CN111845830B - 列车被动碰撞吸能装置及轨道列车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种列车被动碰撞吸能装置，包括：吸能组件；防爬组件，防爬组件包括：防爬本体；连接件，连接件一端与防爬本体相连接，吸能组件套接于连接件另一端的外侧，连接件设置有：第一连接部，连接件另一端向吸能组件内部延伸形成第一连接部；安装组件，安装组件包括：安装件，吸能组件套接于安装件的外侧，安装件设置有：容纳腔，吸能组件位于吸能行程末端时，第一连接部伸入至容纳腔的内部。本发明提供的列车被动碰撞吸能装置，当吸能管组件位于吸能行程末端时，能够承受较大的垂向载荷，避免发生垂向倾覆或爬车，进一步保证轨道列车的安全性能。本发明还提供一种轨道列车。

Description

列车被动碰撞吸能装置及轨道列车

技术领域

本发明属于列车被动安全装置领域，尤其涉及一种列车被动碰撞吸能装置及轨道列车。

背景技术

为提高轨道列车发生碰撞时的安全性能，通常设置有列车被动碰撞吸能装置。列车被动碰撞吸能装置对碰撞能量进行吸收，从而提高轨道列车的安全性能。

现有的列车被动碰撞吸能装置，包括吸能组件，吸能组件通常为细长的圆柱结构。当吸能组件到达最大压缩行程之后，即吸能组件位于吸能行程末端时，无法承受较大的垂向载荷，容易发生垂向倾覆或爬车，进而降低了轨道列车的安全性能。

发明内容

针对现有的列车被动碰撞吸能装置无法承受较大垂向载荷而易造成垂向倾覆或爬车的技术问题，本发明提供了一种列车被动碰撞吸能装置，当吸能管组件位于吸能行程末端时，能够承受较大的垂向载荷，避免发生垂向倾覆或爬车，进一步保证轨道列车的安全性能。本发明还提供一种轨道列车。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种列车被动碰撞吸能装置，包括：

吸能组件；

防爬组件，所述防爬组件包括：

防爬本体；

连接件，所述连接件一端与所述防爬本体相连接，所述吸能组件套接于所述连接件另一端的外侧，所述连接件设置有：

第一连接部，所述连接件另一端向所述吸能组件内部延伸形成所述第一连接部；

安装组件，所述安装组件包括：

安装件，所述吸能组件套接于所述安装件的外侧，所述安装件设置有：

容纳腔，所述吸能组件位于吸能行程末端时，所述第一连接部伸入至所述容纳腔的内部。

进一步，所述连接件设置有：

限位部，所述限位部位于所述吸能组件内部；

所述安装件设置有：

限位配合部，所述限位配合部位于所述吸能组件内部，所述吸能组件位于吸能行程末端时，所述限位部与所述限位配合部相抵接。

进一步，所述连接件为筒状结构。

进一步，所述吸能组件包括：

吸能管本体，所述吸能管本体一端套接于所述连接件外侧，所述吸能管本体另一端套接于所述安装件的外侧。

进一步，所述吸能管本体为纤维复合材料。

进一步，所述吸能管本体设置有：

第一诱导部，所述第一诱导部设置于所述吸能管本体朝向所述安装件的一端，所述第一诱导部设置于所述吸能管本体的内侧。

进一步，所述安装件上设置有第二诱导部，所述第二诱导部设置于所述安装件的外侧，所述第二诱导部与所述吸能管本体的一端相对应设置。

进一步，所述吸能管本体设置有：

第三诱导部，所述第三诱导部设置于所述吸能管本体朝向所述安装件的一端，所述第三诱导部为凹槽结构。

进一步，所述防爬本体设置有：

第二连接部，所述第二连接部与所述连接件相连接；

防爬部，所述防爬部与所述第二连接部相背设置，所述防爬部为齿状结构。

本发明还提供一种轨道列车，包含以上任一项所述的列车被动碰撞吸能装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明所提供的列车被动碰撞吸能装置，包括吸能组件、防爬组件和安装组件，吸能组件一端与防爬组件相连接，吸能组件另一端通过安装组件与车体相连接。防爬组件包括防爬本体和与防爬本体相连接的连接件。吸能组件套接于连接件的外侧，连接件向吸能组件内部延伸形成第一连接部。安装组件包括安装件，吸能组件套接于安装件的外侧，安装件设置有容纳腔。吸能组件位于吸能行程末端时，第一连接部伸入至安装件的容纳腔内。当轨道列车发生碰撞时，吸能组件吸收能量发生破碎。当吸能组件破碎至吸能行程末端时，第一连接部伸入至安装件的容纳腔内，安装件通过容纳腔和第一连接部限制连接件的位置。当承受的垂向力较大时，安装件与连接件的位置不发生变化，从而使得本发明所提供的列车被动碰撞吸能装置能够承受较大的垂向力。

