CN101580067B - 吸能安全客运列车 - Google Patents

Abstract

一种吸能安全客运列车，包括普通客车车组，其特征在于所述吸能安全客运列车包括设置在普通客车车组前端和后端的耐冲击吸能车，所述普通客车的前端和后端分别设置两节耐冲击吸能车，所述耐冲击吸能车的两端具有吸能结构，中间部分为弹变结构。本发明克服现有客运列车在发生碰撞时不能有效提供安全保护的缺陷，它能够适用于动力集中型客运列车和动力分散型客运列车，在客运列车在发生碰撞时，能够为旅客提供被动安全保护。

Description

吸能安全客运列车

技术领域

本发明涉及铁路运输领域的吸能安全客运列车，尤其涉及适用于动力集中型客运列车和动力分散型客运列车的吸能安全客运列车

背景技术

由于客运列车由多节车辆编组而成，发生碰撞时不同编组位置的车辆承受撞击及损坏的程度各不相同。一般来说，车辆碰撞受损程度随着车辆离两列车碰撞界面的位置越远，受冲击程度越小。在发生迎面碰撞时，两列车的碰撞界面位于两列车的头车之间，两列车头车受冲击程度最大，依次向列车后部衰减。发生追尾时，碰撞界面位于追尾列车的头车和被撞列车的尾车之间，因而被撞列车尾部车辆以及撞击列车头部车辆受冲击程度最大，被撞列车受冲击程度依次向列车前部衰减，撞击列车受冲击程度依次向列车后部衰减。

根据国内多起碰撞事故资料，追尾和迎面碰撞是客运列车最常见的两种碰撞事故类型，列车碰撞时其严重受损车辆主要集中在列车的前部和后部。我国现有传统机车车辆在设计之初未考虑其车体结构的耐撞击性能，未设置专门的吸收冲击动能的区域来缓和冲击，在发生强烈撞击时，直接引起了车辆载人区的破坏，导致乘员伤亡。

我国传统机车车辆的车体结构由车顶、侧墙、端墙、底架四部分组成“薄壁筒形”整体承载结构。底架作为主要的承载部位，其结构最为强大。

对于动力集中型客运列车，由于机车集中提供列车运行所需动力，因此机车底架及转向架上需要安装大量的动力及电气设备，机车的质量约为普通客车的2倍，同时机车的轮径也比普通客车大，因而机车底架比普通客车底架要高一些。如图1所示，我国动力集中型的机车11底架上平面离钢轨顶面的距离为1600mm，而普通客车12的底架上平面高度离钢轨顶面的距离通常为1175mm。机车底架比客车底架明显高出D＝425mm，当碰撞事故发生时，机车底架会避开客车车体中最强大的底架而直接冲击客车端墙。客车端墙由一系列薄板梁件组焊而成，垂直布置，上下两端分别与车顶和底架相连接，其抵御纵向冲击载荷的能力极弱，强大的冲击将会使机车底架直接穿透客车的端墙，导致客车乘员严重伤亡的事故出现。如1997年4月29日发生在岳阳荣家湾的特大列车追尾碰撞事故，SS8型电力机车直接穿透了被追尾客车的端墙，造成重大伤亡。

对于动力分散型动车组，为了方便司机操纵列车，头车和尾车分别带有流线型司机室。由于动力设备分散在多节客车上，各节车辆的底架平面保持一致。

发明内容

本发明的目的在于克服现有客运列车在发生碰撞时不能有效提供安全保护的缺陷，提出了一种新的吸能安全客运列车，它能够适用于动力集中型客运列车和动力分散型客运列车，在客运列车在发生碰撞时，能够为旅客提供被动安全保护。

为了解决上述问题，本发明采用的总体技术方案为：

一种吸能安全客运列车，包括普通客车车组，其特征在于所述吸能安全客运列车包括设置在普通客车车组前端和后端的耐冲击吸能车，所述普通客车的前端和后端分别设置两节耐冲击吸能车，所述耐冲击吸能车的两端具有吸能结构，中间部分为弹变结构。

一可实施方式中，该客运列车为动力集中型列车，所述客运列车的最前端设置机车，机车依次连接设置一第一耐冲击吸能车和一第二耐冲击吸能车，所述客运列车的中部连接设置普通客车车组，所述客运列车的最后端设置另一第一耐冲击吸能车，该第一耐冲击吸能车连接另一第二耐冲击吸能车；

其中位于前端的第一耐冲击吸能车与机车的连接端具有与机车相同的底架高度，位于后端的第一耐冲击吸能车的最后端部具有与机车相同的底架高度。

所述第一耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，第一耐冲击吸能车与机车连接的一端底架上加设一加高台，所述第一耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间；所述加高台位于吸能端部。

所述第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，所述第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间。

