本發(fā)明涉及一種軌道車輛車體結(jié)構(gòu)，特別涉及一種鉸接式動車組車體底架端部結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)動車組車輛間的連接普遍采用車鉤緩沖裝置。但是有很多國土面積較小國家，對動車組速度要求不太高，而重點考慮轉(zhuǎn)彎半徑較小的線路上運行，因此部分國外車輛運營商指定動車組需采用鉸接式轉(zhuǎn)向架。

國外采用鉸接式轉(zhuǎn)向架最成功的案例是法國tgv和agv高速列車，其轉(zhuǎn)向架為2點懸掛無搖枕鉸接式，車輛有個特點是地板高度較高。但部分車輛運營商考慮到上下車方便，要求車輛設(shè)置中間通道，其高度較低，只能通過設(shè)計中間下凹的結(jié)構(gòu)來解決，不利于車體的承載及傳力，增加了車體的設(shè)計難度。

在國內(nèi)，對鉸接式動車組研究較少，而在低地板車輛及輕軌車輛上使用鉸接式連接較多，且一般是以搖枕鉸接式轉(zhuǎn)向架為主，采用這種轉(zhuǎn)向架的車輛具有通過小曲徑半徑能力強的特點，但是軸重較小，一般在10噸左右。

為解決動車組的軸重需求，可利用一種非搖枕鉸接式轉(zhuǎn)向架來解決，即采用鉸接式牽引裝置，通過4個空氣簧承載車體。但與此同時，以往傳統(tǒng)的車體底架結(jié)構(gòu)無法滿足這種新型轉(zhuǎn)向架的安裝連接，因此急需開發(fā)一種新型車體底架端部結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種能適用于與4點懸掛鉸接式轉(zhuǎn)向架相連的鉸接式鋁合金動車組車體底架端部結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鉸接式鋁合金動車組車體底架端部結(jié)構(gòu)，包括在縱向方向上順序劃分的車端連接區(qū)域和客室通道區(qū)域，其中：

車端連接區(qū)域和客室通道區(qū)域是由用于與轉(zhuǎn)向架的鉸接裝置連接的鉸接座、兩根牽引梁、兩根與轉(zhuǎn)向架的空氣簧連接的枕梁、兩根邊梁及隔墻組成的側(cè)臥的“目”字型整體框架結(jié)構(gòu)，鉸接座、牽引梁，枕梁，邊梁及隔墻都為大截面中空型材制成；

鉸接座設(shè)于車端連接區(qū)域的中間位置，鉸接座位于兩根牽引梁下方并與兩根牽引梁一端垂直連接，兩根牽引梁的外側(cè)分別與兩根枕梁的一端垂直連接，兩根枕梁的另一端分別與邊梁一端垂直連接，車端連接區(qū)域的牽引梁上表面、枕梁上表面及邊梁上表面平齊；

隔墻與兩根枕梁平行設(shè)置并與牽引梁、邊梁的另一端相連接；兩根牽引梁和兩根枕梁的下方設(shè)置鉸接支撐結(jié)構(gòu)，且鉸接支撐結(jié)構(gòu)的一端連接鉸接座的后方，另一端連接隔墻；鉸接支撐結(jié)構(gòu)由位于上表面中間的中間地板、位于上表面兩側(cè)的連接地板、位于中間地板和連接地板下方的支撐立板及位于下表面的支撐蓋板組焊而成；兩根牽引梁與相應(yīng)側(cè)的邊梁之間的框架結(jié)構(gòu)上方分別設(shè)有邊地板；

客室通道區(qū)域的上表面比車端連接區(qū)域的上表面稍低，且牽引梁下表面與鉸接支撐結(jié)構(gòu)的中間地板相連，牽引梁上表面與兩側(cè)的邊地板相連，在車體橫截面方向形成下凹狀結(jié)構(gòu)。

所述框架結(jié)構(gòu)下方的邊梁和隔墻連接處，以及牽引梁和枕梁連接處設(shè)有過渡筋。

所述鉸接座的連接平面及其上的鉸接裝置安裝孔，枕梁的安裝平面及其上的空氣簧安裝孔在“目”字型的框架結(jié)構(gòu)以及邊地板完成組焊后再整體加工。

所述牽引梁的型材內(nèi)部從上至下設(shè)置第二牽引梁型腔和第一牽引梁型腔，并在第二牽引梁型腔上加工u型缺，第一牽引梁型腔上加工l型缺，在第一牽引梁型腔的底部設(shè)有與鉸接支撐結(jié)構(gòu)連接的立板連接頭。

