CN204915710U - 轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置 - Google Patents

Abstract

轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，涉及轨道交通车辆碰撞被动安全技术领域，解决现有吸能装置在车辆发生碰撞时，存在防爬器啮合垂向相互约束，产生较大的垂向力会导致吸能元件垂向产生弯曲，横向容易发生相互滑动产生偏载，而导致吸能效果差的问题，包括防爬防偏模块、抗弯导向杆、仿竹结构薄壁复合吸能管、外箱板和安装座，外箱板中间带有八字形截面，安装座上带有螺栓安装孔及十字形导向孔，所述十字形导向杆固定在防爬防偏模块上，穿过仿竹结构薄壁复合吸能管及安装座上十字形导向孔，所述仿竹结构薄壁复合吸能管一端固定在安装座上，并且被外箱板四周包围。轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置适合在轨道车辆被动安全领域内应用。

Description

轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通车辆碰撞被动安全技术领域，具体涉及到一种用于轨道交通车辆的可拆卸的防爬防偏吸能装置。

背景技术

随着轨道交通的飞跃发展，碰撞被动安全问题作为现代轨道交通车辆设计中的一个重要环节越来越引起人们重视，其已然成为轨道车辆设计研究的一个热点和未来必然发展趋势。

轨道交通车辆上使用防爬吸能装置是为了尽可能多得吸收不可避免情况下车辆碰撞引起的撞击动能，从而减小碰撞事故的损失。但是，现有用于轨道轨道交通车辆的防爬吸能装置结构单一，会产生过大的峰值力导致传递到乘客身上的减速度过大，且吸能元件吸能容量有限，不能有效吸收车辆碰撞时产生的撞击动能，不能有效减少车辆发生碰撞事故时带来的危险。

现有轨道交通车辆用端部吸能装置一般不设有抗弯导向杆，垂向抗弯仅靠吸能元件自身刚度提供，当车辆发生碰撞时，防爬器啮合垂向相互约束，同时产生较大的垂向力会导致吸能元件垂向产生弯曲，吸能元件变形模式产生影响，吸能效果大大减小。

现有轨道交通车辆用端部吸能装置一般只具有垂向防爬功能，不具有横向防偏的功能，当轨道车辆发生碰撞时，防爬器啮合垂向相互约束，但横向很容易发生相互滑动产生偏载，吸能元件变形模型产生影响，吸能效果大大减小。

实用新型内容

本实用新型为解决现有吸能装置在车辆发生碰撞时，存在防爬器啮合垂向相互约束，产生较大的垂向力会导致吸能元件垂向产生弯曲，横向容易发生相互滑动产生偏载，而导致吸能效果差的问题，提供一种轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置。

轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，包括防爬防偏模块、外箱板、安装座多个抗弯导向杆和多个仿竹结构薄壁复合吸能管，所述外箱板固定在安装座5上；所述防爬防偏模块和安装座分别固定在外箱板的两端；多个仿竹结构薄壁复合吸能管设置外箱板内；所述多个抗弯导杆一端固定在防爬防偏模块上，另一端分别穿过对应的仿竹结构薄壁复合吸能管经安装座上的十字形导向孔穿出固定；每个仿竹结构薄壁复合吸能管的一端固定在安装座上，另一端距离防爬防偏模块5-20mm。

本发明所述的外箱板中间面为八字形截面；每个仿竹结构薄壁复合吸能管的一端固定在安装座上，固定在安装座中间位置的仿竹结构薄壁复合吸能管的另一端距离防爬防偏模块5-10mm，固定在安装座两侧位置的仿竹结构薄壁复合吸能管的另一端距离防爬防偏模块15-20mm。

所述多个抗弯导向杆2的尺寸、多个仿竹结构薄壁复合吸能管内管直径以及安装座上的十字形导向孔的尺寸相匹配。

所述的防爬防偏模块1由相互间隔的突齿、凹齿及防爬防偏齿组成，所述防爬防偏模块的四个端角上设有突齿，与突齿相邻的为凹齿，所述防爬防偏齿1-3设置在由四个突齿和四个凹齿组成的正方形的中心位置，所述正方形的四角为突齿，四条边为凹齿。所述突齿1-1在其高度的三分之二处四周向内偏斜3-5°，防爬防偏齿1-3的高度为突齿1-1高度的二分之一。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述一种轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置通过螺栓安装在轨道交通车辆的端部，方便拆卸更换。

