[实用新型]一种列车碰撞装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路领域的列车安全部件，特别涉及一种列车碰撞装置。

背景技术

高速运行的列车一旦发生碰撞事故，将造成生命和财产的重大损失，尽管世界各国轨道运输行业都在努力杜绝列车碰撞事故的发生，但列车碰撞事故仍然不断出现。目前列车车体存在以下问题：

1)在列车正面碰撞或追尾碰撞过程中，列车车身处于压缩状态，车身变形十分剧烈，严重时将导致乘员伤亡。

2)在列车正面碰撞或追尾过程中，列车很容易出轨。一旦列车出轨不但将导致更多的人员伤亡和车体损毁，而且有可能殃及相邻另一个铁轨上的列车，将造成巨大的人员伤亡和财产损失，与此同时还会导致铁路运输暂时中断；还有可能使列车翻到高架桥下或深沟中，此时将使伤亡人数急剧增加；另外一旦列车上装有危险物品，将造成更大的环境灾难。

3)国内外公布时碰撞力曲线显示：碰撞早期碰撞力十分巨大，中期碰撞力出现一个平台，后期迅速下降；即碰撞力峰值出现在碰撞早期，不利于降低加速度，不利于保护车体，不利于保护列车内的人员。

4)碰撞速度愈大，列车变形愈大，与此同时出轨更加容易，因此目前列车可承受的碰撞速度有限。

5)目前列车碰撞过程的受力为压缩力，车体设计十分笨重，将导致耗能的增加和运载能力的减少；这是由于钢材的抗压性能远远低于钢材的抗拉性能，一根钢管很容易压弯但很难拉断。

如何避免列车在碰撞过程中出轨和如何避免车身主体结构发生严重变形的问题长期困扰列车设计工程技术人员。

发明内容

本实用新型就是要使列车在碰撞过程中确保车身处于拉伸状态，就是要确保列车不脱轨；就是要将碰撞力峰值推后；就是要提高列车的安全速度；就是要降低车体的重量以达到降低列车耗能和提高列车运载能力的目的。

本实用新型一种列车碰撞装置，其包括活塞式喷射耗能装置，所述的活塞式喷射耗能装置包括活塞缸、活塞、活塞顶杆、活塞缸端盖、防撞杆、导压管、防冻液；其特征在于所述的活塞开有至少一个活塞喷射孔，这些活塞喷射孔从活塞的底部贯穿活塞的顶部。

本实用新型一种列车碰撞装置还包括与活塞缸相连的管壁式喷射耗能装置，所述的管壁式喷射耗能装置包括至少一个管壁喷射孔、喷射缓冲室、排液管、低压连接管和防冻液盒；所述的管壁喷射孔开在活塞缸上；所述的喷射缓冲室一端与活塞缸相连，另一端与排液管相连；所述的低压连接管一端与排液管相连，另一端与防冻液盒相连。

本实用新型是这样实现的：

1)先在活塞上加工至少一个活塞喷射孔，然后在活塞缸上加工至少一个管壁喷射孔。

2)将喷射缓冲室连接到第一活塞缸上。

3)将排液管安装到喷射缓冲室上，用低压连接管连接防冻液盒和排液管。

本实用新型有如下效果：

1)可使列车车体在碰撞过程中处于拉伸状态。

2)可利用高速喷射的防冻液消耗巨大的列车动能：

按照美国标准，列车车头需要消耗8×10⁶J能量；而质量为60kg、速度为517m/s的防冻液就具有8×10⁶J能量，产生速度为517m/s对应的压力为220MPa，在高速碰撞过程中可以达到这个高的压力。对于其他车体需要消耗5×10⁶J能量；而质量为60kg、速度为410m/s的水就具有5×10⁶J能量，产生速度为410m/s对应的压力为138.5MPa，在高速碰撞过程中可以达到这个高的压力。

3)可实现碰撞早期参与喷射的管壁喷射孔数多，后期参与喷射的管壁喷射孔数少，能实现车身碰撞早期软、碰撞后期硬，即早期撞击力小，后期撞击力变大；由于早期参与喷射的喷射孔数多，压力憋不大，从而喷射速度也不大，而耗能与喷射速度的平方成正比，所以早期表现为软一些，撞击力小一些。为了更好地理解这段话，作两个假设：一个是假设参与喷射的喷射孔数无穷多，就憋不起任何压力，也无法获得较大的喷射速度，也就消耗不了多少能量；另一个是假设没有任何喷射孔参与喷射，压力瞬间达到很高，撞击力将十分巨大，车身加速度也将很大。

4)可确保列车具备双向防撞功能，符合列车碰撞规律。不但可先防正面碰撞紧接着又能防追尾碰撞；而且可先防追尾碰撞紧接着又能防正面碰撞，并总能确保列车车身处于拉伸状态。

5)由于正面碰撞时将撞击力传到了列车的尾部，在追尾碰撞时将撞击力传到了列车的前部，列车车身总体处于拉伸状态，可避免列车脱轨。

附图说明

图1为本实用新型一种列车碰撞装置的安装示意图；

图2为本实用新型一种列车碰撞装置的剖视示意图；