CN112298258A - 中间车端部碰撞吸能结构及轨道车辆 - Google Patents

中间车端部碰撞吸能结构及轨道车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及轨道车辆被动安全技术领域，提供一种中间车端部碰撞吸能结构，包括安装在中间车底架下方的中间剪断车钩，以及安装在所述中间车的端墙相对两侧的中间吸能模块和安装在所述中间吸能模块下方且对应所述底架的边梁位置处的中间防爬器，所述中间吸能模块的长度沿所在端墙的高度方向延伸。本发明能够在现有城轨车辆平台不变的前提下提升车辆碰撞安全性能。

Description

中间车端部碰撞吸能结构及轨道车辆
技术领域
本发明涉及轨道车辆被动安全技术领域，尤其涉及一种中间车端部碰撞吸能结构及轨道车辆。
背景技术
现有城轨车辆车体和吸能结构仅满足25km/h速度的碰撞安全性要求，随着城轨车辆运行速度的不断提高，碰撞安全的要求也越来越高，市域城轨车辆列车运行速度达到了140km/h以上，与城际动车组相当，碰撞安全的需求较普通城轨车辆大幅提高。
但是如果直接借用动车组的碰撞吸能结构，虽然能够满足36km/h等级的碰撞安全要求，但是车体强度需要提升到1500kN，需要增加车体的生产制造成本；车钩也需要采用更高碰撞要求的钩头，导致无法与既有的城轨车辆钩头进行连挂运行，共线运行时既有城轨车辆无法承受动车组吸能结构的撞击。
如何在现有城轨车辆平台不变的前提下提升车辆碰撞安全性能，实现车体和车钩强度与既有城轨车辆相同(压缩强度1200kN)，碰撞安全速度提升到36km/h的设计目标，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种中间车端部碰撞吸能结构，用以解决在现有城轨车辆平台不变的前提下提升车辆碰撞安全性能，实现车体和车钩强度与既有城轨车辆相同(压缩强度1200kN)，碰撞安全速度提升到36km/h的设计目标。
本发明实施例还提供一种轨道车辆。
一方面，本发明实施例提供一种中间车端部碰撞吸能结构，包括安装在中间车底架下方的中间剪断车钩，以及安装在所述中间车的端墙相对两侧的中间吸能模块和安装在所述中间吸能模块下方且对应所述底架的边梁位置处的中间防爬器，所述中间吸能模块的长度沿所在端墙的高度方向延伸。
根据本发明的一个实施例，所述中间防爬器安装在所述边梁端部的堵板上，所述底架的缓冲梁延伸至与所述边梁的内侧对接，所述堵板的外侧与所述边梁的外侧平齐，所述堵板的内侧向内延伸并与所述缓冲梁的前侧抵靠。
根据本发明的一个实施例，所述堵板的上端向上延伸出所述边梁的上端面，所述堵板的延伸端的后侧设有加强筋；所述堵板在位于所述缓冲梁与所述边梁连接处的下端后侧也设有加强筋。
根据本发明的一个实施例，所述中间吸能模块设于所述中间车的端墙且位于贯通道外的两侧，所述中间吸能模块包括铝蜂窝和包覆在所述铝蜂窝外的铝板，所述铝板在位于拐角处构造有圆角。
根据本发明的一个实施例，所述中间吸能模块与所述端墙的端角柱焊接。
根据本发明的一个实施例，所述中间吸能模块朝向所述贯通道的一侧或所述中间吸能模块内部设置有沿所述中间吸能模块长度方向延伸的排水管。
根据本发明的一个实施例，所述中间防爬器设有导向杆，所述导向杆的轴线偏离所述中间防爬器的中心线。
根据本发明的一个实施例，所述导向杆穿过所述堵板，且所述堵板的后侧设有与所述堵板间隔设置的导向杆限位板，所述导向杆限位板与所述边梁固定连接。
根据本发明的一个实施例，所述堵板上开有用于安装所述中间防爬器的钥匙孔。
另一方面，本发明实施例提供一种轨道车辆，包括车体以及安装在所述车体的中间车的上述中间车端部碰撞吸能结构。
本发明实施例提供的中间车端部碰撞吸能结构，通过设置中间剪断车钩，在发生碰撞时车钩剪断后由防爬器防止爬车，防爬器和中间吸能模块继续变形吸能，在现有城轨车辆平台不变的前提下提升车辆碰撞安全性能，实现车体和车钩强度与既有城轨车辆相同(压缩强度1200kN)，碰撞安全速度提升到36km/h的设计目标。
本实施例车体结构的优化改进均是在现有城轨车辆车体平台的基础上进行局部优化，可以沿用已有平台，可以有效控制车体生产制造成本和研发周期。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例的中间端碰撞吸能结构安装在中间车的立体结构示意图；
图2是本发明实施例的中间防爬器的立体结构示意图；
