CN208868030U - 一种地铁车辆及其车头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地铁车头，采用铝蒙皮，与现有的玻璃钢相比，生产过程环保，且能够实现回收利用，强度较高，弹性模量高，韧性较高，在产品结构中不易变形并可调整；骨架将插接结构运用于铝合金地铁车辆，相对于以往的梁柱结构，整体骨架采用铝板进行插接对焊，可减少车体骨架整体重量，并实现更好的车体强度及刚度。本实用新型还公开了一种应用上述车头的地铁车辆。

Description

一种地铁车辆及其车头

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种地铁车辆及其车头。

背景技术

出于美观要求，地铁车头多设计为准流线型。为更好的实现蒙皮成型，目前地铁车辆车头蒙皮采用玻璃钢材料，手工糊制或真空导入的方式都能很好实现曲面成型。但玻璃钢头罩在生产过程中存在污染且玻璃钢不可降解。

玻璃钢即纤维强化塑料，采用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。玻璃钢头罩在生产过程中对环境污染较大且对人体存在伤害，成品不可降解且基本不能回收利用；玻璃钢弹性模量低，韧性较差，在产品结构中容易变形且不可调整。

另外，现有地铁车头的骨架通常采用梁柱结构，车体设计和加工结构较为复杂，组焊时定位不准确，加工后内外侧表面误差较大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种地铁车头，生产过程环保，且能够实现回收利用，强度较高；同时能更好地保证整体骨架的定位精度，减小工艺焊接的难度，也能更好地提高料件的加工精度。

本实用新型还提供了一种应用上述车头的地铁车辆。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种地铁车头，包括骨架和蒙皮，所述骨架包括多个板梁，多个所述板梁沿所述骨架的纵向或横向设置，且在交叉处通过插口插接组焊；所述蒙皮为铝蒙皮，多块所述铝蒙皮组焊于所述骨架。

优选的，相邻所述蒙皮之间设置焊接垫板形成全焊透焊缝。

优选的，所述铝蒙皮关于所述骨架的纵向中轴线对称。

优选的，所述插口沿所述骨架的纵向或横向设置。

优选的，所述板梁关于所述骨架的纵向中轴线对称。

优选的，所述骨架还包括门框，所述门框与所述板梁插接组焊。

优选的，所述门框包括第一门立柱、第二门立柱、门上梁、上门框和下门框；

所述门上梁拼焊于所述第一门立柱和所述第二门立柱之间，所述上门框焊接于所述第一门立柱、所述门上梁和所述第二门立柱，所述下门框拼焊于所述第一门立柱和所述第二门立柱之间；所述上门框和/或所述下门框为超塑成型的曲面蒙皮；

所述第一门立柱位于所述上门框和所述下门框之间形成扶手安装空间，所述第二门立柱位于所述上门框和所述下门框之间形成扶手安装空间。

优选的，所述骨架还包括用于同所述板梁焊接的窗框。

优选的，所述窗框由若干个金属材质的边窗框和角窗框拼焊而成，所述边窗框和/或所述角窗框具有用于同玻璃配合的接口。

一种地铁车辆，包括车头，所述车头为如上述的地铁车头。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的地铁车头，采用铝蒙皮，与现有的玻璃钢相比，生产过程环保，且能够实现回收利用，强度较高，弹性模量高，韧性较高，在产品结构中不易变形并可调整；骨架将插接结构运用于铝合金地铁车辆，相对于以往的梁柱结构，整体骨架采用铝板进行插接对焊，可减少车体骨架整体重量，并实现更好的车体强度及刚度。本实用新型还提供了一种应用上述车头的地铁车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的地铁车头铝合金蒙皮分块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的蒙皮焊接形式的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的地铁车头骨架的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的窗下板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的门框的平面结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的门框的立体结构示意图；

图7为沿图5中A-A截面的剖视结构示意图；

图8为沿图5中B-B截面的剖视结构示意图；

图9为沿图5中C-C截面的剖视结构示意图；

图10为沿图5中D-D截面的剖视结构示意图；

图11为沿图5中E-E截面的剖视结构示意图；

图12为沿图5中F-F截面的剖视结构示意图；

图13为沿图5中G-G截面的剖视结构示意图；

图14为沿图5中H-H截面的剖视结构示意图；

图15为本实用新型实施例提供的上门框结构示意图；

图16为本实用新型实施例提供的下门框结构示意图；

图17为本实用新型实施例提供的地铁车头窗框的正视结构示意图；

图18为本实用新型实施例提供的地铁车头窗框的俯视结构示意图；

图19为沿图17中A-A截面的剖视图。

其中，10为侧墙蒙皮，11为车顶蒙皮，12为上蒙皮，13为中蒙皮，14为下蒙皮，15为车灯蒙皮，16为窗下蒙皮，17为车灯盖板，18为灯槽，19为前脸下角；6为第一蒙皮，8为第二蒙皮，7为焊接垫板；

