本发明专利技术提供一种轨道车辆用碰撞吸能装置，包括挡板、吸能管、基盖和基座、弹簧、限位套、定位环、销轴、连接杆、以及伸缩驱动结构，在吸能管伸出车体外且各块限位套间径向压紧或径向间隙最小后所得的过孔直径最小处比吸能管大径端的外径最大值小2～40mm，使得轨道车辆碰撞后所述吸能管整体向所述过孔处运动且从过孔中挤出以吸收碰撞能量。本发明专利技术中提供的装置具有更好的强度特性和碰撞性能。在识别到列车碰撞危险信号后，其中的吸能管主动伸出以吸收碰撞能量，吸能管的尺寸不再受限于车钩结构的位置。且针对吸能结构的误触发情况，所述伸缩驱动结构可驱动吸能管直接一键控制而方便地收回到车体内部，保证车辆之间能够通过车钩正常连挂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆碰撞领域，具体涉及一种轨道车辆用碰撞吸能装置。
技术介绍
轨道车辆碰撞事故是造成旅客重大伤亡的最主要原因之一，因此，如何提高轨道车辆运行的安全，尽量减少司乘人员及旅客在事故中的伤亡，成为人们普遍关注的问题。特别是现在，随着高铁等高速轨道车辆的迅速发展，车辆运行的安全性就更为突出，碰撞安全问题作为车辆设计中的重要组成部分，成为高速轨道车辆设置的一个重点。目前国内轨道车辆，为减小车辆发生相互撞击时对于车体结构造成巨大破坏，同时为了减少人员伤亡，通常在车体的前端部设置有防爬器等安全防护装置。当车辆发生碰撞事故时，通过一对防爬齿的相互咬合，使车体之间进行正面冲击，避免出现爬车和倾覆等严重后果。同时，通过设置在头车前端部的吸能装置和车体的塑性变形，吸收巨大的撞击能量，从而最大限度的保证司乘人员和乘客的安全及保证车辆主体结构的完整。目前关于轨道车辆用吸能装置的研究较为热门。如中国专利201420698281.8公开了一种用于轨道交通车辆的压缩式多级吸能器。该技术吸能筒材为二级阶梯式空心筒体，其两个阶梯端面均设有环状楔形槽，一级阶梯处设有第一筒圈体，二级阶梯处设有第二筒圈体，所述第一筒圈体的前端面设有与环状楔形槽配合第一环状楔形片，第二筒圈体的前端面设有与环状楔形槽配合第二环状楔形片；第一安装座、第二安装座均开有中心孔，它们分别与吸能筒材的二级阶梯直径配合；第一安装座前端面固结第一导向筒，第一安装座的后端面与第二安装座前端面之间设有第二导向筒。但该吸能器缓冲行程较难控制，其有效行程有限，较难达到预期的缓冲效果。专利技术专利CN201310082195公开了一种缓冲均匀的新型吸能装置，旨在提供一种结构简单、在发生交通事故等冲击碰撞时能稳定高效地对能量进行均匀吸收的装置，所述吸能装置由预撕裂圆管(1)、导向摩擦圆管(2)及冲头(3)组成。此装置能量吸收主要依靠冲头(3)挤压进预撕裂圆管(1)引起的胀形及其后的圆管撕裂。与传统的吸能方式相比，圆管的撕裂卷曲破坏在吸能效果上比破碎、轴向屈曲或翻转更有效，同时还具备有效行程长和冲击力平稳的特点。申请人的在先申请CN201510666711.7中提供一种伸缩式轨道车辆碰撞吸能装置，由单独作用的两套机构组成，分别安装在车辆端部的两侧，每套由防爬齿、吸能圆管、拉环、刀具、刀具固定块、安装座、刀具座、导向筒、双作用式气缸、底座、螺栓、扭力弹簧、销、定位槽、双作用式电磁阀、控制器、储气罐组成；吸能装置在非工作状态时，双作用式气缸为拉力状态，拉动吸能圆管缩在导向筒内部，刀具压在吸能圆管的外壁上，在列车发生碰撞前，双作用式气缸在高压空气作用下推动吸能圆管向外弹出，刀具在弹簧力的作用下压在吸能圆管的定位槽上，当吸能圆管受到外力向导向筒内退缩时，刀具切削吸能结构吸收能量。若吸能圆管伸出后若没有受到撞击作用，可以通过拉动刀具或者采用刀具下的气缸顶起刀头使吸能圆管和刀具分离，双作用式气缸拉动吸能圆管到导向筒内部。但从上述文件可见，目前国内轨道车辆防爬吸能装置普遍采用薄壁结构的塑性压溃变形或切削变形来耗散碰撞能量，该结构具有吸能比小、有效行程短、变形受载荷条件影响大等特点。此外，在不同的碰撞条件下，该结构的吸能特性呈现出很大的差异，容易导致车辆在碰撞过程中的不可控损坏。技术专利201420738264.2公开了一种挤压式吸能装置，属于轨道车辆被动安全
