CN213413786U - 吸能装置及具有其的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吸能装置及具有其的轨道车辆，吸能装置包括第一安装板、防爬齿和吸能组件，第一安装板用于与车体的端部连接；吸能组件包括吸能壳体、导向滑轨和吸能管，吸能壳体的第一端与防爬齿连接，吸能壳体的第二端与第一安装板连接；导向滑轨设置在吸能壳体的容纳腔内，导向滑轨的第一端与防爬齿连接，导向滑轨的第二端沿吸能壳体的长度方向延伸并穿过第一安装板设置；吸能管套设在部分导向滑轨的外周侧，吸能管的第一端与第一安装板连接，吸能管的第二端与设置在容纳腔内的止挡板抵接，止挡板与防爬齿具有距离地设置。本实用新型解决了现有技术中的轨道车辆的吸能装置的吸能效果差、吸能效率较低的问题。

Description

吸能装置及具有其的轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，具体而言，涉及一种吸能装置及具有其的轨道车辆。

背景技术

现有技术中，通常将吸能装置安装在轨道车辆的端部，这样，当两列轨道车辆发生追尾碰撞时，通过前一辆轨道车辆尾部的防爬齿与后一辆轨道车辆头部的防爬齿相互咬合，避免两列轨道车辆发生叠加现象而导致脱轨，此外，利用吸能装置中的铝蜂窝结构吸收部分撞击力，但是，现有的铝蜂窝结构存在纵向刚度过高的问题，无法确保吸能装置进行有效地吸收撞击力，且现有的吸能装置的重量较大，导致轨道车辆的惯性较大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种吸能装置及具有其的轨道车辆，以解决现有技术中的轨道车辆的吸能装置的吸能效果差、吸能效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种吸能装置，包括第一安装板、防爬齿和吸能组件，其中，第一安装板用于与车体的端部连接；防爬齿与第一安装板相对设置；吸能组件包括吸能壳体、导向滑轨和吸能管，吸能壳体的第一端与防爬齿连接，吸能壳体的第二端与第一安装板连接，吸能壳体具有容纳腔；导向滑轨设置在容纳腔内，导向滑轨的第一端与防爬齿连接，导向滑轨的第二端沿吸能壳体的长度方向延伸并穿过第一安装板设置，以使第一安装板相对于导向滑轨可移动地设置；吸能管套设在部分导向滑轨的外周侧，吸能管的第一端与第一安装板连接，吸能管的第二端与设置在容纳腔内的止挡板抵接，止挡板与防爬齿具有距离地设置。

进一步地，吸能组件还包括第一限位板、第二限位板和第三限位板，第一限位板设置在容纳腔内并与第一安装板相对设置，第一限位板的周沿的至少部分与吸能壳体连接，第一限位板具有第一限位孔；第二限位板设置在容纳腔内并与第一限位板相对设置，第二限位板的周沿的至少部分与吸能壳体连接，第二限位板具有第二限位孔；第三限位板设置在容纳腔内并与第二限位板相对设置，第三限位板的周沿的至少部分与吸能壳体连接，第三限位板具有第三限位孔；其中，吸能管依次穿过第一限位孔、第二限位孔和第三限位孔并与止挡板抵接，止挡板与第三限位板相对设置。

进一步地，第一安装板、第一限位板、第二限位板和第三限位板等间距地设置。

进一步地，第三限位板与第二限位板之间的距离为L1，第三限位板与止挡板之间的距离为L2，其中，L1＜L2。

进一步地，吸能组件还包括第四限位板和第五限位板，第四限位板设置在止挡板和防爬齿之间的容纳腔内并与止挡板相对设置，第四限位板的周沿的至少部分与吸能壳体连接，第四限位板具有与导向滑轨的横截面相适配的第四限位孔；第五限位板设置在第四限位板和防爬齿之间的容纳腔内并与第四限位板相对设置，第五限位板的周沿的至少部分与吸能壳体连接，第五限位板具有与导向滑轨的横截面相适配的第五限位孔；其中，止挡板具有与导向滑轨的横截面相适配的避让孔，导向滑轨依次穿过第五限位板、第四限位板、止挡板和第一安装板设置。

进一步地，止挡板、第四限位板和第五限位板等间距地设置。

进一步地，止挡板与第四限位板之间的距离为L3，其中，L1＜L3＜L2。

进一步地，导向滑轨的横截面呈工字型，且导向滑轨上开设有减重孔。

进一步地，减重孔为多个，减重孔沿导向滑轨的长度方向相间隔地设置。

进一步地，吸能组件的横截面的面积在第一安装板至防爬齿的方向上逐渐减小。

进一步地，吸能装置还包括第二安装板，第二安装板的厚度方向一侧的表面与吸能壳体连接，第二安装板的厚度方向的另一侧表面与防爬齿连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种轨道车辆，轨道车辆包括吸能装置，吸能装置为上述的吸能装置。

