CN109367560A - 一种碰撞吸能结构及具有其的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种碰撞吸能结构及具有其的轨道车辆，其中，碰撞吸能结构包括一级吸能结构，用于与轨道车辆的底架边梁连接，一级吸能结构具有间隔设置的至少两个吸能腔；端部吸能结构，端部吸能结构的下端用于与一级吸能结构相连接；车顶结构，端部吸能结构的上端与车顶结构相连接。通过本发明提供的技术方案，能够适应更多复杂路况要求。

Description

一种碰撞吸能结构及具有其的轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体而言，涉及一种碰撞吸能结构及具有其的轨道车辆。

背景技术

随着我国轨道交通等领域的高速发展，在方便人们出行的同时，其运行安全问题已越来越受到人们的重视。地铁等轨道交通车辆通常载客量大，运行速度快，一旦发生碰撞事故往往造成较大的人员伤亡和财产损失。近些年发生的列车追尾等事故充分说明即便在信号控制、调度管理和程序化管理等主动防护方面采取了一系列措施，列车的碰撞事故还是不能完全被避免，此种情况下，作为乘车人员生命财产安全终极卫士的被动安全防护装置的性能就显得尤为重要。

统计表明，轨道交通车辆等在碰撞过程中需要吸收的能量大，因此，轨道车辆的吸能部件的碰撞性能是衡量其质量的重要指标。而随着轨道交通车辆不断提速，对吸能部件的碰撞性能的要求也越来越高，相关技术中轨道车辆吸能部件的碰撞性能无法满足当下需求。

另外，在有些特殊工况下，要求车辆端部连挂间隙小且小曲线通过。这种要求下，一旦对车辆的碰撞吸能要求提高，需要增加车辆的碰撞吸能结构设计，则需要增大吸能结构的尺寸从而增大车端的尺寸，从而难以满足小曲线通过的需求。针对此种情况，目前还没有发现解决这种复杂路况要求的技术方案。

发明内容

本发明提供一种碰撞吸能结构及具有其的轨道车辆，以解决现有技术中轨道车辆吸能部件的碰撞吸能结构无法满足复杂路况要求的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种碰撞吸能结构，包括一级吸能结构，用于与轨道车辆的底架边梁连接，一级吸能结构具有间隔设置的至少两个吸能腔；端部吸能结构，端部吸能结构的下端用于与一级吸能结构相连接；车顶结构，端部吸能结构的上端与车顶结构相连接。

进一步地，一级吸能结构包括端梁，端梁的两端分别用于与轨道车辆的底架边梁连接，端梁具有端梁底板和与端梁底板相连接的端梁立板，端梁立板竖直设置并在端梁底板上围成吸能腔。