2.本发明所提供的列车被动碰撞吸能装置，连接件设置有限位部，安装件的外侧设置有限位配合部，吸能组件位于吸能行程末端时，限位部与限位配合部相抵接。当轨道列车发生碰撞时，吸能组件吸收能量发生破碎，吸能组件带动连接件向安装件方向移动。当吸能组件位于吸能行程末端时，限位部与限位配合部相抵接，从而限制连接件与安装件的位置，进一步提高了本发明所提供的列车被动碰撞吸能装置所承受的垂向力，提高了轨道列车的安全可靠性。

附图说明

图1为本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置的结构示意图；

图2为图1中列车被动碰撞吸能装置的正视结构示意图；

图3为图2中列车被动碰撞吸能装置的剖视结构示意图；

图4为图3中吸能管本体的结构示意图；

图5为图3所提供的列车被动碰撞吸能装置的吸能行程开始时的结构示意图；

图6为图3所提供的列车被动碰撞吸能装置的吸能行程末端的结构示意图；

图7为图6中A处的结构放大示意图。

对附图标记进行具体说明：

1、吸能组件；11、吸能管本体；111、第一诱导部；112、第三诱导部；

2、防爬组件；21、防爬本体；211、第二连接部；212、防爬部；22、连接件；221、第一连接部；222、第三连接部；223、第四连接部；224、限位部；

3、安装组件；31、安装件；311、容纳腔；312、限位配合部；313、第五连接部；314、第六连接部；315、第二诱导部；

4、车体；

100、列车被动碰撞吸能装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本发明的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对现有的列车被动碰撞吸能装置无法承受较大垂向载荷而易造成垂向倾覆或爬车的技术问题，本发明提供了一种列车被动碰撞吸能装置，当吸能管组件位于吸能行程末端时，能够承受较大的垂向载荷，避免发生垂向倾覆或爬车，进一步保证轨道列车的安全性能。本发明还提供一种轨道列车。下面结合具体实施例对本发明的技术方案作具体说明。

本实施例提供一种列车被动碰撞吸能装置100，包括：

吸能组件1；

防爬组件2，防爬组件2包括：

防爬本体21；

连接件22，连接件22一端与防爬本体21相连接，吸能组件1套接于连接件22另一端的外侧，连接件22设置有：

第一连接部221，连接件22另一端向吸能组件1内部延伸形成第一连接部221；

安装组件3，安装组件3包括：

安装件31，吸能组件1套接于安装件31的外侧，安装件31设置有：

容纳腔311，吸能组件1位于吸能行程末端时，第一连接部221伸入至容纳腔311的内部。

本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100，包括吸能组件1、防爬组件2和安装组件3，吸能组件1一端与防爬组件2相连接，吸能组件1另一端通过安装组件3与车体4相连接。防爬组件2包括防爬本体21和与防爬本体21相连接的连接件22。吸能组件1套接于连接件22的外侧，连接件22向吸能组件1内部延伸形成第一连接部221。安装组件3包括安装件31，吸能组件1套接于安装件31的外侧，安装件31设置有容纳腔311。吸能组件1位于吸能行程末端时，第一连接部221伸入至安装件31的容纳腔311内。当轨道列车发生碰撞时，吸能组件1吸收能量发生破碎。当吸能组件1破碎至吸能行程末端时，第一连接部221伸入至安装件31的容纳腔311内，安装件31通过容纳腔311和第一连接部221限制连接件22的位置。当承受的垂向力较大时，安装件31与连接件22的位置不发生变化，从而使得本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100能够承受较大的垂向力。

具体地说，参考附图1至附图7，本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100包括吸能组件1、防爬组件2和安装组件3。吸能组件1一端与防爬组件2相连接，吸能组件1另一端通过安装组件3与车体4相连接。

吸能组件1用于吸收碰撞能量。具体地说，参考附图3和附图4，吸能组件1包括吸能管本体11，吸能管本体11一端套接于连接件22外侧，吸能管本体11另一端套接于安装件31的外侧。吸能管本体11为筒状结构，具有一定的壁厚。可根据轨道列车吸收能量的要求来具体设置吸收管本体11的长度及壁厚。作为优选，吸能管本体11为纤维复合材料。更为具体地说，纤维复合材料是由增强纤维材料与基体材料(树脂、固化剂等)经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成。纤维丝可采用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等的一种或多种。本实施例所提供的吸能管本体11与现有技术中金属材料的吸能管本体相比，具有较高的比吸能，能够吸收能多的能量，且车体不需要预留吸能管本体11的后退空间，可充分发挥有效吸能形成，进一步提高轨道列车的安全性能。