它能有效地解决列车受到碰撞时阻抗力有较大波动的问题。所述挤压式吸能装置由安装板、连接法兰和吸能管组成。所述安装板上开有圆形安装孔，连接法兰嵌入圆形安装孔并通过焊接固定在安装板上。所述连接法兰具有变径通孔，吸能管开口端通过过盈配合穿过连接法兰。所述安装板上开有螺栓孔，通过螺栓将吸能装置连接在车体上。主要用于列车头部被碰撞时的能量吸收。该专利内容在一定程度上解决了现有吸能管的吸能比小、有效行程短、变形受载荷条件影响大等问题，但该吸能管的挤压结构还有待进一步改进。另外，该专利提供的是一种完全被动防撞结构，而主动防撞结构与被动防撞结构相比具有有利于在有限空间内吸能管的设置等显著优势。因此，本领域有待开发一种在强度特性和碰撞性能等方面的进一步提高的挤压式吸能装置。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种轨道车辆用碰撞吸能装置，包括设置于车体长度方向前端或后端的挡板(1)、连接在挡板(1)上的吸能管(2)、与车体固定连接的基盖(3)和基座(7)、用于提供弹性力的弹簧(4)、以及控制吸能管(2)及时伸出车体外的伸缩驱动结构，所述吸能管(2)的内径在轴向各处保持一致且其包括与挡板(1)连接的外径较大的大径端(22)以及远离挡板(1)的外径逐步变小的圆台结构(21)，所述基座(7)包括轴向设置在车体长度方向上的内通孔，所述内通孔包括轴向上靠近挡板(1)的大孔端(72)以及远离挡板(1)的小孔端(71)；吸能管(2)设置在基座(7)的内通孔以及基盖(3)的内通孔中，且径向上在基座(7)和吸能管(2)之间还设置有两块以上限位套(5)，所述弹簧用于辅助所述限位套(5)在基座(7)的内通孔中的移动；在吸能管(2)伸出车体外且各块限位套间径向压紧或径向间隙最小后所得的过孔(54)直径最小处比吸能管大径端(22)的外径最大值小2～40mm，使得轨道车辆碰撞后所述吸能管(2)整体向所述过孔处运动且从过孔中挤出以吸收碰撞能量；多块限位套(5)的径向外侧设置有环状凹槽(51)，且定位环(6)设置在所述环状凹槽(51)中使得多块限位套(5)在轴向上同步运动；所述基座(7)上还设置有两个以上均与吸能管轴向垂直的销轴插孔(74)，所述销轴插孔(74)中设置有销轴(12)且销轴(12)的一端抵设在环状凹槽(51)内或定位环(6)上，销轴(12)的另一端与连接杆(11)的一端固定连接，且连接杆(11)的另一端固定设置在伸缩驱动结构的安装座上；所述销轴插孔(74)在吸能管轴向上的孔宽大于所述销轴在吸能管轴向上的尺寸，使得连接杆(11)和销轴(12)可带动多块限位套(5)在轴向上同步运动。在一种具体的实施方式中，所述挡板1上连接防爬齿，以防止碰撞时一辆列车被抬起而爬至另一辆列车上。在一种具体的实施方式中，所述弹簧(4)的数量为限位套(5)数量的两倍，且弹簧(4)均设置在吸能管(2)的径向平面上，弹簧的两端分别抵设在两块相邻限位套(5)的侧面上。在一种具体的实施方式中，所述销轴插孔(74)在吸能管轴向上的孔宽为销轴在吸能管轴向上的尺寸的3～10倍。在一种具体的实施方式中，所述基座(7)的内通孔中设置有轴向台阶(73)，相应在每块限位套(5)上设置有轴向挡块(52)使得所述限位套(5)在轴向上卡设在基座(7)内。在一种具体的实施方式中，所述过孔直径最小处比吸能管大径端(22)的外径最大值小6～20mm。在一种具体的实施方式中，所述吸能管(2)总长为100～1500mm，大径端(22)外径为30～300mm，且大径端(22)壁厚为2～30mm。在一种具体的实施方式中，所述吸能管(2)总长为500～1000mm，大径端外径为100～200mm，且大径端壁厚为10～20mm。