应用本实用新型的技术方案，通过优化轨道车辆的吸能装置的吸能组件，使得吸能管套设在部分导向滑轨的外周侧，这样，在确保吸能管能够有效吸能的同时，还有利于降低吸能装置的重量，从而有利于轨道车辆的轻量化设计，避免轨道车辆因吸能装置的重量较大而惯性较大，此外，吸能管的设置，有利于避免因纵向刚度过高而无法有效吸能，确保轨道车辆在发生碰撞时能够及时吸收两列轨道车辆撞击位置处的撞击力，从而确保车厢内的乘车人的生命安全，由于吸能组件中的吸能壳体和吸能管能够同时发挥吸能作用，有利于提升吸能装置的吸能效率。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种可选实施例的轨道车辆的吸能装置的结构示意图；

图2示出了图1中的吸能装置的内部结构示意图；

图3示出了图1中的吸能装置的平面结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一安装板；20、防爬齿；30、吸能组件；31、吸能壳体；311、容纳腔；312、第一壳体；313、第二壳体；32、导向滑轨；321、减重孔；33、吸能管；34、止挡板；35、第一限位板；36、第二限位板；37、第三限位板；38、第四限位板；39、第五限位板；40、第二安装板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，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，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中的轨道车辆的吸能装置的吸能效果差、吸能效率较低的问题，本实用新型提供了一种吸能装置和轨道车辆，轨道车辆包括吸能装置，吸能装置为上述和下述的吸能装置。

如图1和图2所示，吸能装置包括第一安装板10、防爬齿20和吸能组件30，第一安装板10用于与车体的端部连接；防爬齿20与第一安装板10相对设置；吸能组件30包括吸能壳体31、导向滑轨32和吸能管33，其中，吸能壳体31的第一端与防爬齿20连接，吸能壳体31的第二端与第一安装板10连接，吸能壳体31具有容纳腔311；导向滑轨32设置在容纳腔311内，导向滑轨32的第一端与防爬齿20连接，导向滑轨32的第二端沿吸能壳体31的长度方向延伸并穿过第一安装板10设置，以使第一安装板10相对于导向滑轨32可移动地设置；吸能管33套设在部分导向滑轨32的外周侧，吸能管33的第一端与第一安装板10连接，吸能管33的第二端与设置在容纳腔311内的止挡板34抵接，止挡板34与防爬齿20具有距离地设置。

通过优化轨道车辆的吸能装置的吸能组件30，使得吸能管33套设在部分导向滑轨32的外周侧，这样，在确保吸能管33能够有效吸能的同时，还有利于降低吸能装置的重量，从而有利于轨道车辆的轻量化设计，避免轨道车辆因吸能装置的重量较大而惯性较大，此外，吸能管33的设置，有利于避免因纵向刚度过高而无法有效吸能，确保轨道车辆在发生碰撞时能够及时吸收两列轨道车辆撞击位置处的撞击力，从而确保车厢内的乘车人的生命安全，由于吸能组件30中的吸能壳体31和吸能管33能够同时发挥吸能作用，有利于提升吸能装置的吸能效率。

如图1至图3所示，吸能组件30还包括第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37，第一限位板35设置在容纳腔311内并与第一安装板10相对设置，第一限位板35的周沿的至少部分与吸能壳体31连接，第一限位板35具有第一限位孔；第二限位板36设置在容纳腔311内并与第一限位板35相对设置，第二限位板36的周沿的至少部分与吸能壳体31连接，第二限位板36具有第二限位孔；第三限位板37设置在容纳腔311内并与第二限位板36相对设置，第三限位板37的周沿的至少部分与吸能壳体31连接，第三限位板37具有第三限位孔；其中，吸能管33依次穿过第一限位孔、第二限位孔和第三限位孔并与止挡板34抵接，止挡板34与第三限位板37相对设置。这样，第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37的设置，起到对吸能管33的限位导向作用，确保吸能管33在吸能过程中能够沿着导向滑轨32运动，确保吸能装置的吸能可靠性。

如图1所述，吸能壳体31包括第一壳体312和第二壳体313，第二壳体313盖设在第一壳体312上，以围成容纳腔311，且第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37的周沿凸出设置有插接凸起，第一壳体312和第二壳体313的与插接凸起相对的位置处开设有插接孔，第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37的各插接凸起伸入第一壳体312和第二壳体313的各插接孔内，以确保第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37的安装可靠性。

如图1至图3所示，第一安装板10、第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37等间距地设置。这样，确保第一限位板35、第二限位板36和第三限位板37对吸能管33的限位可靠性。