所述牽引梁通過第二牽引梁型腔與枕梁平滑連接，所述牽引梁與邊地板連接處的第二牽引梁型腔全部銑掉，加工成用來安裝座椅及設(shè)備的所述u型缺。

在第一牽引梁型腔中段加工出l型缺，邊梁中段加工出邊梁型腔缺口。

所述隔墻與鉸接支撐結(jié)構(gòu)之間設(shè)置了型腔凸臺。

所述邊梁的邊梁下部型腔上表面與枕梁的下表面對齊、牽引梁的第二牽引梁型腔上表面與枕梁的上表面對齊。

所述鉸接支撐結(jié)構(gòu)下部高度低于鉸接座上的至少一排鉸接裝置安裝孔。

所述牽引梁下方伸出水平和豎直的立板連接頭，水平的立板連接頭與鉸接支撐結(jié)構(gòu)的連接地板相連，豎直的立板連接頭與鉸接支撐結(jié)構(gòu)的支撐立板相連，且立板連接頭的長度至少為30mm；所述鉸接支撐結(jié)構(gòu)的中間地板與連接地板設(shè)置成非整體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明位于車端連接區(qū)域的鉸接座和枕梁用于與轉(zhuǎn)向架相連；鉸接座的上方與牽引梁連接，在牽引梁的下方、鉸接座的后方設(shè)有鉸接支撐結(jié)構(gòu)，用來抵抗車輛運行時巨大縱向力的沖擊；枕梁處于邊梁與牽引梁之間，用來與空氣簧相接，并把鉸接座上的外力傳遞給邊梁；牽引梁、鉸接支撐結(jié)構(gòu)、邊梁均與后方的隔墻相連，構(gòu)成“目”字型框架結(jié)構(gòu)，整體承載性能良好，為車體強度滿足en12663標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定抵抗壓縮力1500kn打下了良好基礎(chǔ)。

客室通道區(qū)域的上表面比車端連接區(qū)域的上表面稍低，通過把牽引梁下表面與中間地板相連，上表面與兩側(cè)的地板相連，在車體橫截面方向設(shè)計呈下凹狀結(jié)構(gòu)，既提供了車內(nèi)中間通道和用來安裝座椅等設(shè)備的平面，又滿足車下轉(zhuǎn)向架工作空間需求，充分利用了有限的空間，且保持了強度。

枕梁、牽引梁、邊梁、隔墻等型材為大截面中空結(jié)構(gòu)，其中邊梁、牽引梁型材下方設(shè)置了冗余的腔體，在轉(zhuǎn)向架工作空間區(qū)域范圍內(nèi)，將局部銑掉這個腔體，而型材其余部分仍具有足夠的強度和功能完整性；枕梁型材中間筋板跨度足夠大，可以用來安裝空氣簧上的插件結(jié)構(gòu)；隔墻型材設(shè)置了凸臺結(jié)構(gòu)，用來過渡鉸接支撐結(jié)構(gòu)帶來的縱向沖擊力，同時提供制動管路及電纜線的聯(lián)結(jié)空間。

本發(fā)明鋁合金車體底架端部結(jié)構(gòu)能滿足4點懸掛鉸接式轉(zhuǎn)向架的安裝要求，使用鉸接結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點是減少轉(zhuǎn)向架的使用，同時可減少整車重量及列車運行阻力，并顯著提高列車的曲線通過性能。

本發(fā)明車體強度性能良好，滿足鉸接座區(qū)域承受1500kn縱向壓縮力要求；提供了高度較低的中間通道，為乘客提供了較大方便，特別適合部分區(qū)域地板較低的客車車輛。

此外，本發(fā)明底架端部結(jié)構(gòu)模塊化程度高，工藝性好，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明底架端部結(jié)構(gòu)零部件構(gòu)成圖。

圖2：本發(fā)明底架端部結(jié)構(gòu)軸視圖。

圖3：牽引梁型材圖。

圖4：帶轉(zhuǎn)向架的底架端部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5：帶轉(zhuǎn)向架的底架端部結(jié)構(gòu)正視圖。