另一可实施方式中，该客运列车为动力分散型列车，所述客运列车的最前端还设置一耐冲击吸能端车，所述耐冲击吸能端车后连接设置两节第二耐冲击吸能车；所述列车的尾端连接设置两节第二耐冲击吸能车。

所述耐冲击吸能端车的前端设置一吸能端部，该吸能端部后为司机驾驶室，所述该耐冲击吸能端车的后端设置一吸能端部，该耐冲击吸能端车的中部为弹变结构。

所述第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，所述第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间。

再一可实施方式中，该客运列车为动力分散型列车，所述客运列车的最前端设置一耐冲击吸能端车，所述耐冲击吸能端车后连接设置两节第二耐冲击吸能车；所述列车的最末端设置另一耐冲击吸能端车，该耐冲击吸能端车连接设置两节第二耐冲击吸能车。

所述耐冲击吸能端车的前端设置一吸能端部，该吸能端部后为司机驾驶室，所述该耐冲击吸能端车的后端设置一吸能端部，该耐冲击吸能端车的中部为弹变结构；

所述第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，所述第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间。

该吸能安全客运列车采用耐冲击吸能车与普通客车车组混合编组的模式，对于可能受到强冲击作用而发生破坏的车辆，将该位置车辆的端部非载人区设置为吸能区，在受冲击作用较小的车辆位置，采用普通客车。这样能够将列车碰撞时产生的巨大冲击动能转化为耐冲击吸能车非载人吸能区域的变形能，保证耐冲击吸能客车的载人区、普通客车不发生大的塑性变形破坏，从而为乘员提供有效的生存空间，减小碰撞事故造成的损失，有效提高整个客运列车的碰撞安全性。

本发明的发明人根据列车多体耦合撞击动力学的实验和分析，发现对于由多节车辆编组而成的列车，碰撞发生时，列车前部三节车和后部三节车受损程度比较大，列车中部的其它车辆受冲击程度比较小。所以，对于动力集中型客运列车，将机车后面的第1节、第2节，以及列车尾部第1节、第2节采用耐冲击吸能车，其它位置客车为普通客车。由于该动力集中型客运列车编组中有可能与机车直接发生碰撞作用的车厢，在追尾碰撞事故中为列车尾部第1节客车，在迎面碰撞事故中为机车后面第1节客车。由于机车的底架与客车底架的高度差对客车碰撞安全性相当不利。对客车而言，其非载人区位于车辆两端的通过台区域，碰撞发生时仅有一端的通过台与机车发生作用，因此需要对靠近机车的一侧底架和可能与机车发生相撞端得耐冲击吸能车端部进行特殊设计，因此，必须采取特殊措施来弥补高度差的不利影响。对于第一耐冲击吸能车而言，其非载人区位于车辆两端的通过台区域，碰撞发生时仅有一端的通过台与机车发生作用，因而将第一耐冲击吸能车与机车底架发生接触作用的一侧进行特殊设计，以适应底架高度差，另一侧仍然保持普通客车底架高度一致。第一耐冲击吸能客车两端的非载人区设计为吸能结构区域，中部的弹变结构与普通客车一致。靠近机车端的吸能结构可采用两级刚度布置，为了消除与机车底架不等高的不利影响，将外段底架的高度抬高至与机车底架处于同一高度，并可在内段吸能区域的底架上设置过渡段，将外段的高底架过渡到中部弹变区域的低底架。

对于动力分散型客运列车，可通过耐冲击吸能端车、耐冲击吸能客车、传统客车混合编组的模式，将机车、尾车设计为耐冲击吸能端车，将端车后部的第1节车、第2节车、尾车后面第1节车、第2节车设计为第二耐冲击吸能客车。

本发明的吸能安全客运列车与现有的传统列车相比，它的优点如下：

1、提出了由机车、普通客车、以及耐冲击吸能车混合编组的吸能安全列车运行模式，在列车可能承受巨大冲击作用的位置，设计了专用的吸能结构和吸能区，以缓和冲击给乘员带来的伤害；在碰撞影响相对有限的位置采用现有普通客车，降低列车制作成本。

2、从我国现有的传统机车、普通客车出发，提出了第一、第二耐冲击吸能客车的设计。在正常运行时，其强度和刚度保证列车运行安全；在碰撞事故发生时，第一、第二耐冲击吸能客车的吸能区能有序地发生塑性大变形，吸收较多的冲击动能，有效地降低撞击减速度，保障车体载人区仅产生弹性变形，减少了撞车事故造成的损失。

3、针对我国机车与普通客车底架高度不等高的特点，提出了第一耐冲击吸能客车，靠近机车的一侧设置了与机车高底架匹配的吸能区，另一侧设置了与普通客车相匹配的吸能区，消除机车高度对其他客车车厢的危害。

