CN104908772A - 一种机车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机车，包括车体、车钩和缓冲器装置，还包括安装在所述车体上的支撑座和吸能装置，所述车钩与所述缓冲器装置连接且能够相对所述缓冲器装置向下转动，所述支撑座包括冲击座、车钩托梁、螺栓剪切板以及将上述三者固定连接在一起的连接螺栓；所述缓冲器装置达到最大变形量前，所述车钩的凸起部能够推动所述螺栓剪切板切断所述连接螺栓；所述车钩上用于与碰撞物相抵的抵部与所述吸能装置之间的距离大于所述凸起部与所述螺栓剪切板之间的距离。由于缓冲器装置变形吸能达到一定要求后，车钩的凸起部会推动螺栓剪切板剪断连接螺栓，此时车钩失效，进而能够使吸能装置继续吸能，所以该机车有效地解决了机车碰撞时吸收能量有限的问题。

Description

一种机车

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，更具体地说，涉及一种机车。

背景技术

碰撞是列车事故中最常出现的，列车发生碰撞后的各种响应中，其中爬升和二次撞击造成的二次伤害最大。现有技术为了避免碰撞的二次撞击造成的伤害过大，采用中央钩缓冲装置。

中央钩缓装置一般包括车钩、两端分别连接车钩和车体的缓冲器，缓冲器能够变形吸能。即当机车受到冲击或者碰撞时，车钩会先受力并将力传递给缓冲器。当碰撞所产生的冲击力小于缓冲器最大阻抗力时，缓冲器会通过一次或多次的压缩与恢复，吸收掉碰撞能量；当缓冲器达到最大阻抗力时，缓冲器会到达最大压缩状态，此时缓冲器便不再吸收碰撞能量，碰撞则会继续对机车和司乘人员造成伤害。现有技术中常常在缓冲器与车体之间再增加一个吸能变形元件，因为吸能变形元件的变形距离受到车钩的钩肩与冲击座之间的距离限制，导致吸能变形元件吸收能量有限。现有技术中也常常采用防爬吸能装置，防爬吸能装置在防止车体爬升的同时，吸收车体碰撞的能量，但仅仅通过防爬吸能装置，在发生较大的碰撞时，其所吸收的能量也是非常有限。

经过发明人长期研究发现，因为在碰撞吸能中，吸收的能量等于变形力与变形距离之积，因此不能简单的将防爬吸能装置和中央钩缓装置组合在一起，让防爬吸能装置和中央钩缓装置同时吸能，因为变形力受车体能承受的压缩载荷限制。又由于防爬吸能装置和中央钩缓装置在达到最大吸能时即变成刚性件，抵在车体与碰撞物之间，阻止车体进一步向碰撞物靠近，进而进一步阻止车体上安装的其它吸能部件继续变形吸能。因而才导致机车碰撞时吸收的能量有限。

综上所述，如何有效地解决机车碰撞时吸收能量有限的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机车，该机车可以有效地解决机车碰撞时吸收能量有限的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机车，包括车体、车钩和缓冲器装置，还包括安装在所述车体上的支撑座和吸能装置，所述车钩与所述缓冲器装置连接且能够相对所述缓冲器装置向下转动，所述支撑座包括冲击座、车钩托梁、螺栓剪切板以及将上述三者固定连接在一起的连接螺栓；所述缓冲器装置达到最大变形量前，所述车钩的凸起部能够推动所述螺栓剪切板切断所述连接螺栓；所述车钩上用于与碰撞物相抵的抵部与所述吸能装置之间的距离大于所述凸起部与所述螺栓剪切板之间的距离。

优选地，吸能装置为防爬吸能装置和/或车体端部吸能装置，所述车体端部吸能装置具有多块吸能板，所述防爬吸能装置具有安装座、外侧具有爬齿的防爬板和设置在所述防爬板内侧的薄壁圆筒。

优选地，所述吸能装置包括防爬吸能装置和车体端部吸能装置，所述车体端部吸能装置设置在所述防爬吸能装置和所述车体之间，所述车体端部吸能装置的触发变形力大于所述防爬吸能装置的触发变形力。

优选地，所述防爬吸能装置还具有设置在所述防爬板和所述安装座之间的支撑件，所述薄壁圆筒的一端与所述防爬板相对固定另一端能够相对所述安装座上下移动，所述支撑件分别与所述防爬板和所述安装座固定连接。

