CN109532924B - 一种高速列车被动防护二级缓冲解锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，该装置的车钩推杆端头与一号车辆固定连接，车钩推架为中空结构且轴向插有车钩推杆，车钩推杆外周套有一级缓冲铝蜂窝结构，一级缓冲铝蜂窝结构位于车钩推杆与车钩推架两个端头之间，若干第一拉杆穿过车钩推架的端头和一级缓冲铝蜂窝结构与车钩推杆端头固定，若干第二拉杆穿过车钩推架尾端和二级缓冲铝蜂窝结构与二号车辆侧面固定，二级缓冲铝蜂窝结构的轴向安装有导向件，解锁杆插入导向件，四个斜块铰接于斜块铰接筒的前端且与车钩推架的尾端内部斜面配合。克服现有高速列车吸能缓冲技术的缺陷，本发明实现了列车动能有序耗散，保证列车缓冲过程不发生偏载，具有良好的动稳定性。

Description

一种高速列车被动防护二级缓冲解锁装置

技术领域

本发明涉及一种高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，属于高速列车相邻车辆之间高速撞击被动防护技术领域。

背景技术

随着我国高速列车的速度越来越快，为乘客的出行带来了极大的便利，也促进了区域经济的快速发展，成为了当今主要的交通方式之一。但随着列车速度的快速提升，其一旦发生脱轨等碰撞事故，带来的后果也往往是触目惊心的，德国、美国及我国分别于1998年、2008年和2011年发生的列车脱轨撞击事故，分别造成了101人、10人及40人死亡。因此，利用缓冲吸能结构或装置来确保高速列车发生事故时能快速吸收碰撞冲击能，减小对车辆及乘客的危害，是高速列车发展过程面临的重要课题。

现有技术的缓冲解锁装置多采用由螺旋缓冲弹簧及筒式液力减震器构成的缓冲器，并且通过在车头左右对称布置两个缓冲器来吸收冲击动能。此种缓冲装置的缺点至少有两方面：一是螺旋缓冲弹簧的回复特性会使被撞车辆受到二次冲击和振荡，不利于冲击动能的平稳吸收和降低；二是采用的液力减震器结构比较复杂、环境适应能力不强且需要经常进行维护，与当今普遍采用的利用铝蜂窝材料或结构吸能结构相比不占优势。

还有的高速列车缓冲装置左右对称的薄壁管与被防护车头固结，两个薄壁管又与横向布置的薄壁管固结并形成一个封闭结构，车钩通过剪断螺栓与被防护车头固结。车钩用来实现牵引车与被牵引车之间的牵引力传递，当两辆车发生碰撞时，首先冲击力通过车钩传递到剪断螺栓，当剪断螺栓被完全剪断后，车钩后退使得薄壁管缓冲装置通过变形完成对冲击能量的吸收。这种装置的缺点是多个剪断螺栓不能实现同时剪断，造成不能保证撞击车辆完全沿车辆轴线运动，从而会造成车辆偏载的风险发生，很容易发生脱轨而造成更严重的后果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有高速列车吸能缓冲技术的缺陷，提供高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，可通过力或位移控制的方式实现列车动能的逐级有序耗散，且能保证列车缓冲过程不发生偏载，具有良好的动稳定性，同时本装置的铝蜂窝缓冲结构使得所提结构具有重量轻、结构简单、维护工作量低的优点。

本发明提出一种高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，固定于一号车辆和二号车辆之间，包括车钩推杆、一级缓冲铝蜂窝结构、车钩推架、四个斜块、弹簧、二级缓冲铝蜂窝结构、导向件、解锁杆、若干第一拉杆、斜块铰接筒和若干第二拉杆；所述车钩推杆的端头与一号车辆固定连接，所述车钩推架为中空结构且轴向插有车钩推杆，所述车钩推杆的外周套有一级缓冲铝蜂窝结构，所述一级缓冲铝蜂窝结构位于车钩推杆与车钩推架的两个端头之间，若干所述第一拉杆穿过车钩推架的端头和一级缓冲铝蜂窝结构与车钩推杆的端头固定，所述二级缓冲铝蜂窝结构位于一级缓冲铝蜂窝结构的对侧，若干所述第二拉杆穿过车钩推架尾端和二级缓冲铝蜂窝结构与二号车辆的侧面固定，所述二号车辆的侧面且位于二级缓冲铝蜂窝结构的轴向安装有导向件，所述解锁杆插入导向件，且解锁杆的端头与导向件之间设置有弹簧，所述斜块铰接筒套固于车钩推杆的尾端，且与二号车辆固定连接，四个所述斜块铰接于斜块铰接筒的前端且与车钩推架的尾端内部斜面配合。

