一种多级缓冲吸能装置的制作方法

本发明属于轨道车辆碰撞技术领域。

背景技术：

随着我国铁路运输业的不断发展，列车运行速度也不断提高，若列车发生碰撞事故，将会造成人员及机车车辆的损坏，为避免列车发生碰撞造成的大量人员伤亡和和降低财产损失，因此机车被动安全的研究对于保护司乘人员的安全和防止货物造成损失具有十分重要的意义。吸能装置是机车车辆耐碰撞设计的关键环节，当吸能装置受到撞击时，产生的塑性变形将消耗能量，同时产生一定的压溃行程，吸收动能的同时降低机车的行驶速度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多级缓冲吸能装置，它能有效地解决现有机车车辆的吸能装置作用行程短以及无紧急释能装置的技术问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种多级缓冲吸能装置，包括安装板、防爬齿、一级吸能管和二级吸能管，所述安装板通过螺栓固定在车辆端部，防爬齿的内侧与一级吸能管的前端固定，尾端与第一复式法兰盘的前端面固定，第一复式法兰盘的后端面与二级吸能管的前端固定，所述一级吸能管内设有蜂窝铝板；所述二级吸能管的尾端与第二复式法兰盘的前端面固定，所述二级吸能管的前端内径设有锥度，导向块呈倒置的锥台结构，所述倒置的锥台底部设有外径与二级吸能管内径配合的圆形导向板，二级吸能管内部设有缓冲空气弹簧，所述缓冲空气弹簧的尾部与所述第二复式法兰盘的前端面固定，第二复式法兰盘的尾端面与高压储气室的筒壁前端固定，高压储气室的筒壁尾端与安装板的前侧固定。

所述第二复式法兰盘正中位置设有进气单向阀，正中位置旁边设有出气单向阀且与缓冲空气弹簧相接。

所述高压储气室的筒壁一侧设有进气装置，另一侧设有紧急泄气装置。

所述一级吸能管内是蜂窝铝板。气体通过进气装置进入高压储气室内的高压气体经进气单向阀充入空气缓冲弹簧并将空气缓冲弹簧膨胀。撞击防爬齿，一级吸能管和蜂窝铝板经过折叠变形后挤压第一复式法兰盘，导向压块的前端与第一复式法兰盘底面相连，继续挤压二级吸能管，二级吸能管发生折叠变形，导向压块呈倒锥形结构增加内壁摩擦阻力且沿着吸能管内壁挤压，导向压块继续挤压空气缓冲弹簧，空气缓冲弹簧内部压强增加，变形的空气缓冲弹簧吸能，当变形的空气缓冲弹簧继续挤压后达到出气单向阀临界压强，出气单向阀打开气体进入高压储气室内，释放的气体做功吸收能量，当冲击能量较大超过高压储气室安全压强后，紧急泄气阀被打开，释放高压气体，释放的气体吸收冲击动能。

通过以上技术方案，本发明提供的多级缓冲吸能装置，充分利用在碰撞后，一级吸能管和蜂窝铝板吸能，二级吸能管和导向压块内摩擦吸能，空气缓冲弹簧与出气单向阀组合通过空气缓冲弹簧挤压变形体内压强瞬间增大达到出气单向阀临界值立即释放气体达到吸能目的，空气缓冲弹簧可靠性的特点，通过紧急泄压装置可以实现释放气体做功吸收能量，同时保护高压储气室不被损害。本发明将机车车辆的碰撞冲击破坏过程转化为吸能管与蜂窝铝板吸能和压缩爆破释能的过程，从而保护机车车辆发生碰撞所造成的危害。

与现有技术相比的优点和效果：

本发明将传统的吸能管和空气缓冲弹簧相结合，构成本发明的吸能装置，通过撞击防爬齿，产生的巨大能量挤压吸能管和蜂窝铝板，继续挤压至空气弹簧，使空气缓冲弹簧内部压强增加，变形的空气缓冲弹簧吸能，并通过气体释放将空气缓冲弹簧吸收的能量释放出来，充分利用气体具有可压缩的属性实现气体的储能，具有响应迅速的特点。本发明具有结构简单、实用性强，可靠性高的特点，为高速列车载运工具吸能装置新产品的开发提供重要的试验支撑。

