70度，这样，可以较好地实现车钩座1向边梁4的应力传递，并可以缓解车钩座1和第三牵引梁23之间的应力集中；第二夹角β则可以在75度-90度之间，例如可以为90度，这样，第三牵引梁23和边梁4之间的应力集中现象也可以得到较好的缓解，能够提升第三牵引梁23和边梁4之间的连接可靠性。

第三牵引梁23也可以采用工字梁，以简化结构形式。

结合图4和图5，车钩座1可以包括第一顶板11、第一底板12、第一板体13和第二板体14。其中，第一顶板11和第一底板12可以是在竖向上间隔设置，第一板体13和第二板体14可以是在纵向上间隔设置；并且，第一板体13和第二板体14均可以与第一顶板11相连，第一板体13和第二板体14均可以与第一底板12相连，这样，可以构建形成车钩座1的基本框架。

进一步地，第一板体13和第二板体14均可以设置有安装孔。为便于区分，可以将设置于第一板体13的安装孔称之为第一安装孔131，并可以将设置于第二板体14的安装孔称之为第二安装孔141。

第一安装孔131和第二安装孔141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1还可以包括加强结构15，加强结构15可以连接第一板体13和第二板体14，并且，该加强结构15还可以连接第一顶板11和第一底板12。通过该加强结构15的设置，可以为车钩座1构建箱型框架结构，能够大幅地提升车钩座1的结构刚度。

这里，本发明实施例并不限定车钩座1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5所示，加强结构15可以为交叉板，且该加强结构15可以和第二板体14围合形成三角形腔，以提升加强结构15的加强作用；应理解，作为上述方案的变形，加强结构15也可以是和第一板体13围合形成三角形腔，或者，加强结构15也可以同时和第一板体13以及第二板体14围合形成三角形腔，再或者，加强结构15可以自身即具备三角形腔。

加强结构15还可以设置有连接筋，该连接筋可以和牵引梁组2相连。这样，车钩座1是以自身结构强度较高的部件和牵引梁组2相连，有利于提升车钩座1和牵引梁组2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15，也可以是车钩座1的其他位置，如第一顶板11、第一底板12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2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5所示，加强结构15可以设置有第一连接筋151、第二连接筋152和第三连接筋153，第一连接筋151可以和第一牵引梁21相连，第二连接筋152可以和第二牵引梁22相连，第三连接筋153可以和第三牵引梁23相连。各连接筋的角度设置可以和相应的牵引梁相适配，在此不再逐一进行说明。

在一些可选的实施方式中，枕梁5可以包括多个分梁5a，各分梁5a可以在横向上依次排布并连接，相比于一体成型的枕梁5，分体式的结构更有利于枕梁5的造型制备。

各分梁5a之间可以是通过焊接工艺进行连接，以提升枕梁5的整体结构刚度。分梁5a的数量可以根据使用需要进行调整，在此不作限定。在附图的实施方式中，如图6所示，分梁5a的数量可以为两个，此时，焊缝的数量以及长度可以相对较小，有利于减少焊接应力，并可方便地进行自动化焊接，以提升制造效率。

进一步地，枕梁5可以包括第二顶板51、第二底板52以及加强板53，第二顶板51和第二底板52可以在竖向上相对设置，加强板53可以连接第二顶板51和第二底板52。这样，可以对枕梁5的结构强度进行增强，并能够对枕梁5的上部载荷进行有效分流，进而可以较大程度地避免因受载而引发的枕梁5自身以及枕梁5与其他梁体连接区域的应力集中，有利于提升使用寿命。

这里，本发明实施例并不限定加强板53的具体结构形式以及安装形式，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6所示，加强板53可以和第二顶板51/第二底板52围合形成三角形腔、梯形腔等。

在一些可选的实施方式中，本发明所提供端部架还可以包括连接梁6和横梁8，结合图1，横梁8和缓冲梁3可以分别位于枕梁5的纵向两侧；横梁8可以和两个边梁4相连，连接梁6可以连接枕梁5和横梁8。这样，枕梁5和横梁8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。

结合图7，端部架还可以包括底板7，地板7为型材结构，其可以位于第二牵引梁22的上侧。这样，第二牵引梁22不会在纵向上对地板7造成侵袭，可以减少对于地板7进行切割，进而可保证地板7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21、第二牵引梁22、第三牵引梁23、连接梁6、横梁8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。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。各梁体之间的连接方式可以为焊接，也可以为铆接等，具体需要结合实际的使用需求以及一定的计算或者测试等进行确定。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。