优选地，所述车钩设置在所述车体的端部的中间，所述车体的端部的两侧各设置一个所述防爬吸能装置。

优选地，所述缓冲器装置与所述车体之间设置有变形吸能元件，所述变形吸能元件的触发变形力小于所述车钩失效时所述缓冲器装置的阻抗力。

优选地，所述缓冲器装置包括缓冲器、与所述车钩铰接的钩尾框、位于所述缓冲器与所述变形吸能元件之间的第一从板以及位于所述缓冲器与所述钩尾框之间的第二从板。

本发明提供的一种机车，该机车包括车体、车钩、缓冲器装置、支撑座和变形吸能装置，支撑座包括固定座、车钩托梁、螺栓剪切板以及将上述三者固定连接在一起的连接螺栓，即连接螺栓将固定座、车钩托梁和螺栓剪切板连接在一起。车钩和缓冲器装置连接在一起，且车钩能够相对缓冲器装置上下转动，此处应当强调的是，车钩应当同现有技术一样水平设置，以使车钩在碰撞的前期为一个二力杆，车钩托梁应当托住车钩以使车钩能够水平设置，当螺栓剪切板剪切断连接螺栓后，车钩托梁便不再能够再继续托住车钩，使车钩向下转动，形成下垂。此处需要说明的是车钩下垂应当有且只有两种状态，一种是下垂后便不抵在车体与碰撞物之间，进而车体可以与碰撞物之间进一步靠近，另外一种是车体上具有支撑部，该支撑部低于车钩托梁设置，当车钩下垂后由支撑部支撑时，此时车钩的前端则会受到一个垂直于车钩的钩体方向的力，这样车钩则需要承受扭矩，此时车钩则会折断，折断后的车钩也将不抵在车体与碰撞物之间，使得车体与碰撞物之间可以进一步靠近。且同时应当保证缓冲器装置在达到最大变形量之间，车钩的凸起部能够推动螺栓剪切板剪断连接螺栓，且应当使车钩上用于与碰撞物相抵的抵部与吸能装置之间的距离大于凸起部与螺栓剪切板之间的距离，以保证车钩失效后，吸能装置才开始工作。

根据上述的技术方案，可以知道该机车采用了两级变形吸能，第一级由缓冲器装置变形吸能，缓冲器装置变形吸能达到一定要求后，车钩的凸起部会推动螺栓剪切板剪断连接螺栓，此时车钩托梁下落便不再支撑住车钩，车钩下垂，则车钩下垂后不管处于上述中哪两种状态车钩都会失效。此时车钩便不再抵在缓冲器装置与碰撞物之间，此时车体继续向碰撞物前进，进而使吸能装置抵在车体和碰撞物之间，此时第二级变形吸能便开始工作。本发明有效地解决了因为无法同时安装两级吸能装置的问题，进而有效地提高了机车碰撞时吸收的能量值，所以该机车有效地解决了机车碰撞时吸收能量有限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车体端部的仰视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的车体端部的侧视结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种机车，以有效地解决机车碰撞时吸收能量有限的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的车体端部的仰视结构示意图；图2为本发明实施例提供的车体端部的侧视结构示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种机车，该机车包括车体1、车钩2、缓冲器装置3、支撑座4和变形吸能装置，支撑座4包括固定座41、车钩托梁42、螺栓剪切板43以及将上述三者固定连接在一起的连接螺栓44，即连接螺栓44将固定座41、车钩托梁42和螺栓剪切板43连接在一起。

车钩2和缓冲器装置3连接在一起，且车钩2能够相对缓冲器装置3上下转动，此处应当强调的是，车钩2与缓冲器装置3可以通过钩尾销铰接，其中钩尾销可以横向水平设置，当然也可以同现有技术一样竖直设置，而当钩尾销竖直设置时，应当使车钩2上的钩尾销穿孔的孔径应当比钩尾销的外径大，以能够实现车钩2相对缓冲器装置3上下转动。车钩2应当同现有技术一样水平设置，以使车钩2在碰撞的前期为一个二力杆，抵在缓冲器装置3与碰撞物之间，车钩托梁42应当托住车钩1以使车钩2能够水平设置，当螺栓剪切板43剪切断连接螺栓44后，车钩托梁42便不再继续托住车钩2，此时车钩2向下转动，形成下垂，车钩2下垂后便不能成为一个二力杆抵在车体1与碰撞物之间，此时车钩2便失效而不能继续抵在碰撞物与车体1之间。此处需要说明的是车钩2下垂应当有且只有两种状态，一种是下垂后便不抵在车体1与碰撞物之间，进而车体1可以与碰撞物之间进一步靠近，另外一种是车体1上具有支撑部，该支撑部低于车钩托梁42设置，当车钩2下垂后由支撑部支撑时，此时车钩2的前端则会受到垂直车钩2的钩体方向的力，这样车钩2则需要承受扭矩，此时车钩2则会折断，折断后的车钩2也将不抵在车体1与碰撞物之间，使得车体1与碰撞物之间可以进一步靠近。