附图说明

图1是本发明剖视示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明是压缩气体多级缓冲吸能装置，如图1所示；多级缓冲吸能装置通过安装板1安装在列车前端。当多级缓冲吸能装置处于工作状态时，首先通过进气装置3向高压储气室2内充入气体，然后经过第二复式法兰盘6上的进气单向阀4把高压储气室2内的气体充入缓冲空气弹簧7内。当遇到碰撞，冲击防爬齿11，整个装置受到巨大的撞击力，受到挤压的是与防爬齿11底面相接的一级吸能管12和位于一级吸能管12内的完全填充的蜂窝铝板10，一级吸能管12和蜂窝铝板10受到冲击力经过折叠变形后挤压第一复式法兰盘9和与第一复式法兰盘9下表面固定的导向压块8，导向压块8继续挤压二级吸能管13，二级吸能管13发生折叠变形，由于导向压块8的下端与二级吸能管13内壁相连接，同时带动导向压块8移动，导向压块8继续挤压缓冲空气弹簧7，被挤压的缓冲空气弹簧7内部压强增加，变形的空气弹簧7吸能，当变形的空气缓冲弹簧7被继续挤压后达到出气单向阀5的临界压强，出气单向阀5打开使气体进入高压储气室2内，释放的气体做功吸收能量，当冲击能量较大超过储气室安全压强后紧急泄气阀14打开，向外释放高压气体，同时起到保护储气室的安全，若出气阀释放的气体没有达到高压储气室的临界压强时，气体可以重新通过进气单向阀4向上流动再次循环利用。

技术特征：

1.一种多级缓冲吸能装置，包括安装板(1)、防爬齿(11)、一级吸能管(12)和二级吸能管(13)，所述安装板(1)通过螺栓固定在车辆端部，防爬齿(11)的内侧与一级吸能管(12)的前端固定，尾端与第一复式法兰盘(9)的前端面固定，第一复式法兰盘(9)的后端面与二级吸能管(13)的前端固定，其特征在于：所述一级吸能管(12)内设有蜂窝铝板(10)；所述二级吸能管(13)的尾端与第二复式法兰盘(6)的前端面固定，所述二级吸能管(13)的前端内径设有锥度，导向块(8)呈倒置的锥台结构，所述倒置的锥台底部设有外径与二级吸能管(13)内径配合的圆形导向板，二级吸能管(13)内部设有空气缓冲弹簧(7)，所述空气缓冲弹簧(7)的尾部与所述第二复式法兰盘(6)的前端面固定，第二复式法兰盘(6)的尾端面与高压储气室(2)的筒壁前端固定，高压储气室(2)的筒壁尾端与安装板(1)的前侧固定。

2.根据权利要求1所示的一种多级缓冲吸能装置，其特征在于：所述第二复式法兰盘(6)正中位置设有进气单向阀(4)，正中位置旁边设有出气单向阀(5)且与空气缓冲弹簧(7)相接。

3.根据权利要求1所示的一种多级缓冲吸能装置，特征在于：所述高压储气室(2)的筒壁一侧设有进气装置(3)，另一侧设有紧急泄气装置(14)。

技术总结
本发明提供了一种多级缓冲吸能装置，属于轨道车辆碰撞试验技术领域。包括高压储气室、缓冲空气弹簧和防爬齿，高压储气室连接安装板固定，高压储气室右侧壁面有进气装置，左侧壁面有紧急泄气装置，第二复式法兰盘下方是高压储气室，其正中位置设有进气单向阀，正中位置左侧设有出气单向阀，第二复式法兰盘上方是二级吸能装置，二级吸能装置下半部分设有缓冲空气弹簧，上半部分设有导向压块，导向压块和二级吸能管的顶面与安装底座下表面相接，一级吸能管的下端连接第一复式法兰盘，上端连接防爬齿，其内部是蜂窝铝板。主要用于轨道车辆的碰撞吸能。

技术研发人员：肖守讷;李玉如;柳忠彬;朱涛;阳光武;杨冰
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2019.09.12
技术公布日：2019.12.10