一种轨道车辆及其头车排障件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆安全技术领域，特别是涉及一种轨道车辆及其头车排障件。
【背景技术】
[0002]目前，随着轨道车辆运营速度逐步提升，列车被动安全设计越来越受到重视。其中，为保证列车的正常行车安全，往往在高速动车组等快速列车的头车前端底部设置排障件，以清除轨道上的障碍物。
[0003]目前，在排障件的传统设计过程中，往往仅考虑其清除轨道面上障碍物的能力，因此，在针对不同速度等级列车进行排障结构设计时，人们对其排障能力的下限值均有明确要求，而对其上限值要求并不明确。但是，当轨道障碍物过大或者两列车发生碰撞时，如果轨道车辆头车前端排障件刚度过大(即所承受的最大载荷力过大)，会导致头车前端断面刚度的垂向分布失衡，降低动车组前端吸能结构的吸能特性，进而增大列车爬车、脱轨等风险。因此，需要对头车前端排障器的结构刚度进行控制，以提高列车运营的安全性。
[0004]因此，如何设计一种轨道车辆的头车排障件，以提高列车运营的安全性，避免发生碰撞事故时因排障件阻碍而无法有效吸收撞击能量导致的爬车、脱轨等风险，是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种轨道车辆及其头车排障件，在发生碰撞事故时，排障件能够及时后移，以便为头车的吸能部件释放空间，保证吸能部件的吸能特性，进而提高车辆的被动安全性，防止发生爬车或者脱轨等安全事故。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆的头车排障件，设置在头车排障装置的导流板内部，包括与所述导流板的前端内面相连的前端架，以及与所述前端架的两侧相连的纵梁，所述前端架的两侧具有由前至后向外倾斜的侧边，所述侧边通过连接件与同侧的所述纵梁连接，所述连接件偏离纵向延伸；当纵向冲击载荷过大而剪断所述连接件时，所述前端架以其两侧边沿所述纵梁后移。
[0007]本发明的头车排障件，前端骨架和纵梁采用连接件进行连接，由于连接件偏离纵向延伸，则在清扫障碍物或者列车发生碰撞时，如果排障件所承受的撞击力超过其所能够承受的最大载荷值，连接件会因承受过大的剪切力而被剪断，导致前端骨架与纵梁的连接失效；此时，前端骨架会以其两侧边沿纵梁后移，进而为安装在头车前端的吸能部件释放空间，以保证吸能部件有效吸收撞击的能量，最终提高车辆的被动安全性，避免发生爬车或者脱轨等重大安全事故。
[0008]可选地，所述侧边以其尾部弯折形成纵向延伸的连接部，所述连接部具有用于安装所述连接件的连接孔。
[0009]可选地，所述前端架还包括连接在两所述侧边之间的支撑梁。
[0010]可选地，所述纵梁内侧的横截面呈C型，以形成供所述侧边后移的滑动轨道。
[0011]可选地，所述连接件沿横向延伸。
[0012]可选地，包括多个所述连接件，各所述连接件在垂向上间隔排布。
[0013]可选地，所述纵梁由顶板、底板、外侧板以及内侧板组焊而成，所述侧边与所述内侧板相连，所述顶板和底板的内侧均突出所述内侧板设置，以形成所述C型的横截面。
[0014]可选地，所述顶板上设有安装吊座，所述安装吊座用于与头车的底部相连。
[0015]可选地，还包括安装板，所述安装板连接在两所述纵梁的尾部，所述安装板用于与头车的车体相连。
[0016]本发明还提供一种轨道车辆，包括头车排障装置，所述头车排障装置包括导流板和设置在所述导流板内部的头车排障件，所述头车排障件为上述任一项所述的头车排障件。
[0017]由于本发明的轨道车辆具有上述任一项所述的头车排障件，故上述任一项所述的头车排障件所产生的技术效果均适用于本发明的轨道车辆，此处不再赘述。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所提供轨道车辆的头车排障件在一种【具体实施方式】中的立体结构示意图；
[0019]图2为图1所示头车排障件的俯视图；
[0020]图3为图2中A-A方向的剖面图。
[0021]图1-3 中:
[0022]前端架1、侧边11、连接部111、纵梁2、顶板21、底板22、外侧板23、倾斜部231、平直部232、内侧板24、连接件3、安装吊座4、安装板5
【具体实施方式】
[0023]本发明的核心是提供一种轨道车辆及其头车排障件，在发生碰撞事故时，排障件能够及时后移，以便为头车的吸能部件释放空间，保证吸能部件的吸能特性，进而提高车辆的被动安全性，防止发生爬车或者脱轨等安全事故。
[0024]轨道车辆通常设有头车排障装置，以清除轨道上的障碍物，保证列车的正常行车安全。所述头车排障装置包括导流板和设置在导流板内部的头车排障件，所述头车排障件具有较高的强度，相当于支撑导流板的内部骨架，以支撑导流板，同时构成主要的排障部件。