优选地，所述车钩推杆的推杆始终与解锁杆接触。

优选地，所述一级缓冲铝蜂窝结构和二级缓冲铝蜂窝结构均为环状，且均采用铝蜂窝材料。

优选地，四个所述斜块能相对斜块铰接筒转动从而解除对车钩推架的轴向移动限制。

本发明所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置的有益效果为：

本发明提供一种新型高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，其采用铝蜂窝材料进行高速列车相撞过程的动能吸收与缓冲，具有比吸能高、体积及重量小、结构简单的特点。

同时本装置采用力或位移控制实现一、二级缓冲，避免了现有的高速列车缓冲装置通过剪断螺栓方式实现缓冲带来的螺栓不能同时被剪断造成的偏载现象，保证列车动能可沿轴线被均匀吸收，保障了缓冲过程列车的动稳定性。

附图说明

图1是本发明所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置的结构示意图；

图2是本发明所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置的工作过程示意图；

附图标记：1-一号车辆；2-车钩推杆；3-一级缓冲铝蜂窝结构；4-车钩推架；5-斜块；6-弹簧；7-二级缓冲铝蜂窝结构；8-导向件；9-二号车辆；10-解锁杆；11-第一拉杆；12-斜块铰接筒；13-第二拉杆。

具体实施方式

图1和图2所示装置实际为圆柱形回转结构，图中仅表示其机构组成及工作原理，以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

具体实施方式一：参见图1-图2说明本实施方式。本实施方式所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，固定于一号车辆1和二号车辆9之间，包括车钩推杆2、一级缓冲铝蜂窝结构3、车钩推架4、四个斜块5、弹簧6、二级缓冲铝蜂窝结构7、导向件8、解锁杆10、若干第一拉杆11、斜块铰接筒12和若干第二拉杆13；所述车钩推杆2的端头与一号车辆1固定连接，所述车钩推架4为中空结构且轴向插有车钩推杆2，所述车钩推杆2的外周套有一级缓冲铝蜂窝结构3，所述一级缓冲铝蜂窝结构3位于车钩推杆2与车钩推架4的两个端头之间，若干所述第一拉杆11穿过车钩推架4的端头和一级缓冲铝蜂窝结构3与车钩推杆2的端头固定，所述二级缓冲铝蜂窝结构7位于一级缓冲铝蜂窝结构3的对侧，若干所述第二拉杆13穿过车钩推架4尾端和二级缓冲铝蜂窝结构7与二号车辆9的侧面固定，所述二号车辆9的侧面且位于二级缓冲铝蜂窝结构7的轴向安装有导向件8，所述解锁杆10插入导向件8，且解锁杆10的端头与导向件8之间设置有弹簧6，所述斜块铰接筒12套固于车钩推杆2的尾端，且与二号车辆9固定连接，四个所述斜块5铰接于斜块铰接筒12的前端且与车钩推架4的尾端内部斜面配合。

所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置其位于一号车辆1和二号车辆9之间，既是一号车辆1和二号车辆9发生碰撞时的缓冲装置，也是一号车辆1实现对二号车辆9的动力牵引装置，一号车辆与车钩推杆2固结，二号车辆9与二级缓冲铝蜂窝结构7固结。

多个第二拉杆13穿过一级缓冲铝蜂窝结构3环形安装，使得一号车辆的牵引力能通过多个第二拉杆13传递到车钩推架4，一级缓冲蜂窝结构3不受压缩。多个第一拉杆11穿过二级缓冲铝蜂窝结构7环形安装，使得车钩推架4的牵引力能通过多个第一拉杆11传递至二号车辆，牵引过程二级缓冲蜂窝结构7不受压缩。

所述车钩推架4为一中空结构，车钩推杆2的推杆位于车钩推架4内腔中。导向件8与二号车辆9固连，其用来为解锁杆10提供导向，弹簧6套装于解锁杆10轴线上，车钩推杆2的推杆始终与解锁杆10接触。

四个所述斜块5能相对斜块铰接筒12转动从而解除对车钩推架4的轴向移动限制。

所述斜块铰接筒12为内部中空结构，其套固于车钩推杆2的尾端，解锁杆10位于其内部，其右端面与二号车辆9固结，四个所述斜块5与斜块铰接筒12进行铰接，斜块5可相对斜块铰接筒12转动，可实现车钩推架4从锁紧状态到解锁状态的转变。

