[发明专利]一种轨道车辆前端结构

说明书

本发明公开了一种轨道车辆前端结构。所述车辆前端结构包括车体本体、底架前端结构、司机室骨架和防爬器；所述底架前端结构包括司机室地板面，车钩支撑梁，车钩安装横梁和车钩前撑梁；所述司机室地板面的前端具有防撞墙，所述防爬器固定在防撞墙的前端；所述司机室骨架包括A柱，B柱与司机室侧梁；所述车辆从前端向后依次划分为钩缓系统吸能区、防爬器吸能区、车体一级变形吸能区、车体二级变形吸能区以及车体本体；当车辆发生碰撞时，所述钩缓系统吸能区、防爬器吸能区、车体一级变形吸能区、车体二级变形吸能区依次发生变形吸能。本发明可以最大程度地保障司机在事故发生时的生存空间。

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆前端结构，属于轨道车辆技术领域。

背景技术

铁道车辆最重要的使命是保证司乘人员的安全。列车前端通常会设置带吸能功能的防爬装置可显著改善轨道车辆在发生碰撞时的变形吸能特性。为了有效防止撞车时列车相互攀爬，防爬器还需具备优异的抗垂弯能力，所以防爬器通常会设置垂向刚度很大的导向机构来保证防爬性能。该导向机构能确保防爬器在撞车时稳定地后退，并引导吸能元件正常发挥变形吸能功能，最终使列车以稳定地、可控地、有序发生变形，使乘客受到的冲击力最小化，以降低车中人员损伤的可能性。

轨道车辆耐碰撞设计主要以EN15227标准进行评估，该标准对不同类型的车辆进行了定义，并对不同类型的车辆规定了相应的碰撞场景。比如地铁列车耐碰撞设计符合性主要以EN15227标准定义的C-II类车辆进行评估，即相同两列AW0列车以25km/h相对速度对撞场景下，在乘客生存空间允许车体发生一定的塑性变形。因此在设计时，部分车辆仅以满足25km/h相对速度对撞来进行评价。导致了部分地铁列车前端通常只设置了车钩、防爬吸能装置用于碰撞吸能，并没有考虑在车体前端设置较大能量的变形吸能区，甚至部分列车的司机室骨架结构占用了防爬器正常的吸能行程(如JP2004268694专利方案底架前端横梁距离防爬器前端的防爬齿过近)，扰乱了碰撞过程中有序地变形吸能。JP2004268694提供的列车前端结构，防爬器安装座与前端防撞墙呈上下独立布置，防爬器尚未完全压溃，车体可变形区便参与吸能，重复受力会给车体撞击带来较大波动，这正是本发明需要解决的问题。JP2004268694尤其是对于速度较低时的碰撞事故，本可由防爬器完全吸收能量，碰撞后仅更换防爬器即可，但此结构防爬器还没完全吸收能量，车体司机室便发生变形，维护难和成本度更大，失去了将防爬器设置为独立的、可拆卸式的意义。

实际上列车相撞速度往往不止标准规定的大小，比如地铁列车也不时出现了30km/h以上速度的碰撞，此时传统的单纯依靠车钩、防爬器等专用的吸能元件已不能完全满足吸能要求，需要车体也吸收一部分能量。如CN201610771803专利考虑了在司机室除了防爬器外，另外专门设置了车体变形吸能区。该方案将车头划分为纵向载荷强度呈梯度递减的安全区、次要变形区和主要变形区的耐碰撞车体设计方案，该方案将底架二级止档、司机室上框架和司机室门立柱、车钩安装板布置在同一截面上并形成环状结构，以抵抗前方结构的碰撞变形。但该方案局限性较大，因为相当部分轨道车辆的底架止档、司机室上框架和司机室门立柱、车钩安装板很难布置在同一截面上并形成环状结构，而且该结构车体变形区仅限于车钩安装板的前方，没有将后方的空间也充分利用起来，以吸收更多的碰撞动能。

CN201080063563公开了一种用于轨道车辆的碰撞模块，其包括碰撞元件、横向型材、连接板等部件，其中横向型材为板状型材，包括三角形、梯形、孔型材，碰撞元件设置在两块连接板之间，该专利的碰撞吸能元件和横向型材在空间上属于并联关系，且该模块与车体主结构焊接为一体，不可拆卸。

CN201310505736公开了一种耐碰撞铝合金头车底架前端结构，车体设置了安全区和司机室变形区，司机室变形区下方设置了由安装板、地板、边梁和端部斜筋组成的箱型结构，用于安装防爬器。该方案解决了防爬器的安装，以及在防爬器安装面前端设置了变形区，并没有涉及防爬器安装面后面的变形吸能区的设置，吸能量有限。