圖6：圖5的a-a視圖。

圖7：圖5的b-b視圖。

圖8：圖5的c-c視圖。

圖中：鉸接座（1），鉸接裝置安裝孔（11），牽引梁（2），第一牽引梁型腔（21），l型缺（21a），第二牽引梁型腔（22），u型缺（22a），立板連接頭（23），枕梁（3），空氣簧安裝孔（31），鉸接支撐結(jié)構(gòu)（4），中間地板（41），連接地板（42），支撐立板（43），支撐蓋板（44），邊梁（5），邊梁下部型腔（51），邊梁型腔缺口（51a），隔墻（6），型腔凸臺（61），過渡筋（7），邊地板（8），鉸接式轉(zhuǎn)向架（9），空氣簧（91），鉸接裝置（92）。

具體實施方式

本發(fā)明底架端部結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成如圖1和圖2所示：由鉸接座1、兩根牽引梁2，兩根枕梁3，兩根邊梁5及隔墻6組成了“目”字型的整體框架結(jié)構(gòu)，這些部件均為大截面中空型材，為承受車輛自重及傳遞縱向力提供了基礎(chǔ)。枕梁3下方設(shè)有鉸接支撐結(jié)構(gòu)4，鉸接支撐結(jié)構(gòu)4的前后分別與鉸接座1和隔墻6相連，且在高度上平滑過渡，避免了出現(xiàn)應(yīng)力過度集中現(xiàn)象。鉸接支撐結(jié)構(gòu)4由中間地板41，連接地板42，支撐立板43及支撐蓋板44組焊而成，主要用于支撐鉸接座1。在“目”字型的整體框架結(jié)構(gòu)的上方，牽引梁2與邊梁5之間設(shè)有邊地板8用來支撐車內(nèi)載荷，在高低變化較大的連接部位，如邊梁5和隔墻6的連接處，以及牽引梁2和枕梁3連接處設(shè)有過渡筋7，使底架端部結(jié)構(gòu)剛度更加協(xié)調(diào)。

鉸接座1的平面及其鉸接裝置安裝孔11，枕梁3的平面及其空氣簧安裝孔31在“目”字型的框架結(jié)構(gòu)以及邊地板8完成組焊后再整體加工，減少焊接變形對鉸接座1平面與地面的垂直度，以及枕梁3平面與地板的平行度的不利影響。

圖3是牽引梁型材圖。牽引梁2為大截面中空結(jié)構(gòu)，在型材下部腔體設(shè)置了冗余的腔體，即第一牽引梁型腔21和第二牽引梁型腔22，并分別還加工出l型缺21a和u型缺22a；在第一牽引梁型腔21的一側(cè)設(shè)有立板連接頭23，用來連接鉸接支撐結(jié)構(gòu)4。

圖4是帶轉(zhuǎn)向架的底架端部結(jié)構(gòu)示意圖。位于車體連接區(qū)域的鉸接座1和枕梁3分別與轉(zhuǎn)向架9的鉸接裝置92和空氣簧91相連；枕梁3處在邊梁5與牽引梁2之間，主要承載車輛的垂向載荷，利用空氣簧91的非線性彈性特性，增強乘客的舒適性，同時把鉸接座1上的縱向力傳遞給邊梁5。客室通道區(qū)域的上表面比車端連接區(qū)域的上表面稍低。牽引梁2在與枕梁3連接部位保留的第二牽引梁型腔22，在后段與邊地板8連接處全部銑掉，加工出上述的u型缺22a，提供了一個用來安裝座椅及其它設(shè)備的平面。

圖5是帶轉(zhuǎn)向架的底架端部結(jié)構(gòu)正視圖。轉(zhuǎn)向架9固定在本發(fā)明底架端部結(jié)構(gòu)的下方，鉸接裝置92通過螺栓固定在鉸接座1上的鉸接裝置安裝孔11實現(xiàn)與其連接；空氣簧91通過螺栓固定在枕梁3上的空氣簧安裝孔31實現(xiàn)與其連接。

在第一牽引梁型腔21加工出l型缺21a，邊梁5中段加工出邊梁型腔缺口51a，保證轉(zhuǎn)向架9的構(gòu)架及輪對在車輛運行過程中有足夠的工作空間。

圖6是圖5的a-a視圖。牽引梁2一端與枕梁3、鉸接座1相連，另外一端與隔墻6相連。鉸接座1連接兩根牽引梁2并位于其下方，枕梁3上表面與牽引梁2上表面平齊。鉸接支撐結(jié)構(gòu)4在牽引梁2的下方，用于支撐前方的鉸接座1，可抵抗車輛運行時鉸接裝置92帶來巨大縱向力的沖擊。