20为门框，21为第一门立柱，22为第二门立柱，23为门上横梁，24为门上斜梁，25为上门框，26为门下补板，27为下门框，28为门上补板，29为垫块；

30为窗框，31为上窗框，32为右上角窗框，33为右窗框，34为右下角窗框，35为下窗框，36为左下角窗框，37为左窗框，38为左上角窗框；

40为骨架，43为窗下板，44为窗侧板，45为连接板，46为下圈板，47为窗下立板，48为立板，49为补强板，50为补板，51为侧补强，52为车体补强板，54为补强板，55为补板，56为连接板，57为顶板，58为车顶补强板，59为立柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的地铁车头，包括骨架40和蒙皮，骨架40包括多个板梁，多个板梁沿骨架40的纵向或横向设置，且在交叉处通过插口插接组焊，整个骨架40形成“井”字型结构，其结构和插口形式可以参照图3和图4所示；蒙皮为铝合金蒙皮，多块铝蒙皮组焊于前端骨架40，其结构可以参照图1所示。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的地铁车头，采用铝蒙皮，与现有的玻璃钢相比，生产过程环保，且能够实现回收利用，强度较高，弹性模量高，韧性较高，在产品结构中不易变形并可调整；将蒙皮拆分为多块，降低工艺难度，保证整个蒙皮更好成型；

骨架40，相对于以往的梁柱结构，板梁与板梁间进行插接连接，能更好地保证整体骨架的定位精度，减小工艺焊接的难度，也能更好地提高料件的加工精度；整体骨架通过插接组焊，可进一步提高骨架的承载能力，避免骨架结构因为焊接、承载等而发生结构变形；且板梁为针对骨架的受力特点沿其纵向或横向设置，能够更好强化承载结构，使其牢固可靠。

进一步的，相邻蒙皮之间设置焊接垫板7形成全焊透焊缝，其结构可以参照图2所示，全焊透焊缝形式能够提高结构强度。

具体的，铝蒙皮为冲压成型，便于生产制造，获得需要的形状及尺寸。

作为优选，铝蒙皮关于骨架40的纵向中轴线对称，以满足地铁车头的对称结构，便于生产和装配。可以理解的是，这里的对称包括铝蒙皮的分块形状尺寸和装配方式位置，如两块形状尺寸对称的铝蒙皮在关于骨架40纵向中轴线对称的位置焊接，或者单块铝蒙皮为关于骨架40纵向中轴线对称的结构。

在本实施例中，蒙皮包括侧墙蒙皮10、车顶蒙皮11、角蒙皮和前脸蒙皮，其结构可以参照图1所示；角蒙皮的上部焊接于侧墙蒙皮10和车顶蒙皮11之间，下部焊接于侧墙蒙皮10和前脸蒙皮之间。根据地铁车头的形状特点，将其蒙皮的复杂曲面进行如上拆分，成为比较简单的曲面或平面，降低每块分蒙皮的加工难度。两块侧墙蒙皮10关于骨架40的纵向中轴线对称，两侧角蒙皮对称，车顶蒙皮11和前脸蒙皮也为对称。具体的，角蒙皮的中部可以与窗户配合，侧墙蒙皮10具有与门框20配合的孔洞。

具体的，车顶蒙皮11为沿骨架40横向分布的多块，以进一步减小工艺难度，保证整个蒙皮更好成型，其结构可以参照图1所示，在此分为了三块。

作为优选，角蒙皮包括上蒙皮12、中蒙皮13和下蒙皮14，其结构可以参照图1所示。上蒙皮12焊接于侧墙蒙皮10和车顶蒙皮11之间，中蒙皮13和下蒙皮14焊接于侧墙蒙皮10和前脸蒙皮之间，两块中蒙皮13之间安装窗户。通过针对各部分的结构特点设计相应的角蒙皮，降低工艺难度，保证整个蒙皮更好成型。

为了进一步优化上述的技术方案，前脸蒙皮包括车灯蒙皮15、窗下蒙皮16、车灯盖板17、灯槽18和前脸下角19，其结构可以参照图1所示，在满足前脸车灯设计需求的同时，降低工艺难度，保证整个蒙皮更好成型。为更好成型，铝蒙皮拆分为小块成型，整个车头共计19块，结构形式见图1。