如图3所示，第三限位板37与第二限位板36之间的距离为L1，第三限位板37与止挡板34之间的距离为L2，其中，L1＜L2。这样，确保吸能组件30的碰撞变形过程为可控逐进式，由于前一辆轨道车辆的防爬齿20与后一辆轨道车辆的防爬齿20保持持续接触，从而确保两个吸能装置的能量传递能够渐缓进行。

如图1至图3所示，吸能组件30还包括第四限位板38和第五限位板39，第四限位板38设置在止挡板34和防爬齿20之间的容纳腔311内并与止挡板34相对设置，第四限位板38的周沿的至少部分与吸能壳体31连接，第四限位板38具有与导向滑轨32的横截面相适配的第四限位孔；第五限位板39设置在第四限位板38和防爬齿20之间的容纳腔311内并与第四限位板38相对设置，第五限位板39的周沿的至少部分与吸能壳体31连接，第五限位板39具有与导向滑轨32的横截面相适配的第五限位孔；其中，止挡板34具有与导向滑轨32的横截面相适配的避让孔，导向滑轨32依次穿过第五限位板39、第四限位板38、止挡板34和第一安装板10设置。这样，第四限位板38和第五限位板39起到对导向滑轨32的限位作用，确保导向滑轨32能够沿轨道车辆的长度方向延伸设置。

如图1所示，第四限位板38和第五限位板39的周沿同样凸出设置有插接凸起，第一壳体312和第二壳体313的与第四限位板38和第五限位板39上的插接凸起相对的位置处开设有插接孔，也就是说，第四限位板38和第五限位板39均与吸能壳体31插接配合，以确保第四限位板38和第五限位板39的安装可靠性。

如图3所示，止挡板34、第四限位板38和第五限位板39等间距地设置。

如图3所示，止挡板34与第四限位板38之间的距离为L3，其中，L1＜L3＜L2。

优选地，L1为136mm，L2为194mm，L3为174mm。

如图2所示，导向滑轨32的横截面呈工字型，且导向滑轨32上开设有减重孔321。这样，确保导向滑轨32具有足够的结构强度，此外，减重孔321的设置有利于吸能装置的轻量化设计，进一步减小轨道车辆的惯性。

可选地，减重孔321为多个，减重孔321沿导向滑轨32的长度方向相间隔地设置。这样，在确保导向滑轨32的结构强度的同时，确保吸能装置的减重可靠性。

如图3所示，吸能组件30的横截面的面积在第一安装板10至防爬齿20的方向上逐渐减小。

如图1至图3所示，吸能装置还包括第二安装板40，第二安装板40的厚度方向一侧的表面与吸能壳体31连接，第二安装板40的厚度方向的另一侧表面与防爬齿20连接。这样，确保防爬齿20的安装可靠性。

需要说明的是，在本申请中，吸能装置总共实现减重17.97％，有利于吸能装置的轻量化设计的同时，还有利于降低生产成本。

需要说明的是，在本申请中，本申请提供的吸能装置通过了EN15227标准中各项吸能装置的性能评估指标，碰撞变形过程为可控渐进式，防爬齿20持续保持接触状态，能量传递渐缓进行，接触力为440KN，远小于车体所允许的最大纵向力1500KN，压缩量达到480.5mm，主/被动车平均加速度分别为1.611g和0.973g，远低于5g要求，车轮的最大离轨高度小于40mm，碰撞后导向梁几何形状没有变形，能量吸收达到77.8kJ。

需要说明的是，在本申请中，对现有的轨道车辆的吸能装置的吸能结构进行碰撞性能仿真分析，基于HyperWorks与LS-DYNA仿真分析平台，对蜂窝材料进行真实建模，创建了防爬器对心碰撞工况的有限元模型，分别进行显式方法的动态压缩仿真和隐式方法的准静态压缩仿真，并得到稳定的输出结果。

进一步地，基于现有轨道车辆的吸能装置的碰撞仿真分析结果，对现有的铝蜂窝防爬器结构进行优化改进。使用吸能管33替换蜂窝芯，并使吸能管33套设在部分导向滑轨32的外周侧，较原有结构的性能有大幅改善，并实现减重17.97％，降低生产成本。

需要说明的是，在本申请中，吸能管33的横截面呈方形，且吸能管33由铝合金材料制成；导向滑轨32由Q235B材料制成，第一安装板10、吸能壳体31、第一限位板35、第二限位板36、第三限位板37、第四限位板38、第五限位板39、止挡板34、防爬齿20和第二安装板40均有Q355GNHD材料制成。

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实用新型的范围。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。

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。

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、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

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

Claims (12)

