[发明专利]一种气体缓冲式列车撞击消能装置

说明书

本发明涉及一种气体缓冲式列车撞击消能装置，设置在列车车厢前端，该装置包括：车头罩：安装在列车前端，且内部设有防撞支撑结构，用于在撞击时吸收撞击能量；安全气柱结构：用以将撞击能量吸收和转换，包括多根中空且前端开口的气柱、后端从气柱前端开口插设在气柱内的支撑柱以及设置在气柱的后端用以在后端空间内产生缓冲气体的气体发生单元，所述的气柱后端与列车车厢前端固定，所述的支撑柱前端与车头罩固定。与现有技术相比，本发明具有占用空间小、吸能效果好、成本低且可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及列车安全运行领域，尤其是涉及一种气体缓冲式列车撞击消能装置。

背景技术

列车运行过程中的安全问题一直是备受重点预防，每次列车发生追尾碰撞都会被社会广泛关注，社会影响也随之受到波动，不但会有生命财产的损失，而且不利于社会的稳定。对于机械装备的碰撞问题研究，装备本身的材料形变时吸收撞击能的主要途径，其余部分撞击能会被分散到其他地方进行转化消耗。所以每次列车追尾事故都会成为国际媒体焦点，列车车厢越靠近车头位置车体变形量越大，伤亡情况越严重。随着当今政府社会等对列车安全要求越来越严苛，对列车安全提出了更高的要求，所以列车的安全研究一直是科学技术研究的当务之急。现在的技术研究中，解决撞击问题主要通过以下两个途径：

1、增大缓冲空间；

2、靠材料的形变来吸收掉撞击能。

目前对于列车的撞击研究，是通过改变其固有列车表层内部空间的支撑结构与改进其结构材料来保护乘客的安全，但这种通过被动保护的方式方法基本已经接近极限，因为车辆的整体结构尺寸空间受到国家法律法规的规定约束，所以内部空间是固定的，对于被动安全结构的提升空间已不大，但目前随着列车速度的进一步提升，运营安全的要求越来越高，被动安全固然重要，但由于列车内部空间的限制已无法满足当今需要，所以如何利用、拓展列车外部空间，是列车运营保护的趋势。因列车车辆设计的要求和定义，列车车头拥有一个在撞击发生后作为撞击主要缓冲空间的定义，所以每次撞击发生后，对于列车的破坏最大的是列车车头，如何加强列车车头的防护和保护，对于列车的撞击防护和保护列车乘客的人身安全都具有非常现实和迫切的需要。但目前这种通过改变其内部空间支撑结构，受到列车车辆内部空间的限制，其第二个改变材料的选择因受限于新材料可颠覆旧材料物理性质的绝对限制，单依靠材料的新型物理特性的出现这种方法对于当今的问题解决不具有可操作性。现在技术大多数还是在车辆这一固定的内部空间，寻找材料和内部结构的平衡点，此方法因时间上的长期积累，结构已经基本确定，可改进优化的空间不大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种气体缓冲式列车撞击消能装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种气体缓冲式列车撞击消能装置，设置在列车车厢前端，该装置包括：

车头罩：安装在列车前端，且内部设有防撞支撑结构，用于在撞击时吸收撞击能量；

安全气柱结构：用以将撞击能量吸收和转换，包括多根中空且前端开口的气柱、后端从气柱前端开口插设在气柱内的支撑柱以及设置在气柱的后端用以在后端空间内产生缓冲气体的气体发生单元，所述的气柱后端与列车车厢前端固定，所述的支撑柱前端与车头罩固定。

所述的支撑柱为外表面光滑的实心柱体，并且在柱体内部沿轴向等间距的开设多个中空段，该中空段用以削弱所在位置的柱体刚度，在撞击时发生溃缩变形吸收能量。

所述的中空段的轴向外缘呈波纹状。

所述的支撑柱外壁与气柱内壁之间形成用以撞击压缩排气的环形气道。

所述的气体发生单元包括依次连接的传感器、电子控制器和点火器以及设置在气柱后端空间内的充气剂，所述的点火器在电子控制器的控制下触发充气剂产生气体。

所述的支撑柱和气柱的截面形状相同，呈圆形、方形或椭圆形。