进一步地，端部吸能结构包括第一吸能柱体，端梁底板的中部具有第一柱体安装孔，第一吸能柱体穿设于第一柱体安装孔中并与端梁底板相焊接。

进一步地，端梁底板包括相对设置的第一底板和第二底板，第一吸能柱体分别与第一底板和第二底板相焊接。

进一步地，端部吸能结构还包括第二吸能柱体，其第一端与车顶结构焊接，其第二端用于与一级吸能结构焊接。

进一步地，第二吸能柱体为两个，两个第二吸能柱体相间隔地设置，第一吸能柱体为两个，两个第一吸能柱体相间隔地设置，两个第一吸能柱体位于两个第二吸能柱体之间。

进一步地，端梁底板的两端分别具有第二柱体安装孔，第二吸能柱体穿设于第二柱体安装孔中并与端梁底板相焊接。

进一步地，碰撞吸能结构还包括：二级吸能结构，二级吸能结构与一级吸能结构相连接，二级吸能结构包括至少两个间隔设置的吸能管，一级吸能结构与吸能管的第一端相连接。

进一步地，吸能管为中空结构，吸能管上具有第一诱导部。

进一步地，第一诱导部包括诱导孔，诱导孔为通孔。

进一步地，吸能管的横截面为矩形，第一诱导部包括至少一组诱导孔，每组诱导孔沿垂直于吸能管的轴线的平面在吸能管的周向间隔设置。

进一步地，第一诱导部包括多组诱导孔，多组诱导孔沿吸能管的延伸方向间隔设置。

进一步地，吸能管包括至少两个相邻的侧壁，两个相邻侧壁之间相连接并形成折弯部，第一诱导部设置在吸能管的至少一个折弯部处。

进一步地，吸能管上还具有第二诱导部，第二诱导部设置在吸能管的侧壁上。

进一步地，第二诱导部相对于吸能管的侧壁向内凹入形成凹陷部。

进一步地，吸能管的横截面为矩形，第二诱导部为两个，两个第二诱导部在吸能管的侧壁上相对地设置。

进一步地，碰撞吸能结构还包括三级吸能结构，三级吸能结构与吸能管的第二端相连接。

进一步地，三级吸能结构包括止挡梁，止挡梁的两端分别用于与轨道车辆的底架边梁连接。

进一步地，吸能管的第二端与止挡梁相连接。

进一步地，止挡梁为包括依次连接的第一止挡段、第二止挡段和第三止挡段，吸能管的第二端与第二止挡段相焊接，第一止挡段与第二止挡段之间具有第一夹角，第一夹角为钝角，第三止挡段与第二止挡段之间具有第二夹角，第一夹角等于第二夹角。

进一步地，第一止挡段上设置有多个间隔设置的第二减重孔；和/或第三止挡段上设置有多个间隔设置的第三减重孔。

根据本发明的另一方面，提供了一种轨道车辆，包括碰撞吸能结构，碰撞吸能结构为上述任一项的碰撞吸能结构。

应用本发明的技术方案，端部底架上的一级吸能结构、车顶结构以及安装在车顶结构以及一级吸能结构之间的端部吸能结构形成了车体结构的端部整体吸能结构，不再需要增加独立的吸能结构元件。本发明在不增大车体结构的外型尺寸的情况下，提高了车辆的碰撞吸能性能。由于不增加车辆的外形尺寸，本发明的碰撞吸能结构能够适应车辆端部连挂间隙小、小曲线通过的技术要求，能够适应更多复杂路况要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的碰撞吸能结构的结构示意图一；

图2示出了根据本发明的碰撞吸能结构的第一端的俯视图；

图3示出了根据本发明的碰撞吸能结构的第一端的侧视图；

图4示出了根据本发明的碰撞吸能结构的第二端的俯视图；

图5示出了根据本发明的碰撞吸能结构的第二端的侧视图；

图6示出了根据本发明的碰撞吸能结构的结构示意图二；

图7示出了根据本发明的碰撞吸能结构的吸能管的立体结构示意图；

图8示出了根据本发明的碰撞吸能结构的吸能管的主视结构示意图；

图9示出了根据本发明的碰撞吸能结构的吸能管的俯视结构示意图；

图10示出了根据本发明的碰撞吸能结构的吸能管的断面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、一级吸能结构；11、端梁；111、端梁底板；112、端梁立板；111a、第一柱体安装孔；111b、车钩安装孔；111c、第二柱体安装孔；112a、第一边立板；112b、第二边立板；112c、中立板；101、防爬齿；

20、二级吸能结构；21、吸能管；211、诱导孔；212、凹陷部；213、第一诱导部；214、第一管体部；215、第二管体部；216、第二诱导部；

30、三级吸能结构；31、止挡梁；

40、底架边梁；

50、牵引梁；51、车钩安装座；

60、枕梁；

70、侧墙；

80、端部吸能结构；81、第一吸能柱体；82、第二吸能柱体；

90、车顶结构。

具体实施方式

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

如图1至图9所示，本发明的实施例提供了一种碰撞吸能结构，主要包括一级吸能结构10，用于与轨道车辆的底架边梁40连接，一级吸能结构10具有间隔设置的至少两个吸能腔；端部吸能结构80，端部吸能结构80的下端用于与一级吸能结构10相连接；车顶结构90，端部吸能结构80的上端与车顶结构90相连接。

本发明中，端部底架上的一级吸能结构10、车顶结构90以及安装在车顶结构90以及一级吸能结构10之间的端部吸能结构80形成了车体结构的端部整体吸能结构，不再需要增加独立的吸能结构元件。本发明在不增大车体结构的外型尺寸的情况下，提高了车辆的碰撞吸能性能，达到了车体结构碰撞吸能的要求。另外，由于车体结构外形尺寸不需变化，车辆的尺寸能够与既有车辆保持一致，可以满足车辆的兼容连挂的要求，提高了车辆的兼容性。由于不增加车辆的外形尺寸，本发明的碰撞吸能结构能够适应车辆端部连挂间隙小、小曲线通过的技术要求，能够适应更多复杂路况。

