[發明專利]一種軌道車輛用碰撞吸能裝置

有效

• 申請號: 201610860262.4
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106240595B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 高廣軍;關維元
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B61F19/04
• 分類號: B61F19/04
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙)43214
• 代理人: 歐穎

技術領域

本發明涉及車輛碰撞領域，具體涉及一種軌道車輛用碰撞吸能裝置。

背景技術

軌道車輛碰撞事故是造成旅客重大傷亡的最主要原因之一，因此，如何提高軌道車輛運行的安全，盡量減少司乘人員及旅客在事故中的傷亡，成為人們普遍關注的問題。特別是現在，隨著高鐵等高速軌道車輛的迅速發展，車輛運行的安全性就更為突出，碰撞安全問題作為車輛設計中的重要組成部分，成為高速軌道車輛設置的一個重點。

目前國內軌道車輛，為減小車輛發生相互撞擊時對于車體結構造成巨大破壞，同時為了減少人員傷亡，通常在車體的前端部設置有防爬器等安全防護裝置。當車輛發生碰撞事故時，通過一對防爬齒的相互咬合，使車體之間進行正面沖擊，避免出現爬車和傾覆等嚴重后果。同時，通過設置在頭車前端部的吸能裝置和車體的塑性變形，吸收巨大的撞擊能量，從而最大限度的保證司乘人員和乘客的安全及保證車輛主體結構的完整。

目前關于軌道車輛用吸能裝置的研究較為熱門。如中國專利201420698281.8公開了一種用于軌道交通車輛的壓縮式多級吸能器。該實用新型吸能筒材為二級階梯式空心筒體，其兩個階梯端面均設有環狀楔形槽，一級階梯處設有第一筒圈體，二級階梯處設有第二筒圈體，所述第一筒圈體的前端面設有與環狀楔形槽配合第一環狀楔形片，第二筒圈體的前端面設有與環狀楔形槽配合第二環狀楔形片；第一安裝座、第二安裝座均開有中心孔，它們分別與吸能筒材的二級階梯直徑配合；第一安裝座前端面固結第一導向筒，第一安裝座的后端面與第二安裝座前端面之間設有第二導向筒。但該吸能器緩沖行程較難控制，其有效行程有限，較難達到預期的緩沖效果。

發明專利CN201310082195公開了一種緩沖均勻的新型吸能裝置，旨在提供一種結構簡單、在發生交通事故等沖擊碰撞時能穩定高效地對能量進行均勻吸收的裝置，所述吸能裝置由預撕裂圓管(1)、導向摩擦圓管(2)及沖頭(3)組成。此裝置能量吸收主要依靠沖頭(3)擠壓進預撕裂圓管(1)引起的脹形及其后的圓管撕裂。與傳統的吸能方式相比，圓管的撕裂卷曲破壞在吸能效果上比破碎、軸向屈曲或翻轉更有效，同時還具備有效行程長和沖擊力平穩的特點。

申請人的在先申請CN201510666711.7中提供一種伸縮式軌道車輛碰撞吸能裝置，由單獨作用的兩套機構組成，分別安裝在車輛端部的兩側，每套由防爬齒、吸能圓管、拉環、刀具、刀具固定塊、安裝座、刀具座、導向筒、雙作用式氣缸、底座、螺栓、扭力彈簧、銷、定位槽、雙作用式電磁閥、控制器、儲氣罐組成；吸能裝置在非工作狀態時，雙作用式氣缸為拉力狀態，拉動吸能圓管縮在導向筒內部，刀具壓在吸能圓管的外壁上，在列車發生碰撞前，雙作用式氣缸在高壓空氣作用下推動吸能圓管向外彈出，刀具在彈簧力的作用下壓在吸能圓管的定位槽上，當吸能圓管受到外力向導向筒內退縮時，刀具切削吸能結構吸收能量。若吸能圓管伸出后若沒有受到撞擊作用，可以通過拉動刀具或者采用刀具下的氣缸頂起刀頭使吸能圓管和刀具分離，雙作用式氣缸拉動吸能圓管到導向筒內部。

但從上述文件可見，目前國內軌道車輛防爬吸能裝置普遍采用薄壁結構的塑性壓潰變形或切削變形來耗散碰撞能量，該結構具有吸能比小、有效行程短、變形受載荷條件影響大等特點。此外，在不同的碰撞條件下，該結構的吸能特性呈現出很大的差異，容易導致車輛在碰撞過程中的不可控損壞。

實用新型專利201420738264.2公開了一種擠壓式吸能裝置，屬于軌道車輛被動安全技術領域。它能有效地解決列車受到碰撞時阻抗力有較大波動的問題。所述擠壓式吸能裝置由安裝板、連接法蘭和吸能管組成。所述安裝板上開有圓形安裝孔，連接法蘭嵌入圓形安裝孔并通過焊接固定在安裝板上。所述連接法蘭具有變徑通孔，吸能管開口端通過過盈配合穿過連接法蘭。所述安裝板上開有螺栓孔，通過螺栓將吸能裝置連接在車體上。主要用于列車頭部被碰撞時的能量吸收。該專利內容在一定程度上解決了現有吸能管的吸能比小、有效行程短、變形受載荷條件影響大等問題，但該吸能管的擠壓結構還有待進一步改進。另外，該專利提供的是一種完全被動防撞結構，而主動防撞結構與被動防撞結構相比具有有利于在有限空間內吸能管的設置等顯著優勢。因此，本領域有待開發一種在強度特性和碰撞性能等方面的進一步提高的擠壓式吸能裝置。

發明內容