CN103407459A - 一种机车车辆端部碰撞吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车车辆端部碰撞吸能装置，属于机车被动安全技术领域。解决车辆突发碰撞时，车厢固有间隙瞬间吸收碰撞问题。在车厢1端部安装吸能水囊8，水囊8由具有较强弹性多级的封闭橡胶囊做成，多级橡胶囊内设有带通孔的隔膜13。在机车7启动前将水囊8装满水。机车7发生碰撞时，水囊8受到突发挤压并瞬间变形膨胀而吸收能量，当吸能膨胀达到设定程度时，水囊被上方的悬刃5刺破，水压能从水囊8上方破口处喷出，释放能量，同时给予车箱1一个向下反作用力。本发明结构简单，容易实现，能够做到对能量的吸收和释放，避免了二次碰撞所带来的危害。主要用于车辆端部。

Description

一种机车车辆端部碰撞吸能装置

技术领域

本发明属于机车被动安全技术领域，特别涉及列车碰撞情况下能够吸收冲击动能的碰撞吸能装置。

背景技术

随着科学的发展，社会进步，机车车辆已经变得更快、更稳、更安全，高速列车成为了提高旅客运能的有效工具，并得到了迅速的发展。虽然列车的安全性已经得到了广泛的认可，但是，在实际运营过程中，各种形式的人为错误和运行环境的突然变化却难以避免。由于轨道车辆乘客数量众多，一旦发生意外事故，往往会带来严重的后果。列车在非正常情况下发生碰撞，一般车体会产生塑性变形，甚至出现车厢上爬的现象，国内外在近20年来，对列车碰撞做了大量的研究，其主要是对列车的结构、碰撞性能、材料的吸能方面做了大量的仿真和实验，并通过气囊、安全带等各方面来保证乘员的安全。本发明从被动安全性出发，提出在被动情况下，在列车车间端部设置一缓冲吸能装置，在车钩失效情况下，能有效吸取冲击能量，防止碰撞破坏进一步扩展，并有效减缓二次碰撞事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车车辆端部碰撞吸能装置，它能有效地克服现有列车碰撞吸能技术上的问题，如结构复杂、成本高、碰撞吸能效果差等问题。本发明所述结构简单，容易实现碰撞吸能的效果，同时因及时将吸收的能量释放，避免了二次碰撞的发生，并在释放能量的同时给予机车一个向下的冲力，以防止爬车现象。本发明成本低，吸能的物质是水和橡胶材质的水囊，制造方便。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种机车车辆端部碰撞吸能装置，包括牵引机车和车厢，车厢车顶设有储水箱通过带阀门的弯管与车厢端部左右两侧的水囊相连，弯管与水囊连接部设有单向阀门，悬刃设在水囊的上方；水囊底部设有带阀门的排水管。

所述水囊由多级高强度橡胶囊成串构成，且之间设带有有通孔的水囊隔膜。

所述悬刃设在车厢端部左右两侧的水囊的上方，悬刃具有锋利尖刺。

所述储水箱安装在车厢的顶端，在机车启动前需要注满水；储水箱通过弯管与水囊相连，弯管中间安装有一个阀门，在水囊内的弯管端部安装有一个单向阀门；在往储水箱里加水时打开弯管上的阀门，水通过储水箱和阀门流入到水囊中，单向阀门的作用是防止水倒流。

所述水囊底部安装于有一个弯管，弯管上安装有一阀门；在水囊里注水时底部弯管上的阀门关闭，当需要排除水囊里的水时打开底部弯管的阀门，水则从弯管内全部流出。

所述车厢的端部左右两端有两个多级串行水囊，水囊内部设有通孔，水通孔注满整个水囊，多级串行水囊能在碰撞压缩时增加水囊的强度。

所述刺破装置安装在水囊正上方设定的膨胀距离处，刺破装置由一把及以上尖刃组成，分别悬在两个水囊的上方，称为悬刃；当机车发生碰撞挤压水囊时，水囊吸收冲击力，并水囊瞬间产生变形、膨胀，当膨胀到刺破装置设定的高度时，水囊接触锋利的悬刃，水囊被刺破，水从水囊上方的刺破口处喷出，释放能量，同时给机车一个向下的冲力，阻止机车碰撞挤压向上爬行。