首先，针对上述碰撞吸能结构的一级吸能结构10进行说明：

根据本发明的一个实施例，如图1所示，一级吸能结构10包括端梁11，端梁11的两端分别用于与轨道车辆的底架边梁40连接，端梁11具有端梁底板111和与端梁底板111相连接的端梁立板112，端梁立板112竖直设置并在端梁底板111上围成吸能腔。端梁立板112竖直设置在端梁底板111上，使得一级吸能结构10自然而然的形成了具有吸能效果的吸能腔，进而提高轨道车辆的碰撞性能，保障车内人员的人身安全。也即，在一级吸能结构10受到轨道车辆行驶反方向上的碰撞压力时，吸能腔受到压力发生形变以吸收碰撞挤压力，进而保障车内人员的人身安全。

需要说明的是：端梁底板111包括相对设置的第一底板和第二底板。而端梁立板112竖直设置，并与端梁底板111相连接，从而在端梁底板111上围成吸能腔。具体为：端梁立板112竖直设置在第一底板上，并在第一底板上围成吸能腔，此外，在端梁立板112上覆盖有第二底板。也即，端梁立板112竖直设置在第二底板下，并在第二底板下围成吸能腔。也即，吸能腔由端梁立板112和端梁底板111围绕而成。在本实施例中，端梁底板111包括的第一底板和第二底板分别设置于吸能腔上方和下方。

针对上述吸能腔，在本实施例中，具体如图1所示，端梁立板112包括第一边立板112a、第二边立板112b和多个中立板112c，其中，第一边立板112a和第二边立板112b相间隔地设置，中立板112c的两端分别与第一边立板112a和第二边立板112b相连接，多个中立板112c相间隔地设置，并在第一边立板112a和第二边立板112b之间隔出多个间隔设置的吸能腔。此种通过第一边立板112a、第二边立板112b和多个中立板112c形成多个吸能腔的设计，使得一级吸能结构10具备多个延轨道车辆车宽方向设置的吸能腔，使形成多个吸能腔的端梁立板112在受到碰撞挤压力时，向吸能腔内部方向倾斜变形，以吸收碰撞能量。具体而言，多个吸能腔间隔的中立板112c和第一边立板112a在受到碰撞挤压力时，提供与碰撞挤压力相抗衡的支撑力，最后中立板112c和第一边立板112a发生形变以吸收碰撞挤压力的能量。

针对上述第一边立板112a，在本实施例中，具体如图1所示，第一边立板112a用于与底架边梁40的一端的末端相连接，且第一边立板112a为弧形结构。

需要说明是：在本实施例中，碰撞吸能结构是用于提高轨道车辆端部的碰撞性能，因此，碰撞吸能结构可以设置于轨道车辆的任意一端，即，碰撞吸能结构可以设置于轨道车辆的第一端；碰撞吸能结构可以设置于轨道车辆的第二端，也可以如图1所示，碰撞吸能结构对称的设置于轨道车辆的第一端和第二端。

结合上述说明可知：第一边立板112a用于与底架边梁40的一端的末端相连接包括：第一立板可以与底架边梁40的第一端的末端连接，也可以与底架边梁40的第二端的末端连接，亦可以与底架边梁40的第一端和第二端的末端连接。

第一边立板112a设置于底架端部，于底架端部形成第一层立板防护。其次，第一边立板112a连接底架边梁40末端及连接多个中立板112c一端，进而保证了轨道车辆的端部在受到碰撞挤压时，第一边立板112a能够将碰撞挤压力分散至多个中立板112c及底架边梁40，防止碰撞挤压力的施力点过于集中，导致一级吸能结构10无法平稳吸能的情况发生。

此外，第一边立板112a为弧形结构具有加强分散碰撞挤压力的技术效果。此外，第一边立板112a为弧形结构的设计，也可以使多个相连接的轨道车辆在转弯时避免其相互碰撞。