所述一级缓冲铝蜂窝结构3和二级缓冲铝蜂窝结构7采用铝蜂窝材料进行高速列车相撞过程的动能吸收与缓冲，具有比吸能高、体积及重量小、结构简单的特点。

本发明所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置的工作原理和具体操作过程为：

车钩推杆2在一号车辆1推动作用下压缩一级缓冲铝蜂窝结构3，实现一级缓冲动作，同时推动解锁杆10，待一级缓冲铝蜂窝结构3被完全压溃，所提的解锁杆10压缩弹簧6并沿导向件8轴向移动一定距离，解除对斜块5的限位，所提斜块5绕固定销轴相对于斜块铰接筒12转动，解除对车钩推架4的限位，进而车钩推架4连同车钩推杆2、一级缓冲铝蜂窝结构3一起沿轴向移动，压缩二级缓冲铝蜂窝结构7，实现二级缓冲动作。图1、图2中所示均为平面示意图，实际装置为回转体，这种结构方式力均作用在轴线上，且通过单个件触发的形式实现顺序动作，因此可很好地保证同步性，发生偏转的几率比较小。

所述二级缓冲蜂窝结构7在车钩推杆2未发生碰撞或发生微量碰撞时，仅由一级缓冲铝蜂窝结构2进行缓冲，斜块5在解锁杆10的限位作用下不会发生转动。所述车钩推架4与斜块5通过斜面配合，若卡块不动，车钩推架4不论承受多大的力都不会发生轴向移动，进而不会压缩二级缓冲铝蜂窝结构7，由此实现两级顺序缓冲动作。

所述二级缓冲蜂窝结构7可既通过位移进行控制，也可以通过力控制。所述位移控制方式相对较为精确，当车钩参数确定后，在承受一定冲击力情况下车钩推杆2在轴向的位移一般为确定值，所述解锁杆10与斜块5的轴向接触长度稍微小于车钩推杆2在轴向的位移，这样当一级缓冲铝蜂窝结构2作用完成后，解锁杆10会与斜块5脱离接触，斜块5绕其销轴转动，车钩推架4轴向约束被解除，车钩推架4与二级缓冲铝蜂窝结构7发生碰撞，进行二级缓冲。所述的力控制只需调节好弹簧6的刚度即可，当车钩推杆2受到预设的冲击力后，弹簧6被压缩，解锁杆10与斜块5脱离接触，进行二级缓冲。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，固定于一号车辆(1)和二号车辆(9)之间，其特征在于，包括车钩推杆(2)、一级缓冲铝蜂窝结构(3)、车钩推架(4)、四个斜块(5)、弹簧(6)、二级缓冲铝蜂窝结构(7)、导向件(8)、解锁杆(10)、若干第一拉杆(11)、斜块铰接筒(12)和若干第二拉杆(13)；

所述车钩推杆(2)的端头与一号车辆(1)固定连接，所述车钩推架(4)为中空结构且轴向插有车钩推杆(2)，所述车钩推杆(2)的外周套有一级缓冲铝蜂窝结构(3)，所述一级缓冲铝蜂窝结构(3)位于车钩推杆(2)与车钩推架(4)的两个端头之间，若干所述第一拉杆(11)穿过车钩推架(4)的端头和一级缓冲铝蜂窝结构(3)与车钩推杆(2)的端头固定，所述二级缓冲铝蜂窝结构(7)位于一级缓冲铝蜂窝结构(3)的对侧，若干所述第二拉杆(13)穿过车钩推架(4)尾端和二级缓冲铝蜂窝结构(7)与二号车辆(9)的侧面固定，所述二号车辆(9)的侧面且位于二级缓冲铝蜂窝结构(7)的轴向安装有导向件(8)，所述解锁杆(10)插入导向件(8)，且解锁杆(10)的端头与导向件(8)之间设置有弹簧(6)，所述斜块铰接筒(12)套固于车钩推杆(2)的尾端，且与二号车辆(9)固定连接，四个所述斜块(5)铰接于斜块铰接筒(12)的前端且与车钩推架(4)的尾端内部斜面配合。

2.根据权利要求1所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，其特征在于，所述车钩推杆(2)的推杆始终与解锁杆(10)接触。

3.根据权利要求1所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，其特征在于，所述一级缓冲铝蜂窝结构(3)和二级缓冲铝蜂窝结构(7)均为环状，且均采用铝蜂窝材料。

4.根据权利要求1所述的高速列车被动防护二级缓冲解锁装置，其特征在于，四个所述斜块(5)能相对斜块铰接筒(12)转动从而解除对车钩推架(4)的轴向移动限制。

Images