本發(fā)明涉及一種車體結(jié)構(gòu)，特別是一種輕量化車體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，軌道車輛的車體通常為全焊接結(jié)構(gòu)鋁合金車體或全焊接結(jié)構(gòu)不銹鋼車體。全焊接結(jié)構(gòu)鋁合金車體的主結(jié)構(gòu)由大型中空鋁型材整體拼焊而成，而車頂、底架、端墻、側(cè)墻采用鋁型材焊接而成。全焊接結(jié)構(gòu)不銹鋼車體的主結(jié)構(gòu)由底架框架、車頂框架、側(cè)墻框架、端墻等由不銹鋼板焊接而成，在不銹鋼車體主結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上點(diǎn)焊不銹鋼蒙皮。

上述全焊接結(jié)構(gòu)鋁合金車體所采用的鋁型材需要開模具，原材料成本較高，車體輕量化水平一般；而全焊接結(jié)構(gòu)不銹鋼車體采用鋼骨架承載，波紋地板、波紋頂板及側(cè)墻板與鋼骨架采用點(diǎn)焊，存在工藝復(fù)雜、外觀效果差、密封性差等問題，且車體輕量化水平較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種輕量化車體結(jié)構(gòu)，其節(jié)能、美觀、環(huán)保，具有良好的輕量化效果，能夠在一定程度上降低成本。

本發(fā)明提供一種輕量化車體結(jié)構(gòu)，包括車體骨架、地板、車頂外板、側(cè)墻板和端墻板，

所述車體骨架是由車底骨架、車頂骨架、側(cè)墻骨架和端墻骨架焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，

所述地板、車頂外板和側(cè)墻板分別粘接在所述車底骨架、車頂骨架和側(cè)墻骨架上，所述端墻板焊接在所述端墻骨架上。

進(jìn)一步地，所述車底骨架和車頂骨架的材質(zhì)為碳鋼，所述側(cè)墻骨架和端墻骨架的材質(zhì)為不銹鋼。

進(jìn)一步地，所述車底骨架是由左端底架、中間底架和右端底架焊接形成的幾字形結(jié)構(gòu)，

所述左端底架和右端底架分別是由鋼板和型鋼焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，

所述中間底架是由過渡地板和枕梁組成焊接形成的殼體結(jié)構(gòu)，其中所述過渡地板由相對設(shè)置的兩層板和焊接在所述兩層板之間的加強(qiáng)筋構(gòu)成，所述枕梁組成由補(bǔ)強(qiáng)板和板體拼焊而成。

進(jìn)一步地，所述車頂骨架是由車頂邊梁、車頂端梁和中頂彎梁焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，并且在該框架結(jié)構(gòu)的左端和右端分別焊接左上鉸安裝座和右上鉸安裝座。

進(jìn)一步地，所述側(cè)墻骨架包括側(cè)墻邊梁和分別焊接在所述側(cè)墻邊梁下方的多個(gè)窗立柱組成和多個(gè)門立柱組成，

在所述側(cè)墻邊梁上設(shè)置有邊梁補(bǔ)強(qiáng)筋，

在相鄰窗立柱組成之間設(shè)置有橫梁組成，相鄰窗立柱組成與側(cè)墻邊梁和橫梁組成圍設(shè)成窗框，

在所述橫梁組成的下方設(shè)置有立柱，所述立柱位于所述窗框與車底骨架的連接處。

進(jìn)一步地，所述端墻骨架是由帽形梁焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，在所述端墻骨架的上部梁上設(shè)置有上部梁加強(qiáng)筋。

進(jìn)一步地，所述車頂外板和側(cè)墻板均為夾芯結(jié)構(gòu)，所述夾芯結(jié)構(gòu)包括相對設(shè)置的兩層鋁板和粘接在所述兩層鋁板之間的結(jié)構(gòu)芯材，在兩層鋁板的外部設(shè)置有鋁型材封邊。

進(jìn)一步地，所述地板為夾芯結(jié)構(gòu)，所述夾芯結(jié)構(gòu)包括相對設(shè)置的兩層玻璃鋼板和設(shè)置在兩層玻璃鋼板之間的復(fù)合材料芯材，在兩層玻璃鋼板的外部設(shè)置有鋁型材封邊。