本实施例中，第一边立板112a远离吸能腔的一侧可以连接防爬齿101，令碰撞吸能结构同时达到防爬效果。也即，在两个轨道车辆相互碰撞时，使得两车的防爬齿101高度一致和齿数一致，保证碰撞发生时，至端梁11少保证一个防爬齿101相啮合，车辆不在高度方向上发生错位。

需要说明的是：为了保证一级吸能结构10的连接稳定性，以及保证一级吸能结构10的碰撞性能，一级吸能结构10包含的第一边立板112a、第二边立板112b、多个中立板112c以及端梁底板111相互焊接。此外，第一边立板112a、第二边立板112b与底架边梁40也进行焊接连接。

一级吸能结构10还可以进行各种调整，作为一个可选的示例，多个中立板112c中的至少一个中立板112c上设置有第一减重孔，其中，第一减重孔用于减轻轨道车辆/碰撞吸能结构的重量。

作为另一个可选的示例，端梁底板111的中部具有车钩安装孔111b，用于连接轨道车辆的车钩。

作为一个可选的示例，如图1所示，多个中立板112c包括：两个第一中立板112c、两个第二中立板112c和两个第三中立板112c，其中，两个第一中立板112c、两个第二中立板112c和两个第三中立板112c延轨道车辆的车宽方向对称设置，两个第一中立板112c之间形成第一吸能腔，第一吸能腔对应的第一底板上设有车钩安装孔111b，第一中立板112c和第二中立板112c之间形成第二吸能腔，第二吸能腔对应的端梁底板111上设有第一柱体安装孔111a，第二中立板112c和第三中立板112c之间形成第三吸能腔，第三性能腔和底架边梁40之间形成第四吸能腔。此外，第一中立板112c和第三中立板112c相互平行，且第一中立板112c和第三中立板112c均与第二边立板112b垂直，而第一中立板112c与第二中立板112c之间设有预设角度。此外，第一中立板112c和第二中立板112c上均设有第一减重孔。

进一步地，针对端部吸能结构80进行说明：

如图6所示，在本实施例中，端部吸能结构80包括第一吸能柱体81，而端梁底板111的中部具有第一柱体安装孔111a，第一吸能柱体81穿设于第一柱体安装孔111a中并与端梁底板111相焊接。此种令端梁底板111的中部设置第一柱体安装孔111a的设计，使得第一吸能柱体81能够穿过第一柱体安装孔111a与端梁底板111焊接，加强端部吸能柱体与端部端梁11的连接强度，进而增加轨道车辆的端部骨架的连接强度，保护乘车人员的人身安全。

作为一种可选的示例，端梁底板111包括第一底板和第二底板，而第一底板的中部具有第三柱体安装孔，第二底板的中部具有第四柱体安装孔，第一吸能柱体穿过第三柱体安装孔和第四柱体安装孔，分别与第一底板和第二底板相焊接。此种设计不仅仅使得第一底板和第二底板均与第一吸能柱体焊接，增加车端骨架的连接稳定性，同时由于第一底板和第二底板之间设有一定高度差，因此可以限制第一吸能柱体向车厢内部倾斜的程度，以保护乘车人员的人身安全。需要说明的是：第一柱体安装孔111a包括第三柱体安装孔和第四柱体安装孔。

如图6所示，端部吸能结构80还包括第二吸能柱体82，其第一端与车顶结构90焊接，其第二端用于与一级吸能结构10焊接。

在本发明的实施例中，第二吸能柱体82设计为两个，并且让两个第二吸能柱体82相间隔地设置，以及让第二吸能柱体82与轨道车辆的侧墙70焊接。上述设计，加强了轨道车辆的车顶结构90和轨道车辆底架之间的连接强度，而第二吸能柱体82与轨道车辆的侧墙70焊接的设计，则增加了车端骨架结构的整体性，使得车端骨架结构受到碰撞挤压时，有更多的轨道车辆的部件提供抗碰撞的支持力。至于两个吸能柱体相间隔地设置的设计，则增加了车顶结构90和底架结构之间连接关系的均衡性，避免了因车顶结构90和底架结构连接关系不均衡，导致车端骨架结构在连接关系薄弱的地方发生扭曲形变的情况发生。

