一种轨道车辆用新型头罩装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于轨道交通设备技术领域，具体涉及一种轨道车辆用新型头罩装置，主体结构包括面层和里层，采用新的纤维编织工艺、分区域差异化铺层结构设计、功能性铺层优化方案，通过复合成型工艺将各铺层结构复合为整体结构，在保证空间和美观性的前提下，利用计算机进行流场模拟，最大限度的降低了风阻系数，将冲击力有效的导引到周围，避免发生正面法向冲击，提升了安全性，在铺层纤维束编织方式和铺层设计方式的研究过程中，引入了FEA辅助设计方案，对纤维束编织产品强度，纤维孔隙间树脂的流动性进行大量模拟，最终实现车辆以160‑220km/h的速度或更高速度运行时，具有优良的抗冲击性能、轻量化、隔音和隔热特性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆用新型头罩装置
：本专利技术属于轨道交通设备
，具体涉及一种轨道车辆用新型头罩装置，通过采用高缓冲夹心材料制备的混合纤维铺层结构，实现头罩抗高速冲击的性能，提升车辆运行的安全性和可靠性。
技术介绍
：随着近几年城市人口密度的增加，城市道路愈发拥挤，地铁、轻轨和低地板等低速轨道车辆得到大力发展，轨道车辆的时速屡创新高。原有地铁和轻轨车辆的时速已经无法满足城市内长距离运载要求，市域车的概念随之提出，城市范围内车辆时速提升到了160-220km/h。随着车辆运行速度的提高，对车辆的安全性，尤其是车体外部构件的强度提出了新的要求，而车头作为轨道车辆运行过程中唯一最大的迎风部件，是车辆发生冲击破坏过程中最容易受损区域，其安全性能优劣将直接影响整车运行的安全性及可靠性。中国专利201610738337.1公开的一种司机室头罩的安装结构及安装方法中所述司机室头罩的安装结构包括设置在头罩和车身之间的中心定位结构和侧定位结构；所述中心定位结构包括头罩定位元件和车身定位元件，所述车身定位元件与所述头罩定位元件配合在司机室横向方向进行定位；所述侧定位结构包括预设在头罩安装面上的多个定位孔和固定在车身侧壁上的定位板，所述定位板与所述头罩安装面上的定位孔通过紧固件固定相连，且在定位板与所述头罩安装面上的定位孔之间设有调整元件；中国专利201720756324.7公开的一种司机室头罩装置包括左下侧护板、右下侧护板、前灯带罩板、前离合器装置罩板，所述左下侧护板和右下侧护板位于所述前离合器装置罩板的两侧，所述前灯带罩板位于所述前离合器装置罩板的上侧；所述左下侧护板、右下侧护板、前灯带罩板、前离合器装置罩板均包括板体，所述板体包括芳纶蜂窝夹心层和位于所述芳纶蜂窝夹心层两侧的预浸料层，所述司机室头罩装置包括车灯组成，所述车灯组成固定安装于所述前灯带罩板上，所述前灯带罩板的背部固定安装有用于与车体连接的连接支架，所述连接支架为U形，所述前离合器装置罩板的背部设置有用于与车体连接的机构装置，所述前离合器装置罩板的背部设置有用于与车体连接的减震装置，所述左下侧护板、右下侧护板的背部分别固定安装有用于与车体连接的连接支架，所述司机室头罩装置包括车头机构罩板组成、把手机构、连接机构组成、联动机构和固定支架，所述把手机构位于所述车头机构罩板组成上，所述固定支架固定安装于车体上，所述连接机构组成包括固定部和连杆部，所述固定部固定安装于所述固定支架上，所述连杆部与所述固定部可转动地连接，所述连杆部与所述车头机构罩板组成固定连接，所述固定部上设置有导向轴，所述把手机构用于通过所述联动机构控制所述导向轴释放或锁闭所述连杆部；中国专利201620941508.6公开的一种U形灯带司机室头罩装置包括底罩、侧裙、前头罩、通气孔、玻璃窗、导流罩和灯带；U形板状结构的底罩的两端分别与弧形板状结构的侧裙连接，底罩的中间端与弧形板状结构的前头罩连接，底罩与前头罩相交处开设有U形弧状结构的通气孔，前头罩的上端设置有圆角矩形结构的玻璃