在一种具体的实施方式中，所述吸能管(2)为金属管，所述基座(3)为材质强度大于吸能管用金属的金属基座；所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道车辆用碰撞吸能装置，包括设置于车体长度方向前端或后端的挡板(1)、连接在挡板(1)上的吸能管(2)、与车体固定连接的基盖(3)和基座(7)、用于提供弹性力的弹簧(4)、以及控制吸能管(2)及时伸出车体外的伸缩驱动结构，所述吸能管(2)的内径在轴向各处保持一致且其包括与挡板(1)连接的外径较大的大径端(22)以及远离挡板(1)的外径逐步变小的圆台结构(21)，所述基座(7)包括轴向设置在车体长度方向上的内通孔，所述内通孔包括轴向上靠近挡板(1)的大孔端(72)以及远离挡板(1)的小孔端(71)；吸能管(2)设置在基座(7)的内通孔以及基盖(3)的内通孔中，且径向上在基座(7)和吸能管(2)之间还设置有两块以上限位套(5)，所述弹簧用于辅助所述限位套(5)在基座(7)的内通孔中的移动；在吸能管(2)伸出车体外且各块限位套间径向压紧或径向间隙最小后所得的过孔(54)直径最小处比吸能管大径端(22)的外径最大值小2～40mm，使得轨道车辆碰撞后所述吸能管(2)整体向所述过孔处运动且从过孔中挤出以吸收碰撞能量；多块限位套(5)的径向外侧设置有环状凹槽(51)，且定位环(6)设置在所述环状凹槽(51)中使得多块限位套(5)在轴向上同步运动；所述基座(7)上还设置有两个以上均与吸能管轴向垂直的销轴插孔(74)，所述销轴插孔(74)中设置有销轴(12)且销轴(12)的一端抵设在环状凹槽(51)内或定位环(6)上，销轴(12)的另一端与连接杆(11)的一端固定连接，且连接杆(11)的另一端固定设置在伸缩驱动结构的安装座上；所述销轴插孔(74)在吸能管轴向上的孔宽大于所述销轴在吸能管轴向上的尺寸，使得连接杆(11)和销轴(12)可带动多块限位套(5)在轴向上同步运动。...
【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆用碰撞吸能装置，包括设置于车体长度方向前端或后端的挡板(1)、连接在挡板(1)上的吸能管(2)、与车体固定连接的基盖(3)和基座(7)、用于提供弹性力的弹簧(4)、以及控制吸能管(2)及时伸出车体外的伸缩驱动结构，所述吸能管(2)的内径在轴向各处保持一致且其包括与挡板(1)连接的外径较大的大径端(22)以及远离挡板(1)的外径逐步变小的圆台结构(21)，所述基座(7)包括轴向设置在车体长度方向上的内通孔，所述内通孔包括轴向上靠近挡板(1)的大孔端(72)以及远离挡板(1)的小孔端(71)；吸能管(2)设置在基座(7)的内通孔以及基盖(3)的内通孔中，且径向上在基座(7)和吸能管(2)之间还设置有两块以上限位套(5)，所述弹簧用于辅助所述限位套(5)在基座(7)的内通孔中的移动；在吸能管(2)伸出车体外且各块限位套间径向压紧或径向间隙最小后所得的过孔(54)直径最小处比吸能管大径端(22)的外径最大值小2～40mm，使得轨道车辆碰撞后所述吸能管(2)整体向所述过孔处运动且从过孔中挤出以吸收碰撞能量；多块限位套(5)的径向外侧设置有环状凹槽(51)，且定位环(6)设置在所述环状凹槽(51)中使得多块限位套(5)在轴向上同步运动；所述基座(7)上还设置有两个以上均与吸能管轴向垂直的销轴插孔(74)，所述销轴插孔(74)中设置有销轴(12)且销轴(12)的一端抵设在环状凹槽(51)内或定位环(6)上，销轴(12)的另一端与连接杆(11)的一端固定连接，且连接杆(11)的另一端固定设置在伸缩驱动结构的安装座上；所述销轴插孔(74)在吸能管轴向上的孔宽大于所述销轴在吸能管轴向上的尺寸，使得连接杆(11)和销轴(12)可带动多块限位套(5)在轴向上同步运动。2.根据权利要求1所述碰撞吸能装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：高广军，关维元，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。