具体的，板梁为铝合金材质。骨架40采用铝板进行插接对焊，可减少车体骨架整体重量，并实现更好的车体强度及刚度。

为了进一步优化上述的技术方案，插口沿骨架40的纵向或横向设置，针对骨架的受力特点，能够更好强化承载结构，使其牢固可靠。

在本实施例中，板梁交叉插接处对角焊接，每个插接接头有两条焊缝，以优化其焊接方式，强化焊接结构。

具体的，板梁关于骨架40的纵向中轴线对称，以满足地铁车头的对称结构，便于生产和装配。可以理解的是，这里的对称包括板梁的形状尺寸和装配方式位置，如两个形状尺寸对称的板梁在关于骨架纵向中轴线对称的位置焊接，或者单个板梁为关于骨架纵向中轴线对称的结构。

作为优选，板梁包括下圈板46、多个纵板梁和横板梁，多个纵板梁均插接组焊于下圈板46，横板梁插接组焊于纵板梁，其结构可以参照图3所示，下圈板46具有沿纵向和横向的插口。则将下圈板46作为整个车头基准，以便于精准装配。

在本实施例中，纵板梁包括窗侧板44、窗下立板47、立板48和补强板54，横板梁包括窗下板43、补强板49、车体补强板52和车顶补强板58。具体的，如图3所示，下圈板46的前侧横梁部分具有纵向插口，窗下立板47和立板48与其插接配合；下圈板46的左右两侧纵梁部分具有横向插口，补强板54与其插接配合。窗下板43分别与窗下立板47和立板48通过纵向插口配合，多个窗下板43均与补强板54通过横向插口配合，其插口形式见图4；补强板49的两端分别通过横向插口与门框20和窗框30插接配合，多个补强板49的中部均与立板48通过纵向插口配合，多个补强板49的中部还均与窗侧板44通过纵向插口配合；车体补强板52与窗侧板44通过纵向插口配合，车体补强板52与多个补板55通过纵向插口配合；连接板56的中部与多个补板55通过纵向插口配合，连接板56的两端分别与两侧立柱59焊接，立柱59与门框20之间焊接有侧补强51；连接板56和立柱59构成后圈梁。通过以上的结构配合，在相应部分进行补强，实现了车头受力沿纵向和横向的连续传递，提高了承载能力。

为了进一步优化上述的技术方案，骨架40还包括门框20，且该门框20与板梁插接组焊，以强化结构。

目前，地体车辆大多为不锈钢材质，门框组成一般采用门扣铁或者门立柱结构，结构较为简单。门框处位于车钩座上方，受拉伸、压缩载荷较大，现有结构的强度及刚度还有待提高。同时，考虑到门框上安装扶手，需有一个扶手安装空间，现有结构的工艺实现难度较大。

针对于此，本实用新型实施例提供了一种门框20，包括第一门立柱21、第二门立柱22、门上梁、上门框25和下门框27，其结构可以参照图5和图6所示；

其中，门上梁拼焊于第一门立柱21和第二门立柱22之间，上门框25焊接于第一门立柱21、门上梁和第二门立柱22，下门框27拼焊于第一门立柱21和第二门立柱22之间；上门框25和/或下门框27为超塑成型的曲面蒙皮，其结构可以参照图15和图16所示；

第一门立柱21位于上门框25和下门框27之间形成扶手安装空间，第二门立柱22位于上门框25和下门框27之间形成扶手安装空间。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的门框20，其整体采用拼焊，保证结构的强度及刚度；门框上下位置各焊接一块曲面蒙皮，采用超塑成型工艺，与立柱配合形成扶手安装空间，减小工艺难度，更能实现结构可行性，保证成型美观。

具体的，上门框25分别与第一门立柱21、门上梁和第二门立柱22配合围成空腔结构，满足外形需要，减小工艺难度，更能实现结构可行性。类似的，下门框27分别与第一门立柱21和第二门立柱22配合围成空腔结构，满足外形需要，减小工艺难度，更能实现结构可行性。

作为优选，第一门立柱21、第二门立柱22和/或门上梁为铝合金型材。通过选用铝合金材料，强度高，质量轻；在满足使用要求的前提下，采用铝型材可减小工艺的实现难度，减小焊接产生的结构变形，提高产品整体质量。