[0025]以下结合附图和具体实施例，对本发明的头车排障件进行具体说明，以便本领域技术人员更加准确地理解本发明。
[0026]为便于描述，本文采用列车中常用的基本方位对方向进行定义，以平行于列车运行的方向为纵向，在纵向上，处于列车运行前方的方向为前，处于列车运行方向后方的方向为后；在平行于轨道面内，垂直于纵向的方向为横向，在横向上，沿列车运行方向看，处于左侧的方向为左，处于右侧的方向为右；垂直于轨道面的方向为垂向，在垂向上，靠近轨道面的方向为下，远离轨道面的方向为上。
[0027]本发明提供了一种轨道车辆的头车排障件，设置在导流板的内部，构成导流板的内部骨架。导流板整体上可以近似“V”形设置，其外形与头车司机室的弧度相匹配，以便安装于司机室底部；导流板具有空气导流的功能，以满足头车良好的空气动力学性能，并具有一定的排障能力，以清除轨道上的障碍物。
[0028]所述头车排障件构成导流板的内部骨架，主要包括前端架I和纵梁2，支撑于导流板的内部，构成整个头车排障装置的主体。前端架I是指连接于导流板前端内面的骨架，以支撑导流板的前端；纵梁2连接在前端架的两侧，基本上沿车体的纵向延伸，即由前至后在整个导流板的长度方向上延伸，以支撑导流板的两侧。
[0029]其中，前端架I与导流板的前端内面相匹配，整体上近似V形设置，具有两侧边11，两所述侧边11由前至后向外倾斜地延伸，如图1和图2所示，则前端架I的两侧边11分别与同侧的纵梁2连接；侧边11可以通过连接件3与其同侧的纵梁2连接，以便将整个前端架I与两侧的纵梁2连接成一个整体结构的内部骨架，对导流板进行支撑。
[0030]具体地，连接件3可以为螺栓或者铆钉、销钉等结构，连接件3可以在偏离纵向的方向上延伸，当车体受到纵向冲击载荷时，前端架I与纵梁2之间存在纵向相对运动的趋势，连接件3便会承受剪切力。
[0031]因此，在车辆运行过程中，如果在清扫障碍物或者列车发生碰撞时，整个头车排障件所承受的撞击力有可能超过连接件3的剪切力上限，导致连接件3被剪断；此时，前端架I与纵梁2之间的连接将失效，相应的，在撞击力的作用下，前端架I的两侧边11将沿纵梁2向后滑动，使得整个前端架I后移，将头车排障件的前端空间释放，供头车前端的吸能部件使用，以有效吸收撞击能，避免因能量过大而引起爬车或者脱轨等重大安全事故。
[0032]所述头车前端的吸能部件包括吸能防爬器、薄壁吸能构件等，通常安装在司机室的气密墙上，或者与本申请的头车排障件的后端处于同一纵向垂面内的其他板体上。
[0033]同时，在头车排障件的一种连接方式中，其后端可以与司机室的气密墙连接；此时，头车上的吸能部件恰好部分或者全部处于头车排障件的上方，由于吸能部件在进行吸能处理时所需的行程空间较大，如果头车排障件的刚度过大，则可能影响吸能部件的吸能特性，进而无法有效吸收碰撞能，最终导致爬车或者脱轨等安全事故。
[0034]针对上述情况，本发明将前端架I与纵梁2之间采用连接件3进行连接，以形成一个内部骨架，对导流板进行支撑，满足排障的需求；同时将连接件3设置在与纵向冲击载荷呈一定角度的位置，使得连接件3承受纵向冲击载荷的剪切，当纵向冲击载荷过大时便会将连接件3剪断，使得前端架I与纵梁2脱离连接，则前端架I能够后移，为其上方的吸能部件释放空间，保证吸能的有效性，提高车辆的被动安全性。
[0035]进一步，前端架I的侧边11的尾部可以弯折设置，进而形成纵向延伸的连接部111，侧边11以其连接部111与纵梁2相连，则连接部111能够与纵梁2相贴合，便于连接件3的安装。更为重要的是，当连接件3被剪断时，连接部111可以贴着纵梁2的内面向后移动，以便整个前端架I稳定地后移，避免前端架I和纵梁2相脱离，进而保证整个头车排障件可靠地向后移动，为吸能部件释放空间。
[0036]再者，为提高前端架I的稳定性，本发明的前端架I还可以包括支撑梁12，支撑梁12可以连接在两侧边11之间，具体可以为两侧边11的尾部；支撑梁12还可以横向延伸，构成整个前端架I的横梁，以便有效地提高前端架I的结构稳定性，进而使得前端架I更好地支撑导流板。
[0037]更进一步，可以结合图3，本发明的纵梁2可以内侧的横截面设置为类似C型的结构，则C型槽道可以构成侧边11后移时的滑动轨道。当纵梁2的内侧面设置为C型时，C型的两侧壁可以分别构成纵梁2的顶壁和底壁，C型的内凹的部分可以构成纵梁2的内壁面，即可以将整个侧边11伸入C型的槽内，则C型的两侧壁可以对侧边11进行限位，而侧边11可以与C型的内壁连接；当侧边11与C型内壁之间的连接件3被剪断时，在向后的纵向冲击载荷作用下，侧边11受到C型结构两侧壁的限制而沿