1.一種軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,包括車體主結(jié)構(gòu)(1)、車頭防撞結(jié)構(gòu)(2)和防爬器(3),按照軌道車輛的縱向方向?qū)④囶^劃分為縱向載荷強(qiáng)度呈梯度遞減的安全區(qū)、次要變形區(qū)和主要變形區(qū);
其中所述安全區(qū)為車體主結(jié)構(gòu)(1),其包括客室區(qū)域和司機(jī)座椅區(qū)域;所述次要變形區(qū)為司機(jī)室前門至防爬器安裝板(251)之間區(qū)域,其包括車頭防撞結(jié)構(gòu)(2)和防爬器安裝結(jié)構(gòu)(25);所述主要變形區(qū)域包括位于防爬器安裝板(251)之前的司機(jī)室地板(23)及防爬器(3);
所述次要變形區(qū)的縱向輕度小于安全區(qū)的縱向強(qiáng)度而在發(fā)生碰撞時,次要變形區(qū)比安全區(qū)先發(fā)生塑性變形;所述次要變形區(qū)與主要變形區(qū)之間設(shè)有一級止擋結(jié)構(gòu),安全區(qū)與次要變形區(qū)之間設(shè)有二級止擋結(jié)構(gòu),該一級止擋結(jié)構(gòu)和二級止擋結(jié)構(gòu)用于阻隔前方區(qū)域的變形影響后方區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述司機(jī)室地板(23)上開有位于司機(jī)室的防撞立柱(222)前方的地板槽(23a),且在防爬器安裝板(251)之前的司機(jī)室地板(23)上裝有增厚板(24)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述安全區(qū)的車體橫截面至少能承受1500kN的縱向載荷;次要變形區(qū)縱向載荷設(shè)計值為1200-1400kN,壓潰變形至少吸能0.6MJ;主要變形區(qū)的防爬器壓潰力為900kN -1200kN,壓潰變形至少吸能0.4MJ;優(yōu)選所述次要變形區(qū)的長度不小于500mm,所述主要變形區(qū)的行程不小于400mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述車體主結(jié)構(gòu)(1)包括車體頂蓋(11)、側(cè)墻(12)、底架(13)及司機(jī)室上框架(14);所述車體頂蓋(11)與側(cè)墻(12)之間的頂側(cè)連接梁(111)延伸至司機(jī)室門立柱(121)前端并覆蓋在司機(jī)室的門上橫梁(123)與側(cè)墻(12)連接為一體,所述司機(jī)室上框架(14)將側(cè)墻(12)的四個司機(jī)室門立柱(121)及車體頂蓋(11)連接成一體,并與車體的底架(13)組成了整體承載結(jié)構(gòu);優(yōu)選所述頂側(cè)連接梁(111)呈L型;優(yōu)選所述門上橫梁(123)為C型結(jié)構(gòu),該門上橫梁(123)的內(nèi)部嵌入了連接立柱(122),該門上橫梁(123)下方固定有為安裝司機(jī)室門提供附著面的門框包邊(124);優(yōu)選所述門框包邊(124)連接前后兩根司機(jī)室門立柱(121)和門上橫梁(123)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述司機(jī)室門立柱(121)內(nèi)側(cè)開有多個用于與外側(cè)蒙皮的連接的工藝孔;優(yōu)選所述司機(jī)室門立柱(121)的橫截面長度尺寸至少為120mm,更優(yōu)選為至少180mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述司機(jī)室門立柱(121)外側(cè)開有用于裝入扶手嵌套(125)的安裝孔,且扶手嵌套(125)與安裝孔的上下側(cè)面固定相連而形成型腔結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述車體頂蓋(11)的車頂邊梁(112)與頭罩的連接處為車體的剛度突變處,所述門上橫梁(123)在該剛度突變處設(shè)置所述連接立柱(122)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述二級止擋結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在車體的底架(13)上的牽引橫梁(131)、車鉤安裝座(132)和車鉤翼板(133),用于阻隔位于車頭防撞結(jié)構(gòu)(2)下部防爬器安裝結(jié)構(gòu)(25)的碰撞沖擊力;該二級止擋結(jié)構(gòu)與司機(jī)室門立柱(121)、司機(jī)室上框架(14)在垂直于車體長度方向的橫截面上形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述牽引橫梁(131)的左右兩端連接底架的左右兩根通長邊梁,且該牽引橫梁(131)與上方的司機(jī)室門立柱(121)對齊;所述車鉤安裝座(132)的后方設(shè)有牽緩結(jié)構(gòu);所述車鉤翼板(133)的左右兩端與底架的兩根通長邊梁以及車鉤安裝座(132)相連,且該車鉤翼板(133)與位于其上方的牽引橫梁(131)固定相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述車頭防撞結(jié)構(gòu)(2)主要由司機(jī)室窗立柱(21)、防撞墻(22)、司機(jī)室地板(23)、增厚板(24),及防爬器安裝結(jié)構(gòu)(25)固定連接而成;所述防撞墻(22)位于司機(jī)室地板上方(23),且防撞墻(22)的兩側(cè)分別與司機(jī)室窗立柱(21)相連,所述增厚板(24)位于司機(jī)室地板(23)的前端;優(yōu)選所述增厚板(24)與司機(jī)室地板(23)的厚度之和至少為40mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述防撞墻(22)包括防撞橫梁(221)、防撞立柱(222)和防撞斜撐(223);所述防撞斜撐(223)與防爬器安裝結(jié)構(gòu)(25)的立撐板(255)橫向方向?qū)R設(shè)置;所述防撞橫梁(221)、防撞立柱(222)和防撞斜撐(223)固定相連而形成封閉的腔型結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述司機(jī)室窗立柱(21)上端與車體主結(jié)構(gòu)(1)的司機(jī)室上框架(14)固定相連;優(yōu)選在司機(jī)室窗立柱(21)上設(shè)有立柱減弱孔(21a)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述車頭防撞結(jié)構(gòu)(2)直接焊接在車體主結(jié)構(gòu)(1)的前端,或在車體主結(jié)構(gòu)(1)與車頭防撞結(jié)構(gòu)(2)的連接面設(shè)置連接孔,并通過緊固件相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述防爬器安裝結(jié)構(gòu)(25)包括防爬器安裝板(251)、過渡梁(252)、蓋板(253)、斜撐板(254)和立撐板(255);所述過渡梁(252)、蓋板(253)、斜撐板(254)、立撐板(255)主要用于支撐防爬器動作時的巨大縱向沖擊力;優(yōu)選所述過渡梁(252)、蓋板(253)、斜撐板(254)和立撐板(255)上開有誘導(dǎo)變形的減弱孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述一級止擋結(jié)構(gòu)與防撞墻(22)位于同一橫截面上,該一級止擋結(jié)構(gòu)的后端設(shè)有提供支撐力的司機(jī)室窗立柱(21)和立撐板(255);優(yōu)選在司機(jī)室地板(23)上開有位于防撞墻(22)處的隔斷槽,該隔斷槽用于阻隔司機(jī)室地板(23)變形的傳遞;優(yōu)選所述司機(jī)室窗立柱(21)上方的焊縫強(qiáng)度比母材強(qiáng)度低,且在連接處開孔弱化縱向強(qiáng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述一級止擋結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在底架上的防爬器安裝板(251)和與防爬器安裝板(251)對齊布置的前端小橫梁(26);優(yōu)選所述司機(jī)室地板(23)上開有位于司機(jī)室的防撞立柱(222)前方的地板槽(23a),所述前端小橫梁(26)位于地板槽(23a)的后方。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的軌道車輛車頭結(jié)構(gòu),其特征在于,所述防爬器(3)為可拆卸式的吸能防爬器;優(yōu)選所述防爬器(3)通過司機(jī)室窗立柱(21)與車體主結(jié)構(gòu)(1)的上部一起形成垂向方向的傳力路徑;優(yōu)選所述防爬器(3)為壓潰式防爬器(3)、刨削式防爬器(3)或鋁蜂窩式防爬器(3)。