附图说明

图1是本发明现有技术中机车与普通客车的示意图；

图2是本发明一具体实施方式的组成结构示意图；

图3是本发明另一具体实施方式的组成结构示意图；

图4是本发明具体实施方式中，第一耐冲击吸能客车的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式中，第二耐冲击吸能客车的结构示意图；

图6时本发明具体实施方式中，耐冲击吸能端车的结构示意图。

具体实施方式

该吸能安全客运列车可主要由普通客车车厢组，耐冲击吸能车组成，普通客车车厢组的前端和后端分别设置两节耐冲击吸能车，该耐冲击吸能车的两端具有吸能结构，中间部分为弹变结构。

具体的讲，如图3为动力集中型列车，该客运列车的最前端设置机车31，机车31依次连接设置第一耐冲击吸能车32和第二耐冲击吸能车33，客运列车的中部连接设置普通客车34，客运列车的最后端设置另一第一耐冲击吸能车36，该第一耐冲击吸能车连接另一第二耐冲击吸能车35；位于前端的第一耐冲击吸能车32与机车31的连接端具有与机车相同的底架高度，位于后端的第一耐冲击吸能车36的最后端部具有与机车相同的底架高度。如图4所示，第一耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，第一耐冲击吸能车与机车连接的一端底架上加设一加高台42，第一耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部41和44，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分43为弹变结构，位于两枕梁之间；加高台位于吸能端部。如图5所示，第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部51和53，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分52为弹变结构，位于两枕梁之间。

如图2为动力分散型客运列车，客运列车的最前端还设置耐冲击吸能端车21，耐冲击吸能端车21后连接设置两节第二耐冲击吸能车22；列车的中部为普通客运车厢23，耐冲击吸能端车后连接设置两节第二耐冲击吸能车24；列车的最末端设置另一耐冲击吸能端车25，该耐冲击吸能端车连接设置两节第二耐冲击吸能车24。

如图6所示，耐冲击吸能端车的前端设置一吸能端部61，该吸能端部后为司机驾驶室，该耐冲击吸能端车的后端设置一吸能端部63，该耐冲击吸能端车的中部62为弹变结构；如图5所示，该第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部51和53，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分52为弹变结构，位于两枕梁之间。

Claims (8)

1.一种吸能安全客运列车，包括普通客车车组，其特征在于所述吸能安全客运列车包括设置在普通客车车组前端和后端的耐冲击吸能车，所述普通客车的前端和后端分别设置两节耐冲击吸能车，所述耐冲击吸能车的两端具有吸能结构，中间部分为弹变结构；

该客运列车为动力集中型列车，所述客运列车的最前端设置机车，机车依次连接设置一第一耐冲击吸能车和一第二耐冲击吸能车，所述客运列车的中部连接设置普通客车车组，所述客运列车的最后端设置另一第一耐冲击吸能车，该第一耐冲击吸能车连接另一第二耐冲击吸能车；

其中位于前端的第一耐冲击吸能车与机车的连接端具有与机车相同的底架高度，位于后端的第一耐冲击吸能车的最后端部具有与机车相同的底架高度。

2.根据权利要求1所述的吸能安全客运列车，其特征在于所述第一耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，第一耐冲击吸能车与机车连接的一端底架上加设一加高台，所述第一耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间；所述加高台位于吸能端部。

3.根据权利要求1所述的吸能安全客运列车，其特征在于所述第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，所述第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间。

4.根据权利要求1所述的吸能安全客运列车，其特征在于该客运列车为动力分散型列车，所述客运列车的最前端还设置一耐冲击吸能端车，所述耐冲击吸能端车后连接设置两节第二耐冲击吸能车；所述列车的尾端连接设置两节第二耐冲击吸能车。

5.根据权利要求4所述的吸能安全客运列车，其特征在于所述耐冲击吸能端车的前端设置一吸能端部，该吸能端部后为司机驾驶室，所述该耐冲击吸能端车的后端设置一吸能端部，该耐冲击吸能端车的中部为弹变结构。

6.根据权利要求4所述的吸能安全客运列车，其特征在于所述第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，所述第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间。

7.根据权利要求1所述的吸能安全客运列车，其特征在于该客运列车为动力分散型列车，所述客运列车的最前端设置一耐冲击吸能端车，所述耐冲击吸能端车后连接设置两节第二耐冲击吸能车；所述列车的最末端设置另一耐冲击吸能端车，该耐冲击吸能端车连接设置两节第二耐冲击吸能车。

8.根据权利要求1所述的吸能安全客运列车，其特征在于所述耐冲击吸能端车的前端设置一吸能端部，该吸能端部后为司机驾驶室，所述该耐冲击吸能端车的后端设置一吸能端部，该耐冲击吸能端车的中部为弹变结构；

所述第二耐冲击吸能车为耐冲击吸能客车，所述第二耐冲击吸能车的车体两端部设置吸能端部，该吸能端部位于车体外端至枕梁之间；车体中间部分为弹变结构，位于两枕梁之间。

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