[发明专利]一种安装于轨道车辆尤其是铁路车辆前部的车辆前部模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有安装于轨道车辆前部的车辆前部框架的前部模块，其中所述框架全部由纤维增强塑料制成的结构元件组成。

背景技术

根据英国专利局公开的专利申请文件GB2411630A披露的一种轨道车辆的车舱框架，该框架由形成车舱前部、底部、顶部和侧部的框架元件组成。这种公知的框架中设有多个易弯曲的区域。装配有这种框架车辆前部模块的轨道车辆在与其他轨道车辆或者障碍物撞击时，易弯曲区域产生弯曲变形，这样这种框架可适配于撞击障碍物的形状，而撞击时框架承受的冲击能量能至少部分被分散。

另外，根据欧洲专利局公开的专利申请文件GB2411630A披露的一种轨道车辆的车舱，该车舱并未与该轨道车辆前部连接，而是安装于一个水平平台上。由于该车舱全部由纤维增强塑料制成，使该车舱本身成为一个减震器，这样可以减小在撞车时的释放的能量。另外，这样一个减震器分别地集成安装在车舱的车盘和平台上。

根据英国专利局公开的专利申请文件GB2411630A披露的一种设计用于连接轨道车辆前部的车辆前部模块，其中该车辆前部模块的侧部和顶部由轻便的复合材料制成，且可拆的连接于轨道车辆车盘和车体上。该车辆前部模块和欧洲专利文件EP 0 533 582 B2所述的车舱均未设置有减震器。

减震器即撞击结构，如在车辆与障碍物撞击时至少部分变形的组件。这种冲击力量会被选择性的转化，形成变形力量，进而减小乘客承受的加速和力量。

在汽车技术领域尤其是客车前沿领域，撞击缓冲区形式的减震器是公知的技术。同时，汽车工业一直寻求一种优化的撞击结构，在轨道车辆技术制造过程中经常并没有考虑到撞击时的变形。

通常在轨道车辆的前部安置一个侧边缓冲元件或者撞击箱充当减震器时，这些元件吸收或者分散至少部分撞击力量，而这样一个减震器在高速撞击时所能达到的减震效果还不足以使车体避免被损坏。尤其是侧面缓冲元件或者撞击箱的减震能力消耗完时，驾驶室或乘客区的车体结构会有很大的变形，致使驾驶员和乘客充足的生存空间得不到保证，这有很大风险。

本发明为优化在撞击时用于连接轨道车辆前部的车辆前部模块，车辆前部模块承受的冲击力量可最大程度地通过车辆前部模块结构进行分散，以限制在车辆结构上的最大加速和力量，确保装机时驾驶员的生存空间，这样可以有效避免撞击时不可控的结构变形。

发明内容

为此，本发明提供独立权利要求1的车辆前部模块，而该车辆模块的优选实施例在从属权利要求中进一步描述。

因此，为提高轨道车辆的撞击性能，本发明提供一种全部由纤维增强塑料制成的结构元件组成的车辆前部模块。进一步的，在组成车辆前部模块的结构元件中，那些不能吸收能量的以下称为“第一结构元件”，那些可以吸收能量的以下称为“第二结构元件”。所有抗变形和自支撑的车辆均包含有不能吸收能量的结构元件，如第一结构元件。这种硬性和自支撑的结构元件构成轨道车辆驾驶仓的外壳。由于驾驶仓被抗变形的前部结构所包围，该前部结构在撞击时不会有大幅变形，车辆前部模块内的驾驶员的生存空间得到保证。

另一方面，吸收能量的结构元件，如第二结构元件，用于通过冲击能量的转移至少部分吸收或者分散车辆前部模块承受的冲击力量，这样在车辆承受撞击时由第一结构元件组成的车辆前部模块自支撑结构并不会受到影响。第二结构元件安装在由第一结构元件构成的车辆前部模块的自支撑结构上。尤其地，第二结构元件与自支撑结构适配，这样可以与其一起形成一个单元。

本发明中由于结构元件(第一结构元件和第二结构元件)均全部由纤维增强塑料制成，可以将第二结构元件与第一结构元件通过一个材料安装在一起，比如通过粘接结合。同样地，第二结构元件可与由第一结构元件组成的自支撑车辆前部模块结构安装在一起，其中第二结构元件可拆的或不可拆的安置于第一结构元件中，形成一个双功能的结构，如第一结构元件提供的支撑功能、第二结构元件提供的能力吸收功能。

如上文所述，组成车辆前部模块结构的结构元件全部由纤维增强塑料制成。通过在车辆前部模块结构的个别区域使用不同纤维复合/纤维复合层结构，这样车辆在撞击时产生的车辆前部模块结构所承受的冲击力量能够被选择性地分散，如被吸收掉。

由于组成车辆前部模块结构的结构元件全部由纤维增强塑料制成，与金属材料结构的车辆前部结构相比，能够减轻超过车辆前部模块结构的重量。事实上，由纤维增强塑料制成的结构元件有特定硬度的特性，这样由第一结构元件构成的可抗变形和自支撑的前部车辆结构在受撞击时并不会崩溃如不可控的变形，这样保证了驾驶舱内驾驶员生存空间。