为了使缓冲器装置3在变形失效前，能够使车钩2下垂，从而使车钩2失效；所以应当控制好车钩2的凸起部与螺栓剪切板43之间的距离，使缓冲器装置3在达到最大变形量之间，车钩2的凸起部能够推动螺栓剪切板43剪断连接螺栓44。为了使车钩2失效后吸能装置才开始吸能工作，应当使车钩2的上用于与碰撞物相抵的抵部与吸能装置之间的距离大于车钩2的凸起部与螺栓剪切板43之间的距离，这样使，车钩2的凸起部推动螺栓剪切板43剪切断连接螺栓44后，吸能装置才与碰撞物接触。

本实施例设置了两级变形吸能，第一级由缓冲器装置3变形吸能，缓冲器装置3变形吸能达到一定要求后，车钩2的凸起部会推动螺栓剪切板43剪断连接螺栓44，此时车钩托梁42落下便不再支撑住车钩2，车钩2下垂，则车钩2下垂失效。此时车钩2便不再抵在缓冲器装置3与碰撞物之间，此时车体1继续向碰撞物前进，进而使吸能装置抵在车体1和碰撞物之间，此时第二级变形吸能便开始工作。本实施例有效地避免了因为前一级吸能设备吸能后变成刚性件，而阻止了后一级变形吸能元件吸能，进而有效地提高了机车碰撞时吸收的能量值。

吸能装置可以选取现有技术任何一种吸能装置，但是为了能够更好地设置吸能装置，最好使吸能装置为防爬吸能装置5或车体端部吸能装置7，当然也可以同时包括防爬吸能装置5和车体端部吸能装置7，其中车体端部吸能装置7具有多块吸能板，且安装在车体端部，其中防爬吸能装置5具有安装座、外侧具有爬齿的防爬板和设置在所述防爬板内侧的薄壁圆筒。为了有效地提高变形吸能量，最好使吸能装置同时包括防爬吸能装置5和车体端部吸能装置7，由于防爬板需要直接插入车体内部，以防止爬车，所以最好将车体端部吸能装置7设置在防爬吸能装置5和车体1之间，且车体端部吸能装置7的触发变形力大于防爬吸能装置5的触发变形力。这样能够使防爬吸能装置5先进行变形吸能后，再由车体端部吸能装置7变形吸能。

防爬吸能装置5包括安装板、防爬板、薄壁圆筒。为了防止薄壁圆筒弯曲变形，最好使薄壁圆筒的一端与防爬板相对固定另一端能够相对安装座上下移动，即安装座上没有限制薄壁圆筒的另一端上下移动的限位部件，此处需要强调的是，薄壁圆筒的另一端可以与车体相抵，也可以与安装座上的某个部位相抵。同时使防爬吸能装置5还具有设置在防爬板和安装座之间的支撑件，该支撑件分别与防爬板和安装座固定连接。由于薄壁圆筒的后端不再与安装座固定连接在一起，所以对于薄壁圆筒和防爬板的支撑力不再由薄壁圆筒提供，而是由支撑件提供，进而有效地避免了薄壁圆筒因承受径向力而弯曲变形。由于车钩2一般设置在车体1的端部的中间部位，所以为了能够车体端部受力均衡，最好在车体1的端部的两侧各设置一个防爬吸能装置5。当然也可以仅在车钩2正上方设置一个防爬吸能装置5。