進(jìn)一步地，所述端墻板為不銹鋼板。

進(jìn)一步地，所述粘接形成的粘接層的厚度為3-5mm。

本發(fā)明的輕量化車體結(jié)構(gòu)將地板、車頂外板和側(cè)墻板分別粘接在車底骨架、車頂骨架和側(cè)墻骨架上，在性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，具有良好的輕量化效果；此外，由于大面積采用粘接結(jié)構(gòu)代替點(diǎn)焊蒙皮結(jié)構(gòu)，因此能夠避免因點(diǎn)焊造成的平面度、應(yīng)力集中、密封等問題，車體外觀更加美觀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的輕量化車體結(jié)構(gòu)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施方式的輕量化車體結(jié)構(gòu)的車底骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施方式的輕量化車體結(jié)構(gòu)的車頂骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施方式的輕量化車體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施方式的輕量化車體結(jié)構(gòu)的端墻骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1：車底骨架；11：左端底架；12：中間底架；13：右端底架；14：鋼板；15：型鋼；16：過渡地板；17：補(bǔ)強(qiáng)板；18：板體；2：車頂骨架；21：車頂邊梁；22：車頂端梁；23：中頂彎梁；24：左上鉸安裝座；25：右上鉸安裝座；3：側(cè)墻骨架；31：側(cè)墻邊梁；32：窗立柱組成；33：門立柱組成；34：邊梁補(bǔ)強(qiáng)筋；35：橫梁組成；36：立柱；4：端墻骨架；41：上部梁加強(qiáng)筋；5：地板；6：車頂外板；7：側(cè)墻板；8：端墻板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的輕量化車體結(jié)構(gòu)，包括車體骨架、地板5、車頂外板6、側(cè)墻板7和端墻板8，車體骨架是由車底骨架1、車頂骨架2、側(cè)墻骨架3和端墻骨架4焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，地板5、車頂外板6和側(cè)墻板7分別粘接在車底骨架1、車頂骨架2和側(cè)墻骨架3上，端墻板8焊接在端墻骨架4上。

本發(fā)明的輕量化車體結(jié)構(gòu)將地板5、車頂外板6和側(cè)墻板7分別粘接在車底骨架1、車頂骨架2和側(cè)墻骨架3上，在性能滿足DIN5510-2、IEC61373等標(biāo)準(zhǔn)的前提下，達(dá)到了良好的減重效果；此外，由于大面積采用粘接結(jié)構(gòu)代替點(diǎn)焊蒙皮結(jié)構(gòu)，因此能夠避免因點(diǎn)焊造成的平面度差、應(yīng)力集中、密封性差等問題，車體外觀更加美觀，能夠更好地得到用戶的青睞。

本發(fā)明對車體骨架的材質(zhì)不作嚴(yán)格限制，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的材質(zhì)。特別是，車底骨架1和車頂骨架2的材質(zhì)可以為碳鋼，側(cè)墻骨架3和端墻骨架4的材質(zhì)可以為不銹鋼，從而有利于車體結(jié)構(gòu)的輕量化。

本發(fā)明的車底骨架1可以為本領(lǐng)域的常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖2所示，在一實(shí)施方式中，車底骨架是由左端底架11、中間底架12和右端底架13焊接形成的幾字形結(jié)構(gòu)，左端底架11和右端底架13分別是由鋼板14和型鋼15焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，中間底架12是由過渡地板16和枕梁組成焊接形成的殼體結(jié)構(gòu)，其中過渡地板16由相對設(shè)置的兩層板和焊接在兩層板之間的加強(qiáng)筋構(gòu)成，加強(qiáng)筋可以根據(jù)受力情況而按照一定的間距排列設(shè)置在兩層板之間；枕梁組成由補(bǔ)強(qiáng)板17和板體18拼焊而成。

具體地，左端底架11可以為由三個(gè)鋼板14和八個(gè)型鋼15拼焊形成的框架結(jié)構(gòu)，右端底架13可以為由三個(gè)鋼板14和十個(gè)型鋼15拼焊形成的框架結(jié)構(gòu)；補(bǔ)強(qiáng)板17可以為由兩個(gè)鋼板拼焊形成的倒幾字形結(jié)構(gòu)；枕梁組成可以為由補(bǔ)強(qiáng)板17和四塊板體18拼焊形成的殼體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，過渡地板16可以焊接在枕梁組成上，并與補(bǔ)強(qiáng)板17呈十字形設(shè)置。上述結(jié)構(gòu)的車底骨架1具有較好的輕量化效果。

本發(fā)明的車頂骨架2可以為本領(lǐng)域的常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖3所示，在一實(shí)施方式中，車頂骨架2是由車頂邊梁21、車頂端梁22和中頂彎梁23焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，并且在該框架結(jié)構(gòu)的左端和右端分別焊接左上鉸安裝座24和右上鉸安裝座25。本發(fā)明對中頂彎梁23的設(shè)置位置不作嚴(yán)格限制，鑒于設(shè)備件布置在車頂，因此車頂骨架2在設(shè)計(jì)時(shí)可以按照設(shè)備布置的位置對中頂彎梁23的位置和斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的側(cè)墻骨架3可以為本領(lǐng)域的常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖4所示，在一實(shí)施方式中，側(cè)墻骨架3包括側(cè)墻邊梁31和分別焊接在側(cè)墻邊梁31下方的窗立柱組成32和門立柱組成33，在側(cè)墻邊梁31上設(shè)置有邊梁補(bǔ)強(qiáng)筋34，在窗立柱組成32之間設(shè)置有橫梁組成35，相鄰窗立柱組成32與側(cè)墻邊梁31和橫梁組成35圍設(shè)成窗框，在橫梁組成35的下方設(shè)置有立柱36，立柱36位于窗框與車底骨架1的連接處。此外，可以理解的是，相鄰門立柱組成33與側(cè)墻邊梁31圍設(shè)成門框。