当轨道交通车辆发生碰撞时，前端防爬防偏模块开始接触，此时防爬防偏模块受到沿车体纵向的冲击力作用后退压溃外箱板，外箱板中间带有一个八字形截面，可以增加吸能容量同时也使其变形更加稳定，防爬防偏模块在后退过程中推动抗弯导向杆沿车体纵向后退，此时，仿竹结构薄壁复合吸能管和外箱板同时受到防爬防偏模块压溃产生屈曲变形吸收能量，仿竹结构薄壁复合吸能管本身就是复合吸能，而仿竹结构薄壁复合吸能管又与外箱板复合吸能，这样的双重复合吸能方式大大增加了吸能装置的吸能容量，可以有效吸收车辆碰撞时产生的撞击动能，同时由于仿竹结构薄壁复合吸能管与防爬防偏模块的距离不同，在压溃过程中，防爬防偏模块与仿竹薄壁复合吸能管会依次接触，因此不会引起过大的撞击峰值力造成传递到乘客身上的减速度过大，进而有效减小车辆发生碰撞事故时带来的危险，同时，防爬防偏模块在后退过程中必会产生一定的垂向或者横向错动，这时突齿和凹齿会相互牢牢啮合在一起，防爬防偏齿严格阻止吸能装置垂向、横向移动，进而达到阻止车辆垂向爬升、横向偏载的目的。

本新型所述的吸能装置，当车辆发生碰撞事故时，防止车辆垂向爬升、横向偏载，防爬防偏吸能装置参与吸收撞击动能，保持车体结构完整，防止乘客伤亡。

附图说明

图1为本实用新型所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置结构的***示意图；

图2为本实用新型所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置的三维结构装配的立体图；

图3为本实用新型所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置中安装座与抗弯导向管的连接关系示意图；

图4为本实用新型所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置中仿竹结构薄壁复合吸能管的主视图；

图5为本实用新型所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置中仿竹结构薄壁复合吸能管的轴测图；

图6为本实用新型所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置的剖视图。

图中：1、防爬防偏模块，1-1、突齿，1-2、凹齿，1-3、防爬防偏齿，2、抗弯导向管，3、仿竹结构薄壁复合吸能管，3-1、仿生单元，3-2、仿生内管，3-3、仿生外管，4、外箱板，5、安装座，5-1、螺栓安装孔，5-2、十字形导向孔。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图6说明本实施方式，轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，包括防爬防偏模块1、多个抗弯导向杆2、多个仿竹结构薄壁复合吸能管3、外箱板4和安装座5。所述防爬防偏模块1和安装座5分别固定在外箱板4的两端，所述抗弯导杆2一端固定在防爬防偏模块1上，另一端穿过仿竹结构薄壁复合吸能管3及安装座5上的十字形导向孔5-2，所述仿竹结构薄壁复合吸能管3一端固定在安装座5上，另一端到防爬防偏模块1的距离为5mm-20mm，所述仿竹结构薄壁复合吸能管3被外箱板4四周包围。

本实施方式中所述的仿竹结构薄壁复合吸能管为五个，所述外箱板4中间带有一个八字形截面，中间的一个仿竹结构薄壁复合吸能管到防爬防偏模块1的距离为5mm，两侧的四个仿竹结构薄壁复合吸能管到防爬防偏模块1的距离为15mm。

本实施方式中所述的抗弯导杆2的尺寸与仿竹结构薄壁复合吸能管3及十字形导向孔5-2的尺寸相配合，所述防爬防偏模块1上设有突齿1-1、凹齿1-2及防爬防偏齿1-3，所述、十字形导向孔5-2。

本实用新型所述和轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，将螺栓通过安装座5上的螺栓安装孔5-1安装在轨道交通车辆的端部，方便拆卸更换，轨道交通车辆在碰撞过程中，前端防爬防偏模块1首先接触，防爬防偏模块1受到沿车体纵向的冲击力作用后退压溃外箱板4，外箱板4产生屈曲变形，防爬防偏模块1在后退过程中推动抗弯导向杆2沿车体纵向后退，此时，仿竹结构薄壁复合吸能管3和外箱板4同时受到防爬防偏模块1压溃产生屈曲变形吸收能量，仿竹结构薄壁复合吸能管3本身就是复合吸能，而仿竹结构薄壁复合吸能管3又与外箱板4复合吸能，这样的双重复合吸能方式大大增加了吸能装置的吸能容量，可以有效吸收车辆碰撞时产生的撞击动能，同时由于仿竹结构薄壁复合吸能管与防爬防偏模块的距离不同，在压溃过程中，防爬防偏模块与仿竹薄壁复合吸能管会依次接触，因此不会引起过大的撞击峰值力造成传递到乘客身上的减速度过大，进而有效减小车辆发生碰撞事故时带来的危险。