为了更加有效地增加机车变形吸能的能量，最好还在缓冲器装置3与车体1之间还设置有一个变形吸能元件6，变形吸能元件6的触发变形力应当小于车钩2失效时的缓冲器装置3的阻抗力，阻抗力即为缓冲器装置3的变形力，而缓冲器装置3的变形力随着变形量的增大而增大。此时变形吸能元件6便能够预先吸收一部分能量。而当吸能装置同时包括防爬吸能装置5和车体端部吸能装置7时，此时机车便能够实现四级吸能，其四级吸能分别：第一级吸能，由缓冲器装置3做弹性变形吸收能量，例如可以将缓冲器装置3的最大阻抗力设置为4450千牛，而使最大变形行程为37毫米；第二级吸能，当缓冲器装置3吸能到自身的阻抗力达到变形吸能元件6的触发变形力时，此时触发变形吸能元件6变形吸能，例如可以将变形吸能元件6的触发变形力的值设置为4200千牛，变形距离为65毫米；第三级吸能，变形吸能元件6吸能完成后，缓冲器装置3做最后的吸能，直到车钩2失效时，此时防爬吸能装置5吸能，例如可以使车钩2的凸起部与螺栓剪切板43之间的距离为105毫米，而使车钩2的抵部与防爬吸能装置5的距离为255毫米，同时使防爬吸能装置5的触发变形力为3800千牛变形距离为130毫米；第四级吸能，防爬吸能装置5变形吸能后，便由车体端部吸能装置7吸能，例如是车体端部吸能装置7的触发变形力为4200千牛。此处需要说明的是，为了能够保证达到最大吸能量，最好使车钩2失效时，缓冲器装置3的变形量尽量接近最大变形量，且最好使变形吸能元件6的触发变形力尽量接近车钩2失效时的缓冲器装置3的阻抗力。为了更好的布置缓冲器装置3，最好使缓冲器装置3包括缓冲器31、与车钩2铰接的钩尾框32、位于缓冲器31与变形吸能元件6之间的第一从板33以及位于缓冲器31与所述钩尾框32之间的第二从板34。其中第一从板33和第二从板34是为了更好地保护缓冲器31，以更好的传递力。为了更多的吸收碰撞能量，和使车钩2在碰撞时更易失效，最好使车钩2的长度足够长，一般最好使车钩的长度为850毫米至950毫米之间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种机车，包括车体（1）、车钩（2）和缓冲器装置（3），其特征在于，还包括安装在所述车体（1）上的支撑座（4）和吸能装置，所述车钩（2）与所述缓冲器装置（3）连接且能够相对所述缓冲器装置（3）向下转动，所述支撑座（4）包括冲击座（41）、车钩托梁（42）、螺栓剪切板（43）以及将上述三者固定连接在一起的连接螺栓（44）；所述缓冲器装置（3）达到最大变形量前，所述车钩（2）的凸起部能够推动所述螺栓剪切板（43）切断所述连接螺栓（44）；所述车钩（2）上用于与碰撞物相抵的抵部与所述吸能装置之间的距离大于所述凸起部与所述螺栓剪切板（43）之间的距离。

2.根据权利要求1所述的机车，其特征在于，吸能装置为防爬吸能装置（5）和/或车体端部吸能装置（7），所述车体端部吸能装置（7）具有多块吸能板，所述防爬吸能装置（5）具有安装座、外侧具有爬齿的防爬板和设置在所述防爬板内侧的薄壁圆筒。

3.根据权利要求2所述的机车，其特征在于，所述吸能装置包括防爬吸能装置（5）和车体端部吸能装置（7），所述车体端部吸能装置（7）设置在所述防爬吸能装置（5）和所述车体（1）之间，所述车体端部吸能装置（7）的触发变形力大于所述防爬吸能装置（5）的触发变形力。

4.根据权利要求3所述的机车，其特征在于，所述防爬吸能装置（5）还具有设置在所述防爬板和所述安装座之间的支撑件，所述薄壁圆筒的一端与所述防爬板相对固定另一端能够相对所述安装座上下移动，所述支撑件分别与所述防爬板和所述安装座固定连接。

5.根据权利要求4所述的机车，其特征在于，所述车钩（2）设置在所述车体（1）的端部的中间，所述车体（1）的端部的两侧各设置一个所述防爬吸能装置（5）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机车，其特征在于，所述缓冲器装置（3）与所述车体（1）之间设置有变形吸能元件（6），所述变形吸能元件（6）的触发变形力小于所述车钩（2）失效时所述缓冲器装置（3）的阻抗力。

7.根据权利要求6所述的机车，其特征在于，所述缓冲器装置（3）包括缓冲器（31）、与所述车钩（2）铰接的钩尾框（32）、位于所述缓冲器（31）与所述变形吸能元件（6）之间的第一从板（33）以及位于所述缓冲器（31）与所述钩尾框（32）之间的第二从板（34）。