本发明还提供一种轨道车辆的底架，包括前述各实施方式所涉及轨道车辆的端部架。由于前述轨道车辆的端部架已经具备如上的技术效果，那么，具有该端部架的轨道车辆的底架亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

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 (13)

1.一种轨道车辆的端部架，其特征在于，包括：

车钩座(1)；

牵引梁组(2)，安装于所述车钩座(1)，包括第一牵引梁(21)、第二牵引梁(22)和两个第三牵引梁(23)，所述第一牵引梁(21)和所述第二牵引梁(22)分别位于所述车钩座(1)的纵向两侧，两所述第三牵引梁(23)分别位于所述车钩座(1)的横向两侧；

缓冲梁(3)，所述第一牵引梁(21)在纵向上远离所述车钩座(1)的一端和所述缓冲梁(3)相连；

两个边梁(4)，两所述边梁(4)沿横向间隔设置，所述缓冲梁(3)的横向两端分别和两所述边梁(4)相连，所述第三牵引梁(23)在横向上远离所述车钩座(1)的一端和对应所述边梁(4)相连；

枕梁(5)，所述枕梁(5)的横向两端分别和两所述边梁(4)相连，所述第二牵引梁(22)在纵向上远离所述车钩座(1)的一端和所述枕梁(5)相连。

2.根据权利要求1所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述车钩座(1)包括第一顶板(11)、第一底板(12)以及在纵向上间隔设置的第一板体(13)和第二板体(14)，所述第一板体(13)和所述第二板体(14)均与所述第一顶板(11)相连，所述第一板体(13)和所述第二板体(14)均与所述第一底板(12)相连，所述第一板体(13)和所述第二板体(14)均设置有安装孔。

3.根据权利要求2所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述车钩座(1)还包括加强结构(15)，所述加强结构(15)连接所述第一板体(13)和所述第二板体(14)，且所述加强结构(15)连接所述第一顶板(11)和所述第一底板(12)。

4.根据权利要求3所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述加强结构(15)具有三角形腔。

5.根据权利要求3所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述加强结构(15)设置有连接筋，所述连接筋和所述牵引梁组(2)相连。

6.根据权利要求1-5中任一项所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述枕梁(5)包括多个分梁(5a)，各所述分梁(5a)在横向上依次排布并连接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述枕梁(5)包括第二顶板(51)、第二底板(52)以及加强板(53)，所述加强板(53)连接所述第二顶板(51)和所述第二底板(52)。

8.根据权利要求1-5中任一项所述轨道车辆的端部架，其特征在于，还包括连接梁(6)和横梁(8)，所述横梁(8)位于所述枕梁(5)背离所述缓冲梁(3)的一侧，所述横梁(8)连接两所述边梁(4)，所述连接梁(6)连接所述枕梁(5)和所述横梁(8)。

9.根据权利要求1-5中任一项所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述第二牵引梁(22)包括第一梁体(221)、第二梁体(222)和第三梁体(223)，所述第一梁体(221)和所述第二梁体(222)在横向上相对设置，所述第三梁体(223)连接所述第一梁体(221)和所述第二梁体(222)；

在靠近所述枕梁(5)的方向上，所述第二牵引梁(22)的至少局部的高度呈现为渐缩设置。

10.根据权利要求9所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述第一梁体(221)和所述第二梁体(222)均为工字梁，所述第三梁体(223)为板梁。

11.根据权利要求1-5中任一项所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述第三牵引梁(23)包括呈夹角设置的第一梁段(231)和第二梁段(232)，所述第一梁段(231)和所述车钩座(1)相连，所述第二梁段(232)和所述边梁(4)相连；

在横向上，沿远离所述车钩座(1)的方向，所述第一梁段(231)朝向所述枕梁(5)倾斜设置。

12.根据权利要求11所述轨道车辆的端部架，其特征在于，所述第一梁段(231)的延伸方向和纵向呈55度-70度的夹角，所述第二梁段(232)的延伸方向和纵向呈75度-90度的夹角。

13.一种轨道车辆的底架，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述轨道车辆的端部架。