如图5所示，第一门立柱21和第二门立柱22还设置有用于安装扶手的垫块29，扶手通过螺钉固定在垫块29上。

在本实施例中，上门框25和/或下门框27为铝合金蒙皮。采用铝合金材料，强度高，质量轻。蒙皮与型材曲面随型，采用超塑成型工艺可实现复杂曲面，更能实现结构可行性。

为了进一步优化上述的技术方案，门上梁包括焊接的门上横梁23和门上斜梁24，其结构可以参照图5和图6所示。通过分段拼焊结构能够实现在保证结构强度及刚度的前提下满足造型设计。

本实用新型实施例提供的门框，还包括焊接于上门框25和第一门立柱21之间的门上补板28，能够强化上门框25和第一门立柱21连接处的强度及刚度，其结构可以参照图9所示。

类似的，本实用新型实施例提供的门框，还包括焊接于下门框27的门下补板26，能够强化下门框27处的强度及刚度，其结构可以参照图14所示。

现有地铁车辆前挡风玻璃一般安装在玻璃钢外罩上，即将挡风玻璃的安装接口直接通过玻璃钢进行铸模成型，不用再进行单独的窗框设计。

本实用新型实施例提供的骨架40还包括用于同板梁焊接的窗框30，其结构可以参照图1和图3所示。本方案的窗框，采用金属材质，与玻璃钢相比，生产过程环保，且能够实现回收利用，强度较高，弹性模量高，韧性较高，在产品结构中不易变形并可调整。

为了进一步优化上述的技术方案，窗框30由若干个金属材质的边窗框和角窗框拼焊而成，边窗框和/或角窗框具有用于同玻璃配合的接口作为其安装面。窗框30采用边窗框和角窗框分段拼焊而成，能够满足与挡风玻璃随型的复杂曲面结构，还保证了强度，能更好实现其工艺性。

作为优选，边窗框和/或角窗框为铝合金材料，强度高，质量轻。

为了进一步优化上述的技术方案，边窗框和/或角窗框为经过拉弯的铝型材，能更好实现其工艺性。采用此种铝型材分段拼焊，相比于板梁等其他结构焊接变形更小，更能保证窗框安装面的曲面要求。边窗框和/或角窗框拉弯成型后处理成T6状态，两端头周圈开坡口，以便于拼焊在一起。

在本实施例中，窗框为轴对称结构，边窗框关于窗框的对称轴对称，和/或角窗框关于窗框的对称轴对称。需要说明的是，这里的对称包括边窗框和/角窗框的自身结构及其装配结构。地铁车头窗框的对称轴为沿纵向。

具体的，角窗框包括依次连接拼焊成四方形结构的上窗框31、右上角窗框32、右窗框33、右下角窗框34、下窗框35、左下角窗框36、左窗框37和左上角窗框38，其结构可以参照图17所示。如此分段能够满足四方形窗框的曲面要求，便于设计、加工和装配。当然，还可以采用其他形状和拼焊分段形式，在此不再赘述。

进一步的，右上角窗框32和左上角窗框38结构对称，便于设计、加工和装配。类似的，右窗框33和左窗框37结构对称；右下角窗框34和左下角窗框36结构对称。

为了进一步优化上述的技术方案，窗框30具有用于同车头骨架配合的插接结构。

本实用新型实施例提供的骨架40，还包括焊接于窗框30顶部的顶板57，该顶板57具有与地铁车头顶部匹配的曲面，其结构可以参照图3所示。与具有较大间隙的骨架结构相比，顶板57的连续曲面能够为蒙皮提供更好的支撑，起到补强作用，结构更加牢固和可靠。

本实用新型实施例还提供了一种地铁车辆，包括车头，该车头为如上述的地铁车头。骨架40采用铝合金型材，可减少车头整体重量，并实现更好的车体强度及刚度。铝合金车头采用内部龙骨骨架外面铝蒙皮形式，制造形式采用先组焊龙骨骨架后在骨架上贴蒙皮组焊形式。

综上所述，本实用新型实施例公开了一种地铁车头，采用内部龙骨骨架外面铝蒙皮形式，制造形式采用先组焊龙骨骨架后在骨架上贴蒙皮组焊形式，铝蒙皮材料为铝板，采用分块冲压成型工艺，最后在骨架上组焊；考虑到生产及后期运行、维修的环保要求，故车头整体结构采用铝合金材料；由于司机室蒙皮为复杂曲面，为保证整个蒙皮更好成型，因此须将其结构进行拆分，综合考虑司机室蒙皮结构的美观及对称性，将其结构拆分为19块蒙皮组织，便于生产厂家进行冲压成型，减小工艺难度，结构形式见图1；并在各个分缝处设置焊接背板，以得到全焊透焊缝，焊接形式见图2；