所述机车车辆车间端部碰撞吸能系统设在机车车辆端端，一般单头设置，也可两头设置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明装置结构简单，基本不改变现有车箱结构，容易实现。采用的吸能物质为水和橡胶材质的水囊，可很好的起到碰撞吸能作用且成本低廉。它不仅能够很好的吸收碰撞能量，同时还是及时有效的释放能量，防止二次碰撞的发生。

附图说明

图1是本发明的总体结构图

图2是本发明在车厢端面的位置示意图

图3是本发明水囊的正视剖视图

图4是本发明水囊水囊隔膜示意图

图5是本发明悬刃正视图

图6是本发明悬刃左视图

图7是单向阀门的放大图

具体实施方案

下面结合附图给出本发明的具体实施例，并予以详细的描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

本发明提供了一种机车车辆端部碰撞吸能装置，该装置固定在与车体7相连的车厢1的端部，结构简单，操作方便，不影响机车的正常运行。

储水箱2安装在车厢1的顶部，储水箱2与水囊8通过弯管4连接；弯管4的中间安装有阀门3，在进水时，打开阀门3，让水从储水箱2流入到水囊8中，当水囊8被充满后自动关闭单向阀门6；水囊8底部同样安装排水管11，排水管上安装有阀门10，阀门10始终是关闭的，只有需要将水囊8中的水全部排尽是才需打开阀门10。

车厢1端部的两端都安装有水囊8，水囊8的正上方安装有悬刃5作为刺破装置，水囊8与悬刃5之间的距离小于水囊8膨胀距离；当发生碰撞后，水囊8被挤压变形，瞬间膨胀，同时该距离也被压缩，水囊8接触悬刃5的尖刃，水从被刺破的水囊8破口处喷出，释放能量，同时给车厢7与车厢1的挤压处一个向下的冲力，防止机车的车厢7与车厢1向上爬行。需要说明的是该刺破装置可由安全阀有条件代替。同样可以释放能量，防止二次碰撞的发生。

水囊8采用具有较好弹性橡胶材料，为方形结构，便于固定在车厢上，挤压时增加接触面积；水囊8中间有许多隔膜13（多级串联所形成的隔板），隔膜的中间设有通孔，隔膜可增加水囊8的强度，并起到支撑作用，通孔用于水的流动。

单向阀门6控制水可以水箱2流入水囊8，但不能从水囊8中流入水箱2；最初的时候水从水箱2流入水囊8，当水囊8被水充满以后，由于水压的原因，单向阀门6关闭，水不再流入水囊8。

整个工作过程如下：关闭阀门10，往水箱2加水，直到水箱2内的水达到指定的高度，并不再减少为止；当机车发生碰撞时，车头7首先挤压车头7与车厢1之间的软连接12，车钩9和软连接12吸能并被破坏后，车厢7开始挤压水囊8，水囊8吸收能量，瞬间变形膨胀，当水囊8突发膨胀到接触刺破装置的刃悬5时，水囊8被刺破，水从上方的刺破口处喷出，同时给车头7与车厢1的挤压出一个向下的冲力，防止车厢7和车厢1因挤压而发生上爬现象。

以上叙述力图显示和描述本发明的主要特征、实质、基本原理、技术优点以及具体实施方式，本领域的技术人员将会意识到，这里所述的实施方式是为了帮助读者理解本发明的原理，在不脱离本发明思想和范围的前提下，本发明方法还会有其他各种变化和改进，应被理解为本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种机车车辆端部碰撞吸能装置，包括牵引机车（7）和车厢（1），其特征在于：车厢（1）车顶设有储水箱（2）通过带阀门（3）的弯管（4）与车厢（1）端部左右两侧的水囊（8）相连，弯管（4）与水囊（8）连接部设有单向阀门（6），悬刃（5）设在水囊（8）的上方；水囊（8）底部设有带阀门（10）的排水管（11）。

2.根据权利要求1所述的一种机车车辆端部碰撞吸能装置，其特征在于：水囊（8）由多级高强度橡胶囊成串构成，且之间设带有有通孔的水囊隔膜（13）。

3.根据权利要求1所述的一种机车车辆端部碰撞吸能装置，其特征在于：所述悬刃（5）设在车厢（1）端部左右两侧的水囊（8）的上方。

4.根据权利要求1所述的一种机车车辆端部碰撞吸能装置，其特征在于：所述悬刃（5）具有锋利尖刺。

Images