1.一种吸能装置，其特征在于，包括：

第一安装板(10)，所述第一安装板(10)用于与车体的端部连接；

防爬齿(20)，所述防爬齿(20)与所述第一安装板(10)相对设置；

吸能组件(30)，所述吸能组件(30)包括：

吸能壳体(31)，所述吸能壳体(31)的第一端与所述防爬齿(20)连接，所述吸能壳体(31)的第二端与所述第一安装板(10)连接，所述吸能壳体(31)具有容纳腔(311)；

导向滑轨(32)，所述导向滑轨(32)设置在所述容纳腔(311)内，所述导向滑轨(32)的第一端与所述防爬齿(20)连接，所述导向滑轨(32)的第二端沿所述吸能壳体(31)的长度方向延伸并穿过所述第一安装板(10)设置，以使所述第一安装板(10)相对于所述导向滑轨(32)可移动地设置；

吸能管(33)，所述吸能管(33)套设在部分所述导向滑轨(32)的外周侧，所述吸能管(33)的第一端与所述第一安装板(10)连接，所述吸能管(33)的第二端与设置在所述容纳腔(311)内的止挡板(34)抵接，所述止挡板(34)与所述防爬齿(20)具有距离地设置。

2.根据权利要求1所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能组件(30)还包括：

第一限位板(35)，所述第一限位板(35)设置在所述容纳腔(311)内并与所述第一安装板(10)相对设置，所述第一限位板(35)的周沿的至少部分与所述吸能壳体(31)连接，所述第一限位板(35)具有第一限位孔；

第二限位板(36)，所述第二限位板(36)设置在所述容纳腔(311)内并与所述第一限位板(35)相对设置，所述第二限位板(36)的周沿的至少部分与所述吸能壳体(31)连接，所述第二限位板(36)具有第二限位孔；

第三限位板(37)，所述第三限位板(37)设置在所述容纳腔(311)内并与所述第二限位板(36)相对设置，所述第三限位板(37)的周沿的至少部分与所述吸能壳体(31)连接，所述第三限位板(37)具有第三限位孔；

其中，所述吸能管(33)依次穿过所述第一限位孔、所述第二限位孔和所述第三限位孔并与所述止挡板(34)抵接，所述止挡板(34)与所述第三限位板(37)相对设置。

3.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述第一安装板(10)、所述第一限位板(35)、所述第二限位板(36)和所述第三限位板(37)等间距地设置。

4.根据权利要求3所述的吸能装置，其特征在于，所述第三限位板(37)与所述第二限位板(36)之间的距离为L1，所述第三限位板(37)与所述止挡板(34)之间的距离为L2，其中，L1＜L2。

5.根据权利要求4所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能组件(30)还包括：

第四限位板(38)，所述第四限位板(38)设置在所述止挡板(34)和所述防爬齿(20)之间的容纳腔(311)内并与所述止挡板(34)相对设置，所述第四限位板(38)的周沿的至少部分与所述吸能壳体(31)连接，所述第四限位板(38)具有与所述导向滑轨(32)的横截面相适配的第四限位孔；

第五限位板(39)，所述第五限位板(39)设置在所述第四限位板(38)和所述防爬齿(20)之间的容纳腔(311)内并与所述第四限位板(38)相对设置，所述第五限位板(39)的周沿的至少部分与所述吸能壳体(31)连接，所述第五限位板(39)具有与所述导向滑轨(32)的横截面相适配的第五限位孔；

其中，所述止挡板(34)具有与所述导向滑轨(32)的横截面相适配的避让孔，所述导向滑轨(32)依次穿过所述第五限位板(39)、所述第四限位板(38)、所述止挡板(34)和所述第一安装板(10)设置。

6.根据权利要求5所述的吸能装置，其特征在于，所述止挡板(34)、所述第四限位板(38)和所述第五限位板(39)等间距地设置。

7.根据权利要求6所述的吸能装置，其特征在于，所述止挡板(34)与所述第四限位板(38)之间的距离为L3，其中，L1＜L3＜L2。

8.根据权利要求7所述的吸能装置，其特征在于，所述导向滑轨(32)的横截面呈工字型，且所述导向滑轨(32)上开设有减重孔(321)。

9.根据权利要求8所述的吸能装置，其特征在于，所述减重孔(321)为多个，所述减重孔(321)沿所述导向滑轨(32)的长度方向相间隔地设置。

10.根据权利要求9所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能组件(30)的横截面的面积在所述第一安装板(10)至所述防爬齿(20)的方向上逐渐减小。

11.根据权利要求10所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能装置还包括：

第二安装板(40)，所述第二安装板(40)的厚度方向一侧的表面与所述吸能壳体(31)连接，所述第二安装板(40)的厚度方向的另一侧表面与所述防爬齿(20)连接。

12.一种轨道车辆，所述轨道车辆包括吸能装置，其特征在于，所述吸能装置为权利要求1至11中任一项所述的吸能装置。

Images