骨架，由门框、窗框、后圈梁、下圈板、顶部补强、补强板等组成；窗框、门框、后圈梁处受力较大，采用型材拼焊而成；下圈板作为整个车头基准，采用材料铝板；骨架设计采用了插接连接形式，在两块板交叉处两板开插口，插接完成后在斜对角焊接，每个插接接头有两条焊缝，整个骨架形成“井”字型结构；该插接结构运用于铝合金地铁车辆；相对于以往的梁柱结构，整体骨架采用铝板进行插接对焊，可减少车体骨架整体重量，并实现更好的车体强度及刚度；板梁与板梁间进行插接连接，能更好地保证整体骨架的定位精度，减小工艺焊接的难度，也能更好地提高料件的加工精度；整体骨架通过插接组焊，可进一步提高骨架的承载能力，避免骨架结构因为焊接、承载等而发生结构变形；

门框，门框处位于车钩座上方，受拉伸、压缩载荷较大；同时考虑到门框上安装扶手，需有一个扶手安装空间，为保证成型美观、减小工艺难度，门框整体采用型材拼焊；考虑门框位置的受力情况，保证结构的强度及刚度，门框整体采用铝合金型材进行拼焊；在满足使用要求的前提下，采用铝型材可减小工艺的实现难度，减小焊接产生的结构变形，提高产品整体质量；为保证门框的成型美观，上下位置各焊接一块曲面蒙皮，蒙皮与型材曲面随型，故连接位置曲面较为复杂，应采用超塑成型工艺，更能实现结构可行性；

窗框，用于同地铁车头的骨架焊接，该窗框采用金属材质，与玻璃钢相比，生产过程环保，且能够实现回收利用，强度较高，弹性模量高，韧性较高，在产品结构中不易变形并可调整；且窗框采用边窗框和角窗框分段拼焊而成，能够满足与挡风玻璃随型的复杂曲面结构，还保证了强度，能更好实现其工艺性；窗框整体焊接在车头骨架上，整个窗框安装面应与挡风玻璃随型，故整体为复杂的曲面结构，采用分段铝型材进行拉弯处理，能更好实现其工艺性；采用此种铝型材分段拼焊，相比于板梁等其他结构焊接变形更小，更能保证窗框安装面的曲面要求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种地铁车头，包括骨架(40)和蒙皮，其特征在于，所述骨架(40)包括多个板梁，多个所述板梁沿所述骨架(40)的纵向或横向设置，且在交叉处通过插口插接组焊；所述蒙皮为铝蒙皮，多块所述铝蒙皮组焊于所述骨架(40)。

2.根据权利要求1所述的地铁车头，其特征在于，相邻所述蒙皮之间设置焊接垫板(7)形成全焊透焊缝。

3.根据权利要求1所述的地铁车头，其特征在于，所述铝蒙皮关于所述骨架(40)的纵向中轴线对称。

4.根据权利要求1所述的地铁车头，其特征在于，所述插口沿所述骨架(40)的纵向或横向设置。

5.根据权利要求1所述的地铁车头，其特征在于，所述板梁关于所述骨架(40)的纵向中轴线对称。

6.根据权利要求1所述的地铁车头，其特征在于，所述骨架(40)还包括门框(20)，所述门框(20)与所述板梁插接组焊。

7.根据权利要求6所述的地铁车头，其特征在于，所述门框(20)包括第一门立柱(21)、第二门立柱(22)、门上梁、上门框(25)和下门框(27)；

所述门上梁拼焊于所述第一门立柱(21)和所述第二门立柱(22)之间，所述上门框(25)焊接于所述第一门立柱(21)、所述门上梁和所述第二门立柱(22)，所述下门框(27)拼焊于所述第一门立柱(21)和所述第二门立柱(22)之间；所述上门框(25)和/或所述下门框(27)为超塑成型的曲面蒙皮；

所述第一门立柱(21)位于所述上门框(25)和所述下门框(27)之间形成扶手安装空间，所述第二门立柱(22)位于所述上门框(25)和所述下门框(27)之间形成扶手安装空间。

8.根据权利要求1所述的地铁车头，其特征在于，所述骨架(40)还包括用于同所述板梁焊接的窗框(30)。

9.根据权利要求8所述的地铁车头，其特征在于，所述窗框(30)由若干个金属材质的边窗框和角窗框拼焊而成，所述边窗框和/或所述角窗框具有用于同玻璃配合的接口。

10.一种地铁车辆，包括车头，其特征在于，所述车头为如权利要求1-9任意一项所述的地铁车头。