作为另一个可选的示例，如图6所示，第二吸能柱体82为两个，两个第二吸能柱体82相间隔地设置，第一吸能柱体81为两个，两个的第一吸能柱体81位于两个第二吸能柱体82之间。而该示例是基于大量实验数据统计分析所得，示例中第一吸能柱体81的数量和位置和示例中第二吸能柱体82的数量和位置达到了一个稳定的平衡，也即，达到了端部吸能结构80重量和连接强度之间的平衡，以及达到了端部吸能结构80的位置设计和连接稳性之间的平衡。

优选地，端梁底板111的两端分别具有第二柱体安装孔111c，第二吸能柱体82穿设于第二柱体安装孔111c中并与端梁底板111相焊接。此种令端梁底板111的中部设置第二柱体安装孔111c的设计，使得第二吸能柱体82能够穿过第二柱体安装孔111c与端梁底板111焊接，加强第二柱体安装孔111c与端梁底板111的连接强度，进而增加轨道车辆的端部骨架的连接强度，保护乘车人员的人身安全。

在一个示例中，第一吸能柱体81为碰撞柱，第二吸能柱体82为端角柱。碰撞柱与端角柱形成车辆前端的保护结构，保护车内乘务人员和乘客的生命安全。这四根柱子采用封闭的管状结构，其截面大小需满足要求。碰撞柱与端角柱与车顶的顶部弯梁以及车辆前端的端梁11形成整体结构。其余车体的侧墙70、车顶结构90通过焊接连接在一起，形成一个整体。

再次，碰撞吸能结构还包括二级吸能结构20，二级吸能结构20与一级吸能结构10相连接，二级吸能结构20包括至少两个间隔设置的吸能管21，一级吸能结构10与吸能管21的第一端相连接。接下来对二级吸能结构20进行说明。

此种在轨道车辆端部设置一级吸能结构10的吸能腔和二级吸能结构20的吸能管21的设计，使得轨道车辆的端部至少形成两重吸能保障，即在轨道车辆受到碰撞时，一级吸能结构10间隔设置的至少两个吸能腔和二级吸能结构20的吸能管21均可以吸收一定的碰撞能量发生吸能形变，进而提高轨道车辆的碰撞性能，保证乘车人员的人身安全。另外，在车辆发生碰撞时，由于吸能结构是逐级设置，每级吸能结构会逐级发生形变，使得吸能结构的形变在可控的范围内，避免列车的结构造成不可控的变形而影响车内人员安全。

吸能管21设置为中空结构，且吸能管21上具有第一诱导部213。该吸能管结构的结构简单，且由于具有第一诱导部213，在发生碰撞时，吸能管21首先在设置第一诱导部213的部位变形，使得吸能管21的变形处于可控状态，避免轨道列车的其他部分发生不可控的形变而威胁车内人员的人身安全。因此，本发明提升了碰撞吸能结构的防碰撞性能。优选地，吸能管21沿车宽方向对称布置，吸能管21采用薄壁管并且开诱导孔211结构，有利于吸能管21的变形控制。吸能管21与第二边立板112b和牵引梁50的横梁采用焊接方式连接。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，吸能管21包括第一管体部214和第二管体部215，第一管体部214和第二管体部215拼接。两个管体部相拼接形成了具有空腔的吸能管21，在加工时，将第一管体部214和第二管体部215相拼接，并在拼接处焊接。此种结构形式结构简单，有利于模块化设计，从而可以降低成本，并提高加工效率。

具体地，第一管体部214为U形结构，第一管体部214包括第一底壁和两个第一侧壁，第二管体部215为U形结构，第二管体部215包括第二底壁和两个第二侧壁，两个第一侧壁分别与两个第二侧壁相对接。

本实施例中，第一管体部214和第二管体部215均为U形结构并对称布置。第一管体部214和第二管体部215的两个侧壁一一对应的相对接。此种设计使得待焊接处形成一个平整的平面，有利于焊接的进行，便于提高生产效率。对称布置的第一管体部214和第二管体部215的结构相同，有利于批量生产，降低成本。

本发明中，如图7所示，吸能管21包括至少两个相邻的侧壁，两个相邻侧壁之间相连接并形成折弯部，第一诱导部213设置在吸能管21的至少一个折弯部处。在吸能管21的折弯部设置第一诱导部213，形成碰撞诱导结构。在轨道列车发生碰撞时，吸能管21上设置的第一诱导部213会先于整体结构而变形，从而使得吸能管21的变形可控，避免轨道列车的其他部分发生不可控的形变而威胁车内人员的人身安全。第一诱导部213设置在折弯处，易于加工，从而可以提高生产效率。优选地，本实施例中的吸能管21横截面为矩形，矩形的吸能管21抗扭性能好，能进一步提高碰撞吸能结构的安全性。

