CN105599781A - 一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，包括排障吸能器高刚度支撑背架，所述排障吸能器高刚度支撑背架可拆卸式的设置在轨道交通车辆的车体上；至少一个蜂窝式排障吸能单元，所述蜂窝式排障吸能单元螺接固定在所述排障吸能器高刚度支撑背架上，用于通过塑性变形吸收撞击产生的冲击能；所述蜂窝式排障吸能单元包括蜂窝结构容纳腔，及设置在所述蜂窝结构容纳腔内的蜂窝结构。本发明中通过在排障吸能器高刚度支撑背架上加装蜂窝式排障吸能单元的方式，使障碍物与车体发生刚性撞击前，已经通过蜂窝式排障吸能单元吸收部分能量，从而削弱了车体所受到的较大冲击力，进而降低了障碍物对车体的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及缓冲吸能装置技术领域，尤其涉及的是一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置。
背景技术
随着轨道交通的快速发展，列车的运行时速越来越高，出行更加便捷的同时，事故造成的危害也越来越大，尤其是列车在野外开放式铁轨上运行时，由于铁路缺乏围栏保护，野生动物随时可能跑到铁轨上，尤其是体型较大的野生动物，如野猪、野狗等，对列车的安全运行造成极大威胁。因此，在提高主动控制可靠性的同时，被动安全防护也越来越受到重视。为减轻轨道交通车辆与障碍物发生撞击时对车体结构造成的巨大破坏，通常在列车首尾两端设置排障器。
传统的轨道车辆排障器，普遍采用钢板拼焊的结构形式，此类排障器的结构刚性通常会很高，列车碰撞时会直接将冲击力传递给列车底架，且撞击瞬间的冲击力峰值非常大，一旦超过车体机体材料的屈服极限，将会对车体造成无法修复的损坏，不但有可能起不到排障效果，甚至有可能造成排障器在撞击过程中脱落。
还有一种缩管式排障器，包含法兰与直径方向受压变形的吸能管件，其工作原理为当缩管式排障器撞击到障碍物时，吸能管件沿轴向向后移动，其直径方向被挤压变形进而吸收撞击能。一方面缩管式排障器在列车首尾各布置两个，位置在铁轨正上方，其吸能范围较小，只能排除较小体积的障碍物，且只能沿轴向方向排障；另一方面，缩管式排障器在工作时需要向后移动，因此需要提前在后端预留出一定的空间，浪费空间结构。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，解决了现有技术中单一刚性板结构的排障器抗撞击能力不足、且单一缩管式排障器排障范围小的损坏的缺陷。
本发明的技术方案如下：
一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，包括：
排障吸能器高刚度支撑背架，所述排障吸能器高刚度支撑背架可拆卸式的设置在轨道交通车辆的车体上；
至少一个蜂窝式排障吸能单元，所述蜂窝式排障吸能单元螺接固定在所述排障吸能器高刚度支撑背架上，用于通过塑性变形吸收撞击产生的冲击能；
所述蜂窝式排障吸能单元包括蜂窝结构容纳腔，及设置在所述蜂窝结构容纳腔内的蜂窝结构。
所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，所述排障吸能器高刚度支撑背架包括固定支架，及固定设置在所述固定支架上的排障板。
所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，所述蜂窝结构容纳腔包括蒙皮，所述蒙皮环绕所述蜂窝结构设置，且所述蒙皮的两端开口；还包括固定设置在所述蒙皮的近排障吸能器高刚度支撑背架端的第一开口处、并与所述第一开口相适配的后防护板，所述后防护板固定设置在所述排障板上；还包括固定设置在所述蒙皮的远排障吸能器高刚度支撑背架端的第二开口处、并与所述第二开口相适配的前防护板。
所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，所述排障吸能器高刚度支撑背架的一端设置有第一蜂窝式排障吸能单元，所述排障吸能器高刚度支撑背架的另一端对称设置有第二蜂窝式排障吸能单元。
所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，所述第一蜂窝式排障吸能单元与所述第二蜂窝式排障吸能单元的夹角为0-180度。
所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，所述排障板的材质为铝、不锈钢、镁或铍铜。