枕梁3為大截面中空型材，中間筋板跨度足夠大，可以用來安裝空氣簧91上的插件結(jié)構(gòu)；隔墻6設(shè)置了型腔凸臺61，用來過渡鉸接支撐結(jié)構(gòu)4的縱向沖擊力，同時其型腔可以提供制動管路及電纜線的聯(lián)結(jié)和通過空間。

圖7是圖5的b-b視圖。位于車端連接區(qū)域的鉸接座1和枕梁3用于與轉(zhuǎn)向架9相連；鉸接座1的上方與牽引梁2連接，在牽引梁2的下方、鉸接座1的后方設(shè)有鉸接支撐結(jié)構(gòu)4，用來抵抗車輛運行時巨大縱向力的沖擊；枕梁3處在邊梁5與牽引梁2之間，用來與空氣簧91相接，并把鉸接座1上的外力傳遞給邊梁5；牽引梁2、鉸接支撐結(jié)構(gòu)4、邊梁5均與后方的隔墻6相連，構(gòu)成“目”字型框架結(jié)構(gòu)，整體承載性能良好，為車體強度滿足en12663標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定抵抗壓縮力1500kn打下了良好基礎(chǔ)。

位于車端連接區(qū)域的枕梁3的上表面與邊梁5、牽引梁2平齊，基于強度考慮，在連接處，邊梁5的邊梁下部型腔51上表面與枕梁3的下表面對齊、牽引梁2的第二牽引梁型腔22上表面與枕梁3的上表面對齊，在牽引梁2與枕梁3連接高度差大的部位設(shè)置了過渡筋7，保證了該區(qū)域的整體強度和剛度協(xié)調(diào)性。

在客室通道區(qū)域，牽引梁2的第二牽引梁型腔22加工掉，使其上表面比車端連接區(qū)域的稍低。在牽引梁2與邊梁5之間的邊地板8采用板梁結(jié)構(gòu)，高度控制在30mm以內(nèi)，保證邊地板8下表面距離構(gòu)架上表面的距離h2有足夠的運行安全間隙；且邊梁5的邊梁下部型腔51加工出邊梁型腔缺口51a，牽引梁2的第一牽引梁型腔21加工出l型缺21a，保證其下表面在轉(zhuǎn)向架9運動范圍內(nèi)與構(gòu)架上表面的距離h1有足夠安全間隙。同時邊梁5和牽引梁2的型材截面大，在加工掉冗余型腔后不會影響車體的基本強度。

在客室通道區(qū)域的中間，牽引梁2下方設(shè)有鉸接支撐結(jié)構(gòu)4，在車體橫截面方向呈下凹狀。鉸接支撐結(jié)構(gòu)4與前方的鉸接座1焊接相連，鉸接支撐結(jié)構(gòu)4下部高度低于至少一排鉸接裝置安裝孔11，防止鉸接座1受到縱向力產(chǎn)生過大的彎矩而失效。

通過在截面方向設(shè)計成下凹狀結(jié)構(gòu)，提供了車內(nèi)中間通道，又滿足車下轉(zhuǎn)向架工作空間需求，充分利用了有限的空間，且保持了強度。

圖8是圖5的c-c視圖。在客室通道區(qū)域，牽引梁2的上表面與邊地板8平齊，牽引梁2下方伸出水平和豎直的立板連接頭23分別與鉸接支撐結(jié)構(gòu)4的連接地板42和支撐立板43相連，立板連接頭23距離牽引梁2的封閉型腔至少30mm以上，避免重要傳力部位的焊縫出現(xiàn)在剛度突變位置。中間地板41連接兩塊連接地板42，中間地板41并未與連接地板42設(shè)置成整體，主要是提供連接地板42與支撐蓋板44的組焊空間，在其焊接施工后，再完成組焊。

隔墻6是超大截面的中空型材結(jié)構(gòu)，與鉸接支撐結(jié)構(gòu)4的連接部位設(shè)置了型腔凸臺61增加局部強度，在與邊梁5連接高度差大的部位設(shè)置了過渡筋7，保證了該區(qū)域的剛度協(xié)調(diào)性。