图3是本发明实施例的中间吸能模块安装在中间车端墙处的剖视示意图；
图4是本发明实施例的中间防爬器安装处的断面示意图。
附图标记：
10：中间剪断车钩；11：中间吸能模块；11-1：铝蜂窝；11-2：铝板；12：中间防爬器；13：排水管；14：中间车；15：导向杆；16：侧墙；17：端墙；18：端角柱；19：缓冲梁；20：边梁；21：导向杆限位板；22：加强筋；23：堵板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
下面结合图1至图4描述本发明实施例的中间车端部碰撞吸能结构。
本发明实施例提供的一种中间车端部碰撞吸能结构，包括安装在中间车14底架下方的中间剪断车钩10，以及安装在中间车14的端墙相对两侧的中间吸能模块11和安装在中间吸能模块11下方且对应底架的边梁20位置处的中间防爬器12，中间吸能模块11的长度沿所在端墙17的高度方向延伸，以充分利用端墙17的空间，而且中间吸能模块11的形状可以与端墙17外轮廓形状相匹配，外观平滑、美观。中间吸能模块11可以设置成长度与端墙17的高度一致，空间利用率高，中间吸能模块11有效吸能面积大。中间吸能模块可以有效利用侧墙16的高强度，通过侧墙16传导碰撞时的撞击力，避免端墙17变形，避免损坏车内端部设备和保护人员安全。
中间吸能模块11可以对称设置在端墙17的两侧，中间防爬器12一一对应设于中间吸能模块11的下方，一对中间防爬器12也对称设置在中间车端。
通常情况下，中间车钩缓冲器和压溃管行程走完后不剪断，起到防止爬车的作用，但是会导致车端的吸能空间无法充分利用，本实施例使用中间剪断车钩10，车钩剪断后由中间防爬器12防止爬车，中间防爬器12和中间吸能模块11继续变形吸能。在现有城轨车辆平台不变的前提下提升车辆碰撞安全性能，实现车体和车钩强度与既有城轨车辆相同(压缩强度1200kN)，碰撞安全速度提升到36km/h的设计目标。本实施例车体结构的优化改进均是在现有城轨车辆车体平台的基础上进行局部优化，可以沿用已有平台，可以有效控制车体生产制造成本和研发周期。且在中间车钩吸能行程完成且发生剪断后再产生吸能效果，大幅降低了车体结构受到的冲击载荷。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，中间防爬器12安装在边梁20端部的堵板23上，堵板23为边梁20端部现有的结构，底架的缓冲梁19延伸至与边梁20的内侧对接，堵板23的外侧与边梁20的外侧平齐，即堵板23不突出边梁20，避免对边梁20造成影响；堵板23的内侧向内延伸并与缓冲梁19的前侧抵靠，也就是说，堵板23加宽以和缓冲梁19连接，从而加大堵板23的面积，使得堵板23同时和边梁20以及缓冲梁19连接，增强堵板23的连接强度。通过将缓冲梁19延长至与边梁20连接，增强了堵板23的支撑强度，便于中间防爬器12安装后的稳固性。
此外，需要说明的是，本实施例所说的“内侧”、外侧，是相对于车体宽度方向而言的，靠近车体中心线的一侧为“内侧”，远离车体中心线的一侧为“外侧”；本实施例所说的“前侧”、后侧，是相对于车体长度方向而言的，靠近中间车端部为“前侧”，远离中间车端部为“后侧”。
进一步地，堵板23的上端向上延伸出边梁20的上端面，堵板23的延伸端的后侧设有加强筋22；堵板23在位于缓冲梁19与边梁20连接处的下端后侧也设有加强筋22。利用边梁20已有的堵板23作为中间防爬器12的安装座，以缓冲梁19和边梁20作为安装座的主要支撑结构，对堵板23的大小和形状适当改进，使得堵板23加宽、加长，同时以加强筋22进行辅助，大大简化了中间防爬器12的安装结构。
根据本发明的一个实施例，中间吸能模块11设于中间车的端墙17且位于贯通道外的两侧，充分利用贯通道外的空间，且不影响端墙17上其他部件的安装设置，如图3所示，中间吸能模块11包括铝蜂窝11-1和包覆在铝蜂窝11-1外的铝板11-2，铝蜂窝11-1的朝向可以根据吸能量和力级要求调整；当然铝板11-2也可以替换为其他适宜的材质，本实施例不做具体限定；本实施例采用常规的吸能结构，结构简单，成本可控；铝板11-2在位于拐角处构造有圆角，避免应力集中。