窗，前头罩的两端分别与侧裙连接，侧裙和前头罩的上端与弧形板状结构的导流罩连接，U形带状结构的灯带的两端设置在前头罩和侧裙上，灯带的底端设置在通气孔上方的前头罩上；中国专利201420274268.X公开的一种城市轨道车辆司机室头罩包括外周与车体连接的头罩体，头罩体的前部开有前玻璃窗，头罩体的两侧分别开有侧玻璃窗，头罩体通过紧固件安装在车体上，所述头罩体在车钩前端位置设有遮挡住车钩的盖板，所述盖板通过伸缩机构与车体底端梁连接，所述紧固件为螺栓，所述前玻璃窗和侧玻璃窗均为聚酯玻璃钢，所述盖板为聚酯玻璃钢；中国专利201320174055.5公开的一种城轨车辆司机室头罩模型包括头罩模型本体，所述头罩模型本体包括基础钢结构骨架，所述基础钢结构骨架外面镶嵌有木板层，所述木板层外设有糊状树脂层，所述模板层与糊状树脂层之间还设有泡沫层，所述木板层厚度为15—20mm，所述泡沫层厚度为68—75mm，所述糊状树脂层厚度为8—12mm，所述木板层厚度为18mm，所述泡沫层厚度为72mm，糊状树脂层厚度为10mm；中国专利201220080027.2公开的一种地铁车辆司机室头罩包括设置在头罩本体顶部且与车体连接的活动盖板，与车体连接的活动盖板一端安装锁紧件且活动盖板的另一端与头罩本体之间通过限位打开机构连接，所述活动盖板上安装限位打开机构处加装加强板，所述活动盖板上安装锁紧件处加装加强板，所述活动盖板两侧设有橡胶条，所述锁紧件为1/4转快锁，所述限位打开机构为铰链；中国专利201120500780.8公开的一种城轨车辆司机室头罩包括四周与车体相连的头罩体，在所述的头罩体前面中间嵌合安装有前窗玻璃，在所述的前窗玻璃下方靠边部位安装有前照灯，所述的头罩体的外壳整体呈子弹头形，所述的头罩体包括外层玻璃钢层和内玻璃钢层，在所述的外层玻璃钢层和内玻璃钢层填充泡沫轮廓板，所述的外层玻璃钢层和内玻璃钢层和泡沫轮廓板组成夹心结构，所述的外层玻璃钢层和内玻璃钢层的厚度均为4.5mm，所述的泡沫轮廓板的厚度为25mm；中国专利200920170057.0公开的一种轨道车辆司机室的过渡头罩设置在司机室外壳主体与前端开闭机构之间，过渡头罩的后部与司机室外壳主体紧固连接；过渡头罩与司机室外壳主体的连接部设置有向内的翻边结构，在翻边结构上设置有若干个螺孔，过渡头罩是通过整体冲压成型的一体式结构，并具有与司机室外壳主体相同的外部表面轮廓曲线，在翻边结构与司机室外壳主体之间的螺栓连接处，设置有调整垫片，在翻边结构与司机室外壳主体之间的螺栓连接处，涂抹有粘合剂和聚酯腻子；以上专利产品和现有技术中的头罩结构基本上是采用玻璃纤维制作而成的，存在如下问题：一是产品部件质量重，增加了车辆负载；二是抗冲击能力、隔音和隔热性能仅能满足低速运行车辆的要求，无法满足时速较高的车辆运行要求；三是安装固定时需要大量的金属部件与车体进行连接，操作不便，无法满足批量化大规模生产的要求。因此，在160-220km/h时速或更高时速的前提下，传统的头罩铺层和外形结构设计已经无法满足头罩的机械性能和轻量化等系列要求，开发设计一种新型头罩，以满足现有市场的迫切需要，为乘客提供安全和舒适的出行环境，很有社会和经济价值，应用前景广阔。
技术实现思路
：本专利技术的专利技术目的在于克服现有技术存在的高速冲击性能、隔音、隔热性能较差、安装维护不便、产品重量和结构复杂的缺点，设计一种轨道车辆用新型头罩装置，满足在较高运行时速下满足市域内运行的高安全冲击性能、轻量化、经济性、隔音和隔热性能要求，有效抵御320-380km/h时速的物体冲击。