本实施例中，优选地，如图7、图8和图9所示，第一诱导部213包括诱导孔211，诱导孔211为通孔。诱导孔211为通孔，容易加工。

如图7、图8和图9所示，第一诱导部213包括至少一组诱导孔211，每组诱导孔211沿垂直于吸能管21的轴线的平面在吸能管21的周向间隔设置。

沿每一个垂直于吸能管21的轴线的平面在吸能管21上间隔设置多个诱导孔211，多个诱导孔211沿吸能管21的周向均匀分布。在发生碰撞时，在吸能管21的周向均匀分布的诱导孔211使得吸能管21基本沿一个平面折叠，变形更加可控。

在一个优选的示例中，第一诱导部213包括多组诱导孔211，多组诱导孔211沿吸能管21的延伸方向间隔设置。

多组诱导孔211在吸能管21上间隔设置，在发生碰撞时，每组诱导孔211处发生一次变形，多组诱导孔211的设置，使得吸能管21可以发生多次变形，提高了吸能管21的吸能的能力。

如图7、图8和图10所示，吸能管21上还具有第二诱导部216，第二诱导部216设置在吸能管21的侧壁上。优选地，本实施例中，第二诱导部216相对于吸能管21的侧壁相内凹入形成凹陷部212。

如图7和图8所示，在一个实施例中，第一诱导部213和第二诱导部216的轴线在垂直于吸能管21的延伸方向的同一平面上。在第一诱导部213的基础上，第二诱导部216的设置，有利于在此处形成一个更加薄弱的诱导部位，使得此处可以先于其他部分发生变形。

如图10所示，在一个实施例中，吸能管21的横截面为矩形，第二诱导部216为两个，两个第二诱导部216在吸能管21的侧壁上相对地设置。第一管体部214为U形结构，第一管体部214包括第一底壁和两个第一侧壁。第二管体部215为U形结构，第二管体部215包括第二底壁和两个第二侧壁。两个第一侧壁分别与两个第二侧壁相对接，第二诱导部216分别设置在第一底壁和第二底壁上。

优选地，第二诱导部216为向吸能管21内部凹陷的凹槽，凹槽的底壁与吸能管21的侧壁平行，凹槽的侧壁为倾斜面，凹槽的横截面为梯形。

最后，碰撞吸能结构还包括三级吸能结构30，下面针对三级吸能结构30进行说明：

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，三级吸能结构30与吸能管21的第二端相连接。具体的，三级吸能结构30包括止挡梁31，止挡梁31的两端分别用于与轨道车辆的底架边梁40连接，而吸能管21的第二端与止挡梁31相连接。此种设计，增加吸能管21的连接强度，即令吸能管21通过止档梁与底架边梁40形成间接连接关系，避免吸能管21在受到碰撞力时发生位置偏移，进而导致受力不均衡无法进行可控形变的情况发生。此外，该设计也增加了轨道车辆碰撞性能，即轨道车辆受到碰撞力时，止档梁能够提供与碰撞力相抗衡的支撑力，以减少轨道车辆的形变程度，进一步地，止档梁发生吸能形变还可以吸收一定的碰撞能量。

此外，在本实施例中，止挡梁31为截面为U形的横梁。而此种设计使得止档梁不易发生形变，即截面为U形的止挡梁31可以承受更大的碰撞力，而不发生形变。需要说明的是：该碰撞力的方向可以为轨道车辆的行驶方向，也可以为轨道车辆的车宽方向。

作为一种可选的示例，具体如图1和图4所示，止挡梁31包括依次连接的第一止挡段、第二止挡段和第三止挡段，吸能管21的第二端与第二止挡段相焊接，其中，第一止挡段与第二止挡段之间具有第一夹角，第一夹角为钝角，第三止挡段与第二止挡段之间具有第二夹角，第一夹角等于第二夹角。

