[发明专利]用于轨道车辆的组合式专用吸能装置及设有该装置的轨道车辆

说明书

技术领域

本发明涉及铁道车辆的安全保护领域，特别涉及专用于轨道车辆的吸能装置及设有该装置的铁道车辆。

背景技术

国内外频繁发生的铁道车辆碰撞事故，给人们带来了沉重和惨痛的教训。尤其是近年来随着路面有轨电车的不断兴起，地面碰撞概率大大增加。铁路作为国民经济重要的基础设施和大众交通工具，应始终把保护旅客和司乘人员的生命财产安全作为轨道交通运行安全的出发点。因此，当列车碰撞事故无法避免时，亟需开展铁道车辆被动安全保护研究。

在车辆碰撞过程中，由于安全防护的需要，碰撞动能要完全被吸收或耗散，因此需要采用专门的元件作为能量吸收结构，以满足车辆结构的耐撞性要求。一个设计良好的耐撞性结构必须以可控制的方式吸收或耗散全部撞击动能，在材料和结构的这些能量吸收机制中，金属薄壁结构和铝蜂窝结构作为一种低成本、高强重比、高吸能效率的吸能结构，得到了广泛的实际应用。

吸能结构分为承载吸能结构和专用吸能结构，所谓承载吸能结构：在正常运行条件下，具有良好的传递纵向力性能，在发生撞击事故时产生塑性大变形吸收能量；所谓专用吸能结构：不作为结构承载用，仅在发生撞击事故时产生塑性大变形吸收能量，以增加吸能结构的“比吸能”，专用吸能结构在碰撞中失效后可以替换。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构和制作工艺简单、安装方便、变形稳定可控、可以复合吸能且比吸能大的用于轨道车辆的组合式专用吸能装置；还提供一种设有该吸能装置的轨道车辆。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于轨道车辆的组合式专用吸能装置，包括凸模冲头组件、能固定于车辆底架上的凹模组件以及装设于凹模组件内的吸能组件；所述吸能组件包括薄壁塑变吸能结构和压溃式吸能结构，所述压溃式吸能结构一端可拆卸装设于所述凹模组件内，所述薄壁塑变吸能结构为一端开口的筒状结构，其侧壁开设有多条开口槽形成多条独立的侧翼板；所述筒状结构的开口端通过所述侧翼板插设于凹模组件内且套设于压溃式吸能结构的另一端外侧，所述凸模冲头组件包括防爬齿板、设于防爬齿板背面中部的冲击杆以及设于防爬齿板背面四周的导向杆，所述冲击杆的另一端设有与防爬齿板平行的矩形匀力板，所述导向杆插设于所述凹模组件的导向孔内，匀力板与薄壁塑变吸能结构的封闭端贴合接触，所述凸模冲头组件通过匀力板将承受的纵向冲击力均匀传递给所述薄壁塑变吸能结构和压溃式吸能结构。

作为对上述技术方案的进一步改进：

优选的，所述薄壁塑变吸能结构为薄壁金属板结构，所述封闭端为一十字形底板，所述侧翼板为四条，四条侧翼板由所述十字形底板的四条边于相应位置90度折弯后形成。

优选的，所述导向杆设为四根且呈矩形分布于防爬齿板背面的四角，所述凹模组件包括凹模底座，所述凹模底座包括矩形底板以及四根设于矩形底板四周的空心导向支柱，导向支柱的另一端通过四根方形诱变梁连接成一整体，各诱变梁的两端均设有一凸起台阶，两个凸起台阶之间形成一限位槽，所述薄壁塑变吸能结构的四条侧翼板通过相应的限位槽插设于凹模底座的空腔内，且端部与矩形底板接触；所述矩形底板两侧设有多个能与车辆底架连接固定的连接孔，矩形底板中部设有凸出的矩形限位框，所述压溃式吸能结构的一端嵌设于所述矩形限位框内。

优选的，所述凹模组件还包括凹模盖板，所述凹模盖板包括矩形顶板以及围设于顶板四周的边缘挡板，所述边缘挡板盖设于所述诱变梁的外侧，所述顶板的四角开设有导孔和第一螺栓孔，顶板的中部开设有方孔，所述导向杆从所述导孔中穿出后插设于所述导向支柱的中间空心孔中，所述匀力板通过所述方孔与所述薄壁塑变吸能结构的十字形底板接触；顶板通过穿设于所述第一螺栓孔内的螺栓固定于诱变梁上。

优选的，所述压溃式吸能结构为薄壁金属压溃式吸能结构或多孔隙吸能结构；所述多孔隙吸能结构为蜂窝铝、蜂窝钢或泡沫铝；当压溃式吸能结构为蜂窝铝或蜂窝钢时，其孔隙方向与纵向冲击方向一致。

优选的，所述冲击杆与防爬齿板和匀力板之间均焊接有加强肋板。

优选的，所述防爬齿板的正面均匀设置有防爬齿。

优选的，所述冲击杆为棱柱形冲击杆。

优选的，所述导向杆为圆柱形或棱柱形结构；所述导向支柱的空心为与导向杆配合的圆柱形孔或棱柱形孔。