根据本发明的一个实施例，再次参见图3，中间吸能模块11与端墙17的端角柱18焊接，端角柱18的强度高，将中间吸能模块11与端角柱18焊接，使得中间吸能模块11安装可靠性高，且安装方便。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，中间吸能模块11朝向贯通道的一侧或中间吸能模块11内部设置有沿中间吸能模块11长度方向延伸的排水管13，对于排水管13设于中间吸能模块11朝向贯通道的一侧，可以有效利用中间吸能模块11与贯通道之间的间隙；对于排水管13设于中间吸能模块11内部，排水管13隐蔽性好，节约中间车端部空间。
根据本发明的一个实施例，为保证防爬吸能结构具有足够的吸能量，在行程一定的条件下需要适当增加其断面面积，同时为保证边梁20有足够的强度，中间防爬器12设有导向杆15，如图2所示，导向杆15的轴线偏离中间防爬器12的中心线，使得导向杆15避开底架的边梁20，起到导向作用的同时也可以最大程度避免对车体结构的影响。
根据本发明的一个实施例，如图4所示，导向杆15穿过堵板23，且堵板23的后侧设有与堵板23间隔设置的导向杆15限位板，导向杆15限位板与边梁20固定连接。避免防爬器压缩过程中导向杆15发生侧偏，影响吸能变形。
根据本发明的一个实施例，堵板23上开有用于安装中间防爬器12的钥匙孔。以方便中间防爬器12的安装。
一个实施例，导向杆穿过堵板，且堵板的后侧设有与堵板间隔设置的导向杆限位板21，导向杆限位板21与边梁20固定连接，通过导向杆限位板21避免中间防爬器12压缩过程中导向杆15发生侧偏，影响吸能变形。
另一方面，本发明实施例提供一种轨道车辆，包括车体以及安装在车体的中间车的上述中间车端部碰撞吸能结构。能够在现有城轨车辆平台不变的前提下提升车辆碰撞安全性能，实现车体和车钩强度与既有城轨车辆相同(压缩强度1200kN)，碰撞安全速度提升到36km/h的设计目标。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，包括安装在中间车底架下方的中间剪断车钩，以及安装在所述中间车的端墙相对两侧的中间吸能模块和安装在所述中间吸能模块下方且对应所述底架的边梁位置处的中间防爬器，所述中间吸能模块的长度沿所在端墙的高度方向延伸。
2.根据权利要求1所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述中间防爬器安装在所述边梁端部的堵板上，所述底架的缓冲梁延伸至与所述边梁的内侧对接，所述堵板的外侧与所述边梁的外侧平齐，所述堵板的内侧向内延伸并与所述缓冲梁的前侧抵靠。
3.根据权利要求2所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述堵板的上端向上延伸出所述边梁的上端面，所述堵板的延伸端的后侧设有加强筋；所述堵板在位于所述缓冲梁与所述边梁连接处的下端后侧也设有加强筋。
4.根据权利要求1-3任一项所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述中间吸能模块设于所述中间车的端墙且位于贯通道外的两侧，所述中间吸能模块包括铝蜂窝和包覆在所述铝蜂窝外的铝板，所述铝板在位于拐角处构造有圆角。
5.根据权利要求4所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述中间吸能模块与所述端墙的端角柱焊接。
6.根据权利要求4所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述中间吸能模块朝向所述贯通道的一侧或所述中间吸能模块内部设置有沿所述中间吸能模块长度方向延伸的排水管。
7.根据权利要求2所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述中间防爬器设有导向杆，所述导向杆的轴线偏离所述中间防爬器的中心线。
8.根据权利要求7所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述导向杆穿过所述堵板，且所述堵板的后侧设有与所述堵板间隔设置的导向杆限位板，所述导向杆限位板与所述边梁固定连接。
9.根据权利要求2所述的中间车端部碰撞吸能结构，其特征在于，所述堵板上开有用于安装所述中间防爬器的钥匙孔。
10.一种轨道车辆，包括车体，其特征在于，还包括安装在所述车体的中间车的如权利要求1-9任一项所述的中间车端部碰撞吸能结构。
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