所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其中，所述蜂窝结构为六边形的形状的蜂窝芯或泡沫铝。
本发明所提供的轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，包括排障吸能器高刚度支撑背架，所述排障吸能器高刚度支撑背架可拆卸式的设置在轨道交通车辆的车体上；至少一个蜂窝式排障吸能单元，所述蜂窝式排障吸能单元螺接固定在所述排障吸能器高刚度支撑背架上，用于通过塑性变形吸收撞击产生的冲击能；所述蜂窝式排障吸能单元包括蜂窝结构容纳腔，及设置在所述蜂窝结构容纳腔内的蜂窝结构。本发明中通过在排障吸能器高刚度支撑背架上加装蜂窝式排障吸能单元的方式，使障碍物与车体发生刚性撞击前，已经通过蜂窝式排障吸能单元吸收部分能量，从而削弱了车体所受到的较大冲击力，进而降低了障碍物对车体的破坏。
附图说明
图1是本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置安装在轨道交通车辆的车体上时的结构示意图。
图2是本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置的局部爆炸示意图。
图3是本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置中蜂窝结构较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1和图2，其中图1是本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置安装在轨道交通车辆的车体上时的结构示意图，图2是本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置的局部爆炸示意图，图3是本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置中蜂窝结构较佳实施例的结构示意图。如图1-图3所示，本发明提供的轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置包括：
排障吸能器高刚度支撑背架100，所述排障吸能器高刚度支撑背架100可拆卸式的设置在轨道交通车辆的车体上；
至少一个蜂窝式排障吸能单元200，所述蜂窝式排障吸能单元200螺接固定在所述排障吸能器高刚度支撑背架100上，用于通过塑性变形吸收撞击产生的冲击能；
所述蜂窝式排障吸能单元200包括蜂窝结构容纳腔210，及设置在所述蜂窝结构容纳腔210内的蜂窝结构220。
本发明的实施例中，通过在传统排障器排障板前加装蜂窝式排障吸能单元200的方式，使障碍物与车体发生刚性撞击前，已经通过蜂窝式排障吸能单元200中的蜂窝材料的塑形变形以及刚性板自身的弹性变形将列车碰撞时的冲击能转化为蜂窝材料沿碰撞方向的塑形变形能以及车体及刚性板的弹性变性能，以此方式吸收掉了一部分能量，从而削弱了车体所受到的较大冲击力，进而降低了障碍物对车体的破坏。同时，可以将障碍物排出列车行进轨道范围，防止障碍物进入车体底部引发二次事故，即轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置同时具备常规排障器的排障功能又具有吸收碰撞能量的功能。
本发明所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置不但可以提高传统排障器的排障能力，同时可以减轻传统排障器排障板的重量，且蜂窝式排障吸能单元200可在发生撞击损坏后快速更换，结构简单，工作可靠，成本较低，可实现批量化生产。轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能器具备优异的排障性能和吸能能力，尤其在大中型障碍物与轨道车辆发生碰撞时，能够有效保护车体结构与司乘人员的安全。
具体实施时，请参考图2，所述排障吸能器高刚度支撑背架100包括固定支架110，及固定设置在所述固定支架110上的排障板120。当所述排障吸能器高刚度支撑背架100安装在轨道交通车辆的车体上时，并不是完全垂直于地面方向，而是有一定的倾斜角度。通过倾斜式的排障板结构设计，在吸收撞击能量的同时，可在极短的时间内把障碍物排除出轨道范围。