作为另一种可选的示例，具体如图1和图2所示，止档梁包括依次连接的第四止挡段、第五止挡段和第六止挡段，吸能管21的第二端与第二止挡段相焊接。其中，第四止挡段侧面的长度与第六止档段侧面的长度相同，第五止挡段侧面的长度小于止挡段侧面的长度，止档梁的侧面长度以轨道车辆的形式方向为基准。

需要说明的是：第二止挡段的另一面还与两个牵引梁50的第一端相焊接，两个牵引梁50的第二端与枕梁60相焊接，其中，两个牵引梁50、止档梁和枕梁60之间还设有车钩安装座51。

三级吸能结构30还可以进行各种调整，作为一个可选的示例，第一止挡段上设置有多个间隔设置的第二减重孔，其中，第二减重孔用于减轻轨道车辆/碰撞吸能结构的重量。同理，作为另一个可选的示例，第三止挡段上设置有多个间隔设置的第三减重孔，其中，第三减重孔用于减轻轨道车辆/碰撞吸能结构的重量。

进一步地，三级吸能结构30外轮廓可根据需要进行变化，例如将止挡梁31加长、将止挡梁31加宽。

接下来提供一个优选实施例进一步说明：

1、相邻的两车辆碰撞时，首先接触是防爬齿101，防爬齿101焊接在一级吸能结构10上，并且突出于一级吸能结构10。两车辆的防爬齿101的高度一致和齿数一致，保证碰撞发生时，至端梁11少保证一个防爬吸能梁齿相啮合，车辆不在高度方向上发生错位；

2、随着碰撞的加剧，端梁底板111的第一底板和第二底板、与端梁底板111相连接的端梁立板112焊接形成的一级吸能结构10发生局部形变，吸收一部分能量。同时焊接在端梁11上的作为第一吸能柱体81的碰撞柱和作为第二吸能柱体82的端角柱始终与端梁11连接；

3、随着碰撞的加剧，二级吸能结构20由第一诱导部213和第二诱导部216的引导，发生形变，吸收能量。同时碰撞柱、端角柱、端梁11和二级吸能结构20始终连接在一起，保证碰撞柱和端角柱后面的人员安全；

4、吸能管21吸收能量形变完成后，前端形变产生，两车的碰撞柱接触碰撞，产生形变，吸收能量，端部区域的吸能空间使用完毕。与车辆前端连接在一起的车顶结构90、侧墙70和底架产生局部破坏，车辆的碰撞吸能完成。

5、在完成碰撞吸能的形变后，车辆前端连接在一起的车顶结构90、侧墙70和底架产生局部变形，但是不发生分离。

本发明的另一实施例提供了一种轨道车辆，包括碰撞吸能结构，其中，碰撞吸能结构为上述的碰撞吸能结构。该方案的碰撞吸能结构不仅是吸能部件，同时也是载荷承载结构。

端部底架上的一级吸能结构10、车顶结构90以及安装在车顶结构90以及一级吸能结构10之间的端部吸能结构80形成了车体结构的端部整体吸能结构，不再需要增加独立的吸能结构元件。本发明在不增大车体结构的外型尺寸的情况下，提高了车辆的碰撞吸能性能，达到了车体结构碰撞吸能的要求。另外，由于车体结构外形尺寸不需变化，车辆的尺寸能够与既有车辆保持一致，可以满足车辆的兼容连挂的要求，提高了车辆的兼容性。由于不增加车辆的外形尺寸，本发明的碰撞吸能结构能够适应车辆端部连挂间隙小、小曲线通过的技术要求，能够适应更多复杂路况。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

Claims (22)

1.一种轨道车辆的碰撞吸能结构，其特征在于，包括：

一级吸能结构(10)，用于与所述轨道车辆的底架边梁(40)连接，所述一级吸能结构(10)具有间隔设置的至少两个吸能腔；

端部吸能结构(80)，所述端部吸能结构(80)的下端用于与所述一级吸能结构(10)相连接；

车顶结构(90)，所述端部吸能结构(80)的上端与所述车顶结构(90)相连接。

2.根据权利要求1所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述一级吸能结构(10)包括端梁(11)，所述端梁(11)的两端分别用于与所述轨道车辆的底架边梁(40)连接，所述端梁(11)具有端梁底板(111)和与所述端梁底板(111)相连接的端梁立板(112)，所述端梁立板(112)竖直设置并在所述端梁底板(111)上围成所述吸能腔。