为了实现上述目的，本专利技术涉及的轨道车辆用新型头罩装置的主体结构包括面层和里层；外露可见的一面为面层，与车头接触的一面为里层，面层与里层复合连接成为整体结构；面层的主体结构包括抗冲击层和导流层，面层的正面迎风部分为抗冲击层，面层的顶侧面和左右两侧面迎风部分为导流层，抗冲击层和导流层的主体结构相同，均包括编织层、混编层、复合层和缓冲层；编织层、混编层、复合层和缓冲层由外至内依次排布，编织层与混编层复合连接，混编层与复合层复合连接，复合层与缓冲层复合连接；里层的主体结构包括增强复合层和粘接层；增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆用新型头罩装置，其特征在于主体结构包括面层和里层；外露可见的一面为面层，与车头接触的一面为里层，面层与里层复合连接成为整体结构；面层的主体结构包括抗冲击层和导流层，面层的正面迎风部分为抗冲击层，面层的顶侧面和左右两侧面迎风部分为导流层，抗冲击层和导流层的主体结构相同，均包括编织层、混编层、复合层和缓冲层；编织层、混编层、复合层和缓冲层由外至内依次排布，编织层与混编层复合连接，混编层与复合层复合连接，复合层与缓冲层复合连接；里层的主体结构包括增强复合层和粘接层；增强复合层在上，粘接层在下，增强复合层与粘接层复合连接。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆用新型头罩装置，其特征在于主体结构包括面层和里层；外露可见的一面为面层，与车头接触的一面为里层，面层与里层复合连接成为整体结构；面层的主体结构包括抗冲击层和导流层，面层的正面迎风部分为抗冲击层，面层的顶侧面和左右两侧面迎风部分为导流层，抗冲击层和导流层的主体结构相同，均包括编织层、混编层、复合层和缓冲层；编织层、混编层、复合层和缓冲层由外至内依次排布，编织层与混编层复合连接，混编层与复合层复合连接，复合层与缓冲层复合连接；里层的主体结构包括增强复合层和粘接层；增强复合层在上，粘接层在下，增强复合层与粘接层复合连接。2.根据权利要求1所述的轨道车辆用新型头罩装置，其特征在于所述抗冲击层为抗冲击的核心结构层，抗冲击层和导流层采用38.5°的倾角设计，在保证车头内部空间的前提下，使得抗冲击层的倾斜角度达到最大值，有效降低风阻和风噪，导流层在铺层过程中顺滑过度，能够避免因导流层差异性过大而出现局部内应力集中的现象，在受到冲击时，最大限度的降低垂直于抗冲击层表面的冲击力，从而有效的提高抗冲击强度；编织层是采用多轴编织工艺制备的碳纤维网状结构层，能够提高单位面积内碳纤维的密度，保证树脂在碳纤维之间的良好流动性，在复合成型过程中，使碳纤维与树脂之间达到极高的浸润性；混编层是对编织层强度进行有效补充的碳纤维结构层，能够使编织层和复合层进行良好的过渡，根据车辆实际运行时速要求，选取适用的混合编织工艺，提高抗冲击强度，通过控制混编层的铺层厚度和碳纤维的纤维密度，确保轻量化性能，调节混编层的强度；复合层为碳纤维结构层，具有良好的附着力，能够与缓冲层进行高强度的结合，避免分层现象的出现，复合层通过增加碳纤维的韧性实现缓解冲击过程中瞬时动能的目的，复合层变形吸收瞬时动能后将多余动能逐步传导和释放至其他部位；缓冲层的材质为多孔隔音隔热材料，选自ISO10140-2和/或UIC567-1标准涉及的车辆防火隔音隔热技术指标专向研发材料，包括PUR和G-PET的复合材料，缓冲层的孔隙密度和梯度均根据车辆防火隔音隔热技术指标进行柔性化，使其具有良好的缓冲冲击性能，能够有效吸收中高频噪音；抗冲击层和导流层的厚度相同，基于车辆运行时，抗冲击层受到冲击时冲击力与抗冲击层垂直，导流层受到冲击时冲击力与导流层存在角度，导流层受到的冲击速度低于抗冲击层受到的冲击速度，对导流层的编织层、混编层、复合层和缓冲层厚度分配进行优化，在抗冲击层和导流层的总厚度不变的情况下，减小导流层的编织层和混编层的厚度，增加导流层的复合层的厚度，使导流层的单位面积重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，聂长海，蔡亦文，
申请(专利权)人：青岛欧特美交通装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37