一种动车组头车被动安全防护装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201611040594.4 | 申请日 | 2016-11-22 | 公开(公告)号 | CN106672010A | 公开(公告)日 | 2017-05-17 |
| 申请人 | 中车长春轨道客车股份有限公司; | 发明人 | 姜士鸿; 闵韩琴; 丛立新; 李国良; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种动车组头车被动安全防护装置，该防护装置包括车钩 缓冲器 组件、防爬器组件、主 吸能器 组件；其中，所述主吸能器组件安装在头车车体防撞板的前端；所述车钩缓冲器组件设置在所述主吸能器组件的前方，且安装在头车车体防撞板前端的两侧护板上；所述防爬器组件设置在所述护板的两侧。该防护装置结构简单、布局合理，可靠性高，列车碰撞时 能量 能够被充分合理地吸收，有效保障乘员的生命财产安全，最大限度地维护轨道车辆车体结构的完整性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种动车组头车被动安全防护装置，其特征在于：该防护装置包括车钩缓冲器组件、防爬器组件、主吸能器组件；其中，所述主吸能器组件安装在头车车体防撞板的前端；所述车钩缓冲器组件设置在所述主吸能器组件的前方，且安装在头车车体防撞板前端的两侧护板上；所述防爬器组件设置在所述护板的两侧。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种动车组头车被动安全防护装置技术领域[0001] 本发明属于高速动车组防爬吸能被动安全防护技术领域，具体涉及一种高速列车头车被动安全防护装置。 背景技术[0002] 随着我国轨道交通建设的快速发展，出行更加便捷的同时，事故造成的危害也越来越大，在提高主动控制可靠性的同时，轨道客车的被动安全性也逐渐成为人们关注的焦点。由于轨道列车碰撞时冲击力最大的是头车，后续车辆逐级减小，因此，综合考虑列车吸能要求和实际吸能方式，通常在列车头车布置吸能能量较多的吸收装置。 [0003] 目前，轨道交通车辆通常将能量吸能装置布置在列车两端，但由于吸收装置的形式多种多样、布置形式多种多样，一方面由于部分形式的吸能装置峰值力与均值力比值较大、冲击载荷波动较大，导致吸能装置的整体吸能效率较低；另一方面由于结构布局及设计不合理，导致对车体提出了更高的要求，甚至部分缓冲吸能装置载荷过于集中，对其安装部位的局部车体强度要求非常高，车体设计时难以满足强度承载要求的情况。例如：常用的胀管式吸能、缩管式吸能、切削式吸能、车端结构吸能（如防撞柱吸能等）均存在吸能元件能量分配不合理、碰撞能量吸收效率不高、对车体局部强度要求不合理等问题。因此，如何减轻轨道交通车辆相互撞击时对车体结构造成的巨大破坏，保证列车碰撞安全性值得设计者的深思。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种能量吸收分配合理、结构紧凑、小型化、轻量化的动车组头车被动安全防护装置。 [0005] 为实现上述目的，本发明所述的动车组头车被动安全防护装置包括车钩缓冲器组件、防爬器组件、主吸能器组件；其中，所述主吸能器组件安装在头车车体防撞板的前端；所述车钩缓冲器组件设置在所述主吸能器组件的前方，且安装在头车车体防撞板前端的两侧护板上；所述防爬器组件设置在所述护板的两侧。 [0006] 本发明所述的车钩缓冲器组件包括车钩主体及车钩安装板，所述车钩主体整体安装在车钩安装板上，所述车钩安装板两侧加工有剪断翼，车钩安装板的中心部位加工有第一通孔，所述第一通孔与车钩主体的后伸部件相对应，第一通孔的两侧加工有安装孔，所述车钩主体通过安装孔与车钩安装板连接固定；所述剪断翼上加工有连接孔，车钩安装板通过连接孔紧固到头车车体防撞板前端的两侧护板上。 [0007] 所述的防爬器组件由运动型材、固定型材腔体、蜂窝芯吸能元件组成；其中，所述运动型材一端与固定型材腔体连接，且在固定型材腔体内可前后滑动；所述蜂窝芯吸能元件填充在固定型材腔体的腔体内部，用于阻止运动型材向后滑动。 [0008] 所述主吸能器组件由滑动导向组件、蜂窝芯及导向滑轨组成；其中，所述滑动导向组件包括滑动板、导向筒，所述导向筒与滑动板通过螺栓固连，所述蜂窝芯嵌套在导向筒结构上，所述导向滑轨安装在滑动板的四周，且与防撞板前端的两侧护板连接在一起。 [0009] 为进一步提高吸能效率，防止撞击事故发生时列车之间发生骑爬现象，所述运动型材前端固连有防爬齿，用于啮合防爬；运动型材左、右两个侧面设置有滑动导向，用于退让时导向；运动型材内部设置有压板，用于压缩蜂窝芯吸能元件；所述固定型材腔体的内侧边上设置有导向滑槽，所述导向滑槽与运动型材上的滑动导向配合工作，为防爬器后退压缩提供导向。 [0011] 作为本发明的优选，所述滑动板由主板，设置在主板四角处的导向滑槽，设置在主板中心的第二通孔及设置在第二通孔周围的螺钉通孔组成；所述导向筒由法兰和筒形部组成，所述法兰上加工有螺钉孔；所述导向滑槽用于与导向滑轨配合工作；所述第二通孔用于与导向筒筒形部装配配合；所述螺钉通孔用于使滑动板与导向筒之间实现螺钉固连。 [0012] 作为本发明的进一步优选，所述蜂窝芯中间预留躲避孔，用于与滑动导向组件的导向筒进行配合，蜂窝芯的端面形状为六边形孔格结构。 [0013] 本发明的优点和积极效果：（1）本发明所述的防护装置是参考国内外碰撞能量管理的理念和方法设计的，结构简单、布局合理，可靠性高，列车碰撞时能量能够被充分合理地吸收，有效保障乘员的生命财产安全，最大限度地维护轨道车辆车体结构的完整性；同时，由于防护装置中各吸能元件采用独立可维护、可更换的形式安装，所以，可以根据不同程度的碰撞进行元件相应的维护更换，大大降低维修成本。 [0014] （2）本发明所述的防护装置通过采用铝蜂窝作为核心吸能元件，使列车碰撞过程中的冲击能得到有效、高效的吸收，有效解决了被动安全防护装置碰撞能量吸收效率不高或不足、被动安全防护装置质量比吸能低、布局不合理导致的车体结构局部强度设计要求过高等问题。附图说明 [0015] 图1为本发明所述头车车体结构示意图；图2为本发明所述防护装置安装在头车车体上的示意图； 图3为本发明所述车钩缓冲器组件结构示意图； 图4为本发明所述车钩安装板结构示意图； 图5为本发明所述防爬器组件结构示意图； 图6为本发明所述防爬器组件剖视图； 图7为本发明所述防爬器运动型材结构示意图； 图8为本发明所述防爬器运动型材剖视图； 图9为本发明所述防爬器固定型材结构示意图； 图10为本发明所述蜂窝芯吸能元件结构示意图； 图11为本发明所述主吸能器组件结构示意图； 图12为本发明所述滑动导向组件结构示意图； 图13为本发明所述滑动板结构示意图； 图14为本发明所述导向筒结构示意图； 图15为本发明所述蜂窝芯结构示意图； 图16为本发明所述导向滑轨结构示意图。 具体实施方式[0016] 如图1、2所示：本发明所述的防护装置安装在头车车体B的防撞板B11前端，所述防护装置作为可灵活拆卸及更换的结构安装在头车车体B上，当列车发生严重碰撞事故时，防护装置负责碰撞吸能，整个过程中应确保头车车体B不发生严重压溃变形，即确保乘客生存空间。所述防护装置由车钩缓冲器组件11、防爬器组件12、主吸能器组件13组成；其中，所述主吸能器组件13安装在头车车体B的防撞板B11的前端；所述车钩缓冲器组件11设置在所述主吸能器组件13的前方，且安装在头车车体B防撞板前端的两侧护板B12上；所述防爬器组件12设置在所述护板B12的两侧。 [0017] 如图3、图4所示：所述车钩缓冲器组件11包括车钩主体111及车钩安装板112；所述车钩主体111采用通用结构件，整体安装在车钩安装板112上，所述车钩安装板112两侧加工有截面为圆角过渡型式的剪断翼1124，车钩安装板112的中心部位加工有第一通孔1121，所述第一通孔1121与车钩主体111的后伸部件相对应，利用第一通孔1121避免车钩主体111后伸部件与车钩安装板112发生干涉，第一通孔1121的两侧加工有安装孔1123，所述车钩主体111通过安装孔1123与车钩安装板112连接固定；所述剪断翼1124上加工有连接孔1122，车钩安装板112通过连接孔1122紧固到头车车体B的防撞板前端的两侧护板B12上；碰撞工况下，当碰撞载荷较大时，车钩主体111完成设定的吸能任务后，车钩安装板112上的剪断翼 1124在外力作用下被剪断，车钩主体111整体后退，后续将继续压缩主吸能器组件13。 [0018] 如图5、图6所示：所述的防爬器组件12由运动型材（带防爬齿板）121、固定型材腔体122、蜂窝芯吸能元件123组成；其中，所述运动型材121一端与固定型材腔体122连接，且在固定型材腔体122内可前后滑动；所述蜂窝芯吸能元件123填充在固定型材腔体122的腔体内部，用于阻止运动型材121向后滑动，起到缓冲吸能的作用。 [0019] 如图7至图10所示：所述运动型材121前端固连有防爬齿1211，用于啮合防爬；运动型材121左、右两个侧面设置有滑动导向1212，用于退让时导向；运动型材121内部设置有压板1213，用于压缩蜂窝芯吸能元件123；所述固定型材腔体122的内侧边上设置有导向滑槽1221，所述导向滑槽1221与运动型材121上的滑动导向1212配合工作，为防爬器后退压缩提供导向。在撞击事故发生时，撞击列车上各自安装在防爬器组件12前端的防爬齿1211发生啮合，防止列车发生骑爬；同时，在纵向冲击载荷作用下，运动型材121向后退让，运动型材 121内的压板1213压缩固定型材腔体122内的蜂窝芯吸能元件123，蜂窝芯吸能元件123发生塑性变形吸收能量。 [0020] 本发明所述运动型材121、固定型材腔体122最好采用铝型材制造而成，这样可以减轻防护装置整体重量；所述蜂窝芯吸能元件123是由大小规则有序的正六边形堆叠而成，基体材料可为铝合金、不锈钢等，具有稳定的承载特性。 [0021] 如图11、图12所示：所述主吸能器组件13由滑动导向组件、蜂窝芯133及导向滑轨134组成；其中，所述滑动导向组件包括滑动板131、导向筒132，所述导向筒132与滑动板131通过螺栓固连，所述蜂窝芯133嵌套在导向筒132结构上，所述导向滑轨134安装在滑动板 131的四周，且与防撞板前端的两侧护板B12连接在一起。 [0022] 本发明所述滑动导向组件通过采用剪切螺钉135实现与滑道及车体的连接固定。发生撞击时，在冲击载荷作用下承载强度大于螺钉剪切强度时，剪断螺钉135会被剪断，滑动导向组件沿着导向滑轨134向后退让，压缩蜂窝芯133吸能元件。 [0023] 如图13所示：所述滑动板131由主板1311，设置在主板1311四角处的导向滑槽1312，设置在主板1311中心的第二通孔1313及设置在第二通孔1313周围的螺钉通孔1314组成；其中，所述导向滑槽1312用于与导向滑轨134配合工作；所述第二通孔1313用于与导向筒132筒形部分装配配合；所述螺钉通孔1314用于使滑动板131与导向筒132之间实现螺钉固连。 [0024] 如图1、14所示：所述导向筒132主要由法兰1321和筒形部1322组成，所述法兰1321上加工有螺钉孔1323，用于螺钉穿透，实现与滑动板131的固连；所述筒形部1322与滑动板131上的第二通孔1313及防撞板B11上的通孔B13配合工作，实现主吸能器压缩时的导向。 [0025] 如图15所示：所述蜂窝芯133中间预留躲避孔1331，用于与滑动导向组件的导向筒132进行配合，其端面形状为六边形孔格结构，蜂窝芯作为主吸能器组件核心吸能元件之一，安装于滑动导向组件后方。 [0026] 如图16所示：所述导向滑轨134为光滑条形板结构，导向滑轨134上加工有固定连接孔，通过螺钉使其与头车车体两侧护板B12固连。工作时车钩缓冲器组件11通过末端的滑动组件将冲击力传递给主吸能器组件13，主吸能器组件13沿着两侧的导向滑轨134向后移动，实现对蜂窝芯133主吸能器的整体压溃。 [0027] 本发明所述防护装置当车辆发生碰撞时，首先头车前端车钩的气液缓冲器和压溃管开始先后动作，车钩主体111开始吸能，当车钩压溃管动作完毕之后，车钩主体111吸能结束，车钩安装板112上的剪断翼1124剪断失效。随后对碰撞列车前端防爬器前面的防爬齿1211啮合，运动型材121向后运动，防爬器中吸能元件开始动作，继续吸收能量；接下来车钩主体111后面的车钩安装板112开始压缩主吸能器组件13，当吸能元件行程走完之后，吸能结束。通过多级吸能耗散掉大部分的撞击动能，从而最大限度地保护乘员的生命安全和轨道车辆主体结构的完整。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