3.根据权利要求2所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述端部吸能结构(80)包括第一吸能柱体(81)，所述端梁底板(111)的中部具有第一柱体安装孔(111a)，所述第一吸能柱体(81)穿设于所述第一柱体安装孔(111a)中并与所述端梁底板(111)相焊接。

4.根据权利要求3所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述端梁底板(111)包括相对设置的第一底板和第二底板，所述第一吸能柱体(81)分别与所述第一底板和所述第二底板相焊接。

5.根据权利要求3所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述端部吸能结构(80)还包括第二吸能柱体(82)，其第一端与所述车顶结构(90)焊接，其第二端用于与所述一级吸能结构(10)焊接。

6.根据权利要求5所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述第二吸能柱体(82)为两个，两个所述第二吸能柱体(82)相间隔地设置，所述第一吸能柱体(81)为两个，两个所述第一吸能柱体(81)相间隔地设置，两个所述第一吸能柱体(81)位于两个所述第二吸能柱体(82)之间。

7.根据权利要求6所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述端梁底板(111)的两端分别具有第二柱体安装孔(111c)，所述第二吸能柱体(82)穿设于所述第二柱体安装孔(111c)中并与所述端梁底板(111)相焊接。

8.根据权利要求1所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述碰撞吸能结构还包括：

二级吸能结构(20)，所述二级吸能结构(20)与所述一级吸能结构(10)相连接，所述二级吸能结构(20)包括至少两个间隔设置的吸能管(21)，所述一级吸能结构(10)与所述吸能管(21)的第一端相连接。

9.根据权利要求8所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述吸能管(21)为中空结构，所述吸能管(21)上具有第一诱导部(213)。

10.根据权利要求9所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述第一诱导部(213)包括诱导孔(211)，所述诱导孔(211)为通孔。

11.根据权利要求10所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述吸能管(21)的横截面为矩形，所述第一诱导部(213)包括至少一组诱导孔(211)，每组所述诱导孔(211)沿垂直于所述吸能管(21)的轴线的平面在所述吸能管(21)的周向间隔设置。

12.根据权利要求11所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述第一诱导部(213)包括多组诱导孔(211)，多组所述诱导孔(211)沿所述吸能管(21)的延伸方向间隔设置。

13.根据权利要求9所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述吸能管(21)包括至少两个相邻的侧壁，两个相邻侧壁之间相连接并形成折弯部，所述第一诱导部(213)设置在所述吸能管(21)的至少一个折弯部处。

14.根据权利要求9所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述吸能管(21)上还具有第二诱导部(216)，所述第二诱导部(216)设置在所述吸能管(21)的侧壁上。

15.根据权利要求14所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述第二诱导部(216)相对于所述吸能管(21)的侧壁向内凹入形成凹陷部(212)。

16.根据权利要求15所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述吸能管(21)的横截面为矩形，所述第二诱导部(216)为两个，两个第二诱导部(216)在所述吸能管(21)的侧壁上相对地设置。

17.根据权利要求8所述的碰撞吸能结构，其特征在于，还包括三级吸能结构(30)，所述三级吸能结构(30)与所述吸能管(21)的第二端相连接。

18.根据权利要求17所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述三级吸能结构(30)包括止挡梁(31)，所述止挡梁(31)的两端分别用于与所述轨道车辆的底架边梁(40)连接。

19.根据权利要求18所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述吸能管(21)的第二端与所述止挡梁(31)相连接。

20.根据权利要求18所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述止挡梁(31)为包括依次连接的第一止挡段、第二止挡段和第三止挡段，所述吸能管(21)的第二端与所述第二止挡段相焊接，所述第一止挡段与所述第二止挡段之间具有第一夹角，所述第一夹角为钝角，所述第三止挡段与所述第二止挡段之间具有第二夹角，所述第一夹角等于所述第二夹角。

21.根据权利要求20所述的碰撞吸能结构，其特征在于，所述第一止挡段上设置有多个间隔设置的第二减重孔；和/或所述第三止挡段上设置有多个间隔设置的第三减重孔。

22.一种轨道车辆，包括碰撞吸能结构，其特征在于，所述碰撞吸能结构为权利要求1至21中任一项所述的碰撞吸能结构。