鑒于整個(gè)車體設(shè)備都集中安裝在車頂上，故對側(cè)墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對側(cè)墻的抗壓能力進(jìn)行加強(qiáng)。具體地，可以在側(cè)墻邊梁31上設(shè)置十四個(gè)邊梁補(bǔ)強(qiáng)筋34，邊梁補(bǔ)強(qiáng)筋34可以沿著窗立柱組成32、門立柱組成33、窗框、門框的中心處設(shè)置；此外，在窗框與車底骨架1的連接處設(shè)置的立柱36便于引導(dǎo)車頂設(shè)備重量傳遞，即垂向力傳遞；而在相鄰窗立柱組成32之間設(shè)置橫梁組成35，便于車體縱向力的傳遞。上述結(jié)構(gòu)的側(cè)墻骨架3具有良好的抗壓能力。

本發(fā)明的端墻骨架4可以為本領(lǐng)域的常規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖5所示，在一實(shí)施方式中，端墻骨架4可以為由帽形梁焊接形成的框架結(jié)構(gòu)，在端墻骨架的上部梁上可以設(shè)置上部梁加強(qiáng)筋41，從而便于車頂?shù)脑O(shè)備垂向力傳遞；具體地，可以通過1.5mm左右厚度的不銹鋼板加工成帽形梁。此外，為了增強(qiáng)端墻骨架4與側(cè)墻骨架3的連接強(qiáng)度，可以在端墻骨架4和側(cè)墻骨架3的連接處設(shè)置連接架，并且可以在端墻骨架4與連接架之間設(shè)置加強(qiáng)筋。

在本發(fā)明中，車頂外板6和側(cè)墻板7均為夾芯結(jié)構(gòu)，夾芯結(jié)構(gòu)包括相對設(shè)置的兩層鋁板和粘接在兩層鋁板之間的結(jié)構(gòu)芯材，結(jié)構(gòu)芯材的材質(zhì)例如可以為PET泡沫等，此外在兩層鋁板的外部設(shè)置有鋁型材封邊。

進(jìn)一步地，車頂外板6可設(shè)置為一塊，其厚度可以為21mm左右，車頂外板6根據(jù)中頂彎梁的位置可以整體粘接在車頂骨架2上，該設(shè)置方式不僅能夠滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求，并且美觀，使得平面度得到保證。此外，車頂外板6在設(shè)備相應(yīng)的安裝位置上可以焊接有28個(gè)左右的C型槽，從而利于后續(xù)設(shè)備的安裝。

進(jìn)一步地，側(cè)墻板7可以設(shè)置為多塊，例如八塊，各側(cè)墻板7相應(yīng)粘接在側(cè)墻骨架3的對應(yīng)位置上；該設(shè)置方式既減輕了粘接的難度，又保證了粘接的質(zhì)量，同時(shí)還有利于整體外觀質(zhì)量的提高。

在本發(fā)明中，地板5可以為夾芯結(jié)構(gòu)，該夾芯結(jié)構(gòu)可以包括相對設(shè)置的兩層玻璃鋼板和設(shè)置在兩層玻璃鋼板之間的復(fù)合材料芯材，在兩層玻璃鋼板的外部設(shè)置有鋁型材封邊；其中，復(fù)合材料可以通過真空灌注等成型工藝設(shè)于兩層玻璃鋼板之間。進(jìn)一步地，地板5的厚度可以為24mm左右。地板5可以設(shè)置為多塊，例如四塊，各塊地板5可以相應(yīng)粘接在車底骨架1的對應(yīng)位置上；此外，在地板5與車底骨架1的接觸處，可以開設(shè)5mm深左右的凹槽，以適應(yīng)彈性粘結(jié)膠的粘結(jié)間隙。該設(shè)置方式可以大大提到粘接質(zhì)量和效率。

在本發(fā)明中，端墻板8可以為不銹鋼板，其厚度可以為2mm左右，并且可以通過點(diǎn)焊方式固定在側(cè)墻骨架4上。

本發(fā)明的粘接可以在一定的環(huán)境溫度下、按照相應(yīng)的工藝流程進(jìn)行。其中，車頂外板6與車頂骨架2之間可以采用3mm厚的彈性粘結(jié)膠進(jìn)行粘接(即粘接形成的粘接層的厚度為3mm)，側(cè)墻板7與側(cè)墻骨架3之間可以采用4mm厚的彈性粘結(jié)膠進(jìn)行粘接，地板5與車底骨架1之間可以采用5mm厚的彈性粘結(jié)膠進(jìn)行粘接。

本發(fā)明的輕量化車體結(jié)構(gòu)在性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，車體重量僅為同等車型的全焊接結(jié)構(gòu)鋁合金車體重量的75％，為全焊接結(jié)構(gòu)不銹鋼車體重量的65％，不僅適應(yīng)節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)要求，一定程度上節(jié)約了成本，此外還能夠避免因點(diǎn)焊造成的平面度差、應(yīng)力集中、密封性差等問題，車體外觀更加美觀。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。