进一步，为有助于吸能过程中对吸能管本体11的破碎过程进行导向，吸能管本体11上设置有第一诱导部111。具体地说，第一诱导部111设置于吸能管本体11朝向安装件31的一端，且第一诱导部111设置于吸能管本体11的内侧。第一诱导部111可以为设置于吸能管本体11的内侧的斜面。第一诱导部111还可以为设置于吸能管本体11内侧的倒角结构或倒圆结构。第一诱导部111能够起到诱导变形的作用，降低吸能管破坏时的初始峰值载荷，且能够为吸能管本体11的破坏方向提供导向作用。

进一步为提高对吸能管本体11的破坏诱导及导向，安装件31上设置有第二诱导部315，第二诱导部315与吸能管本体11相对应设置。在轨道列车碰撞过程中，吸能管本体11在第二诱导部315的作用下，吸能管本体11沿第二诱导部111的方向进行碎裂，降低吸能管本体11破坏时的初始峰值载荷，且能够为吸能管本体11的破坏方向提供导向作用，能够保证吸能管本体11的吸能稳定性。作为优选，第二诱导部315与第一诱导部111相配合设置，提高诱导及导向性能。

更进一步，为有助于吸能过程中对吸能管本体11进行诱导，吸能管本体11上设置有第三诱导部112。具体地说，第三诱导部112为凹槽结构，第三诱导部112设置于吸能管本体11朝向安装件31的一端。在轨道列车碰撞过程中，第三诱导部112能够诱导吸能管本体11在吸能时发生变形，降低了吸能管本体11的初始峰值载荷，引导吸能管本体11以稳定渐进的方式破坏，从而提高吸能管本体11的吸能稳定性。本实施例所提供的第三诱导部112沿吸能管本体11圆周均匀分布或不均匀分布，可根据实际工况进行选择。作为优选，第三诱导部112沿吸能管本体11的圆周方向均匀分布。

防爬组件2为本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100提供防爬功能。具体地说，参考附图1至附图3，防爬组件2包括防爬本体21和连接件22。防爬本体21设置有第二连接部211和防爬部212。第二连接部211与连接件22相连接。具体地，第二连接部211与防爬本体21可以焊接，或通过螺栓连接，或与防爬本体21一体成型。防爬部212与第二连接部211相背设置，防爬部212为齿状结构。作为优选，齿状结构与吸能管1的轴线方向垂直。在轨道列车发生碰撞时，连接于机车与车辆或车辆与车辆之间的两列车被动碰撞吸能装置100相互接触，此时，防爬部212通过咬合等方式相连接，避免机车与车辆或车辆与车辆发生爬车现象，从而提高轨道列车的安全性能。

连接件22起到连接防爬本体21和吸能管1的作用。具体地说，参考附图1至附图3，连接件22优选为筒状结构，能够有效减小自身重量，从而减小本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100的重量。连接件22设置有第一连接部221、第三连接部222、第四连接部223和限位部224。第一连接部221用于与安装件31相配合，以提高本实施例所提供的列车碰撞吸能装置100的垂向载荷承载能力。具体地说，连接件22通过第三连接部222与防爬本体21的第二连接部211相连接，可以是焊接，也可以是通过螺栓连接，或者与第二连接部211一体成型。连接件22通过第四连接部223与吸能组件1相连接。连接件22的外表面可以为第四连接部223，吸能管本体11套接于第四连接部223的外侧。具体地，第四连接部223可与吸能管本体11粘接，或通过其他方式连接。连接件22另一端向吸能管本体11内部延伸形成第一连接部221，当吸能管本体11位于吸能行程末端时，第一连接部221伸入至安装件31的内部，安装件31通过第一连接部221限制连接件22的位置。当施加垂向载荷时，连接件22与安装件31不容易发生垂向倾覆或爬车，从而提高了本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100的垂向载荷承载能力，进一步提高了轨道列车的安全性能。连接件22上还设置有限位部224，限位部224用于限制吸能行程末端时连接件22与安装件31的位置，从而限制连接件22与安装件31的位置，进一步提高了本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100所承受的垂向力，提高了轨道列车的安全可靠性。

安装组件3用于将本实施例所提供的列车碰撞安全装置100连接至车体4。具体地说，安装组件3包括安装件31。吸能管本体11套接于安装件31的外侧，安装件31与车体4相连接。更为具体地说，参考附图1至附图3，安装件31为筒状结构，安装件31具有第五连接部313和第六连接部314，安装件31通过第五连接部313与吸能管本体11相连接。具体地，吸能管本体11套接于第五连接部313的外侧。安装件31还设置有导向配合部315，导向配合部315设置于安装件31的外侧，导向配合部315与吸能管本体11的导向部111相配合，即与吸能管本体11的斜面相配合。在轨道列车碰撞过程中，吸能管本体11在第一诱导部111和/或第二诱导部315的作用下，吸能管本体11沿导向部111的方向进行碎裂，能够保证吸能管本体11的吸能稳定性。安装件31通过第六连接部314与车体4相连接。