请再次参考图2，所述蜂窝结构容纳腔210包括蒙皮211，所述蒙皮211环绕所述蜂窝结构220设置，且所述蒙皮211的两端开口；还包括固定设置在所述蒙皮211的近排障吸能器高刚度支撑背架端的第一开口（图中未标示）处、并与所述第一开口相适配的后防护板212，所述后防护板212固定设置在所述排障板120上；还包括固定设置在所述蒙皮211的远排障吸能器高刚度支撑背架端的第二开口处、并与所述第二开口相适配的前防护板213。可见蒙皮211、后防护板212及前防护板213围成一个盒子状，将所述蜂窝结构220装在所形成的蜂窝结构容纳腔210中，这样当蜂窝式排障吸能单元200在发生撞击损坏后，可打开防护板213进行快速更换。
作为本发明的最优实施例，如图1所示，所述排障吸能器高刚度支撑背架100的一端设置有第一蜂窝式排障吸能单元201，所述排障吸能器高刚度支撑背架200的另一端对称设置有第二蜂窝式排障吸能单元202。所述第一蜂窝式排障吸能单元201与所述第二蜂窝式排障吸能单元202的夹角为0-180度。
具体实施时，请参考图3，所述蜂窝结构220为六边形的形状的蜂窝芯。六边形的形状的蜂窝芯仅为蜂窝结构220的其中一个实施例。蜂窝结构220不限于正六边形的孔格形状，还可以是矩形和圆形的孔格形状。所述蜂窝结构220采用的材质不限于指定的金属材料，铝、不锈钢、镁、铍铜等都可采用；所述蜂窝结构220也不局限于蜂窝芯，还可以采用泡沫铝等。所述排障板120的材质不限于指定的金属，铝、不锈钢、镁或铍铜都可采用。
综上所述，本发明所提供的一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，包括排障吸能器高刚度支撑背架，所述排障吸能器高刚度支撑背架可拆卸式的设置在轨道交通车辆的车体上；至少一个蜂窝式排障吸能单元，所述蜂窝式排障吸能单元螺接固定在所述排障吸能器高刚度支撑背架上，用于通过塑性变形吸收撞击产生的冲击能；所述蜂窝式排障吸能单元包括蜂窝结构容纳腔，及设置在所述蜂窝结构容纳腔内的蜂窝结构。本发明中通过在排障吸能器高刚度支撑背架上加装蜂窝式排障吸能单元的方式，使障碍物与车体发生刚性撞击前，已经通过蜂窝式排障吸能单元吸收部分能量，从而削弱了车体所受到的较大冲击力，进而降低了障碍物对车体的破坏。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，包括：
排障吸能器高刚度支撑背架，所述排障吸能器高刚度支撑背架可拆卸式的设置在轨道交通车辆的车体上；
至少一个蜂窝式排障吸能单元，所述蜂窝式排障吸能单元螺接固定在所述排障吸能器高刚度支撑背架上，用于通过塑性变形吸收撞击产生的冲击能；
所述蜂窝式排障吸能单元包括蜂窝结构容纳腔，及设置在所述蜂窝结构容纳腔内的蜂窝结构。
2.根据权利要求1所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，所述排障吸能器高刚度支撑背架包括固定支架，及固定设置在所述固定支架上的排障板。
3.根据权利要求2所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，所述蜂窝结构容纳腔包括蒙皮，所述蒙皮环绕所述蜂窝结构设置，且所述蒙皮的两端开口；还包括固定设置在所述蒙皮的近排障吸能器高刚度支撑背架端的第一开口处、并与所述第一开口相适配的后防护板，所述后防护板固定设置在所述排障板上；还包括固定设置在所述蒙皮的远排障吸能器高刚度支撑背架端的第二开口处、并与所述第二开口相适配的前防护板。
4.根据权利要求3所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，所述排障吸能器高刚度支撑背架的一端设置有第一蜂窝式排障吸能单元，所述排障吸能器高刚度支撑背架的另一端对称设置有第二蜂窝式排障吸能单元。
5.根据权利要求4所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，所述第一蜂窝式排障吸能单元与所述第二蜂窝式排障吸能单元的夹角为0-180度。
6.根据权利要求2所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，所述排障板的材质为铝、不锈钢、镁或铍铜。
7.根据权利要求1所述轨道交通车辆用蜂窝式排障吸能装置，其特征在于，所述蜂窝结构为六边形形状的蜂窝芯或泡沫铝。
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