在本实施方式中，为了避免车辆碰撞时初始界面力峰值过大，所述仿生薄壁复合吸能管3中间的一个到防爬防偏模块1的距离为5mm，两侧的四个到防爬防偏模块1的距离为15mm，这种设计方案当车辆碰撞时，防爬防偏模块1首先单独压溃外箱板4，进而压溃仿生薄壁复合吸能管3中间的一个，然后再压溃仿生薄壁复合吸能管3两侧的四个，避免了防爬防偏模块1同时压溃外箱板4、仿生薄壁复合吸能管3而致初始碰撞界面力峰值过大。

本实施方式所述的仿竹结构薄壁复合吸能管3由一层仿生外管3-3和三层仿生内管3-2组成，仿生外管3-3和三层仿生内管3-2通过三层仿生单元3-1连接，仿生外管3-3模拟竹壁最外侧纤维束最密集的竹青部位，仿生单元3-1模拟维管束，仿生内管3-2模拟薄壁组织，仿生内管3-2支撑和连接仿生单元3-1，三层仿生单元3-1呈梯度分布，由外层到内层仿生单元3-1的数目依次为18、12和8个，这样仿竹结构薄壁复合吸能管3本身就是薄壁复合结构，其压溃变形时本身吸能容量将大大提高。

本实施方式中所述的防爬防偏模块1以车体中心为对称点通过螺栓安装在车端两边，所述防爬防偏模块1由相互间隔的突齿1-1、凹齿1-2及防爬防偏齿1-3构成，突齿1-1、凹齿1-2、防爬防偏齿1-3的尺寸相互匹配，具体尺寸可以根据轮轨间隙确定，突齿1-1在其高度的2/3处四周向内偏斜3-5°，防爬防偏齿1-3的高度为突齿1-1高度的1/2，在防爬防偏模块1的4个端角必须为突齿1-1，与突齿1-1相邻的为凹齿1-2，4个突齿1-1或4个凹齿1-2的中心位置为防爬防偏齿1-3。当车辆发生碰撞时，防爬防偏模块1在后退过程中必会产生一定的垂向或者横向错动，这时突齿1-1和凹齿1-2会相互牢牢啮合在一起，而防爬防偏齿1-3将严格阻止突齿1-1或凹齿1-2进行垂向、横向移动，进而阻止车辆垂向爬升、横向偏载。

Claims (7)

1.轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征是，包括防爬防偏模块(1)、外箱板(4)、安装座(5)多个抗弯导向杆(2)和多个仿竹结构薄壁复合吸能管(3)，所述外箱板(4)固定在安装座(5)上；所述防爬防偏模块(1)和安装座(5)分别固定在外箱板(4)的两端；多个仿竹结构薄壁复合吸能管(3)设置外箱板(4)内；

所述多个抗弯导杆(2)一端固定在防爬防偏模块(1)上，另一端分别穿过对应的仿竹结构薄壁复合吸能管(3)经安装座(5)上的十字形导向孔穿出固定；

每个仿竹结构薄壁复合吸能管(3)的一端固定在安装座(5)上，另一端距离防爬防偏模块5-20mm。

2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征在于，所述外箱板(4)中间面为八字形截面；每个仿竹结构薄壁复合吸能管(3)的一端固定在安装座(5)上，固定在安装座中间位置的仿竹结构薄壁复合吸能管(3)的另一端距离防爬防偏模块5-10mm，固定在安装座两侧位置的仿竹结构薄壁复合吸能管(3)的另一端距离防爬防偏模块15-20mm。

3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征在于，所述多个抗弯导向杆(2)的尺寸、多个仿竹结构薄壁复合吸能管(3)内管直径以及安装座(5)上的十字形导向孔的尺寸相匹配。

4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征在于，所述防爬防偏模块(1)由相互间隔的突齿(1-1)、凹齿(1-2)及防爬防偏齿(1-3)组成，所述防爬防偏模块(1)的个端角上设有突齿(1-1)，与突齿(1-1)相邻的为凹齿(1-2)，所述防爬防偏齿(1-3)设置在由四个突齿(1-1)和四个凹齿(1-2)组成的正方形的中心位置，所述正方形的四角为突齿(1-1)，四条边为凹齿(1-2)。

5.根据权利要求4所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征在于，所述突齿(1-1)在其高度的三分之二处四周向内偏斜3-5°，防爬防偏齿(1-3)的高度为突齿(1-1)高度的二分之一。

6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征在于，所述仿竹结构薄壁复合吸能管(3)从外至内由一层仿生外管(3-3)和三层仿生内管(3-2)组成，所述仿生外管(3-3)和仿生内管(3-2)通过三层仿生单元(3-1)连接。

7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆用防爬防偏吸能装置，其特征在于，所述三层仿生单元(3-1)呈梯度分布。