安装件31设置有容纳腔311，当吸能管本体11位于吸能行程末端时，连接件22的第一连接部221伸入至容纳腔311内。当轨道列车发生碰撞时，吸能管本体11吸收能量发生破碎。当吸能管本体11破碎至吸能行程末端时，第一连接部221伸入至安装件31的容纳腔311内，安装件31通过容纳腔311和第一连接部221限制连接件22的位置。当承受的垂向力较大时，安装件31与连接件22的位置不发生变化，从而使得本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100能够承受较大的垂向力。

进一步，为提高本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100的垂向载荷承载能力，安装件31上还设置有限位配合部312，参考附图6，吸能管本体11位于吸能行程末端时，连接件22的限位部224与限位配合部312相抵接。当轨道列车发生碰撞时，吸能管本体11吸收能量发生破碎，吸能管本体11带动连接件22向安装件31方向后退移动。当吸能管本体11位于吸能行程末端时，限位部224与限位配合部312相抵接，从而限制连接件22与安装件31的位置，进一步提高了本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100所承受的垂向力，提高了轨道列车的安全性能。

本实施例还提供一种轨道列车，包含本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100。

为便于对本实施例技术方案的理解，下面对本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100的工作过程做具体说明。

当轨道列车发生碰撞时，机车与车辆或车辆与车辆之间的两列车被动碰撞吸能装置100相接触，此时，防爬本体21的防爬部212相对接，并推动连接件22和吸能管本体11后退。参考附图5，在吸能管本体11靠近安装件31一端的导向部111及诱导部112的作用下，吸能管本体11发生破坏，吸收碰撞能量。吸能管本体11带动连接件22及防爬本体21后退移动。

参考附图6和附图7，当吸能管本体11破碎至吸能行程末端时，连接件22的第一连接部221伸入安装件31的容纳腔311的内部，且连接件22的限位部224与安装件31的限位配合部312相抵接，限制吸能管本体11的进一步后退，此时本实施例所提供的列车被动碰撞吸能装置100达到最大工作行程。

若防爬部212受到较大垂向力或其他与吸能管本体11的轴向呈一定角度的力而使防爬本体21和连接件22具有垂向失稳的趋势时，连接件22和安装件31具有机械限位，垂向失稳的趋势被限制，有效防止列车发生爬车和垂向倾覆。当垂向力较大时，吸能管本体11可能破坏，但安装件31仍可对连接件22进行限位，进而提高轨道列车的安全性能。

Claims (8)

1.一种列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，包括：

吸能组件；

防爬组件，所述防爬组件包括：

防爬本体；

连接件，所述连接件一端与所述防爬本体相连接，所述吸能组件套接于所述连接件另一端的外侧，所述连接件为筒状结构，设置有：

第一连接部，所述连接件另一端向所述吸能组件内部延伸形成所述第一连接部；

安装组件，所述安装组件包括：

安装件，所述吸能组件套接于所述安装件的外侧，所述安装件设置有：

容纳腔，所述吸能组件位于吸能行程末端时，所述第一连接部伸入至所述容纳腔的内部；

所述连接件设置有：

限位部，所述限位部位于所述吸能组件内部；

所述安装件设置有：

限位配合部，所述限位配合部位于所述吸能组件内部，所述吸能组件位于吸能行程末端时，所述限位部与所述限位配合部相抵接。

2.根据权利要求1任一项所述的列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，所述吸能组件包括：

吸能管本体，所述吸能管本体一端套接于所述连接件外侧，所述吸能管本体另一端套接于所述安装件的外侧。

3.根据权利要求2所述的列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，所述吸能管本体为纤维复合材料。

4.根据权利要求2所述的列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，所述吸能管本体设置有：

第一诱导部，所述第一诱导部设置于所述吸能管本体朝向所述安装件的一端，所述第一诱导部设置于所述吸能管本体的内侧。

5.根据权利要求2所述的列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，所述安装件上设置有第二诱导部，所述第二诱导部设置于所述安装件的外侧，所述第二诱导部与所述吸能管本体的一端相对应设置。

6.根据权利要求2所述的列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，所述吸能管本体设置有：

第三诱导部，所述第三诱导部设置于所述吸能管本体朝向所述安装件的一端，所述第三诱导部为凹槽结构。

7.根据权利要求1所述的列车被动碰撞吸能装置，其特征在于，所述防爬本体设置有：

第二连接部，所述第二连接部与所述连接件相连接；

防爬部，所述防爬部与所述第二连接部相背设置，所述防爬部为齿状结构。

8.一种轨道列车，其特征在于，包含权利要求1~7任一项所述的列车被动碰撞吸能装置。