一种列车碰撞吸能结构

1.本发明涉及列车吸能结构技术领域，特别是涉及一种列车碰撞吸能结构。

背景技术：

2.八车编组高速列车的吸能结构布置形式为：头部采用三级吸能结构，分别为车钩缓冲器、压溃管吸能元件以及主吸能结构，高速动车组中间车端使用二级吸能结构，分别为车钩缓冲器和压溃管。
3.碰撞开始后，列车端部车钩缓冲装置首先开始接触，车钩缓冲、吸能装置压缩完毕，车钩失效，车体可变形区域开始接触，继续变形吸能。车钩吸能装置通过车钩杆中的膨胀式压溃管吸收列车动能，减小列车碰撞带来的危害。
4.目前的车钩吸能装置(cn 108860206a，cn 109204368 a)均由两个腔室组成，整个吸能结构的内部直径无明显变化，吸能结构受外力作用后进行收缩，压缩阻尼流体经过小孔通道进入后方腔体。由于管内直径保持不变，则阻尼体在前方腔体内受迫压缩后移动的距离与进入后方腔体后移动的距离相同，整个吸能装置需要较长的纵向空间，而动车组列车的头部吸能盒的纵向空间十分受限，垂向空间相对富裕。
5.而且cn 108860206 a专利中，虽然实现了撞击吸能结构的可重复使用，但是撞击力在压溃过程中随速度变化很大；而cn 109204368 a专利通过使用固定的节流杆，实现了恒定的撞击力且可重复使用，但由于其结构固定，恒定的撞击力只是针对特定的速度。

技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种列车碰撞吸能结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够大幅增加吸能结构的有效压溃行程，并实现撞击力可快速调控以及重复使用。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.本发明提供一种列车碰撞吸能结构，包括吸能本体，所述吸能本体内由前至后设置有相连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设置有阻尼流体，所述第一腔体的前端安装有碰撞杆，所述碰撞杆的前端伸出所述第一腔体，所述碰撞杆的后端连接有第一滑板，所述第一腔体的后端设置有阻尼通道，所述阻尼通道与所述第二腔体连通；所述第二腔体的横截面积大于所述第一腔体的横截面积，所述第二腔体内滑动安装有第二滑板，所述第二滑板的后侧与所述第二腔体的后侧壁之间安装有弹性元件。
9.优选的，所述第一腔体和所述第二腔体均为圆柱形腔体，所述第一腔体和所述第二腔体同轴设置，且所述第二腔体的直径大于所述第一腔体的直径。
10.优选的，所述弹性元件为弹簧。
11.优选的，所述第一腔体的后端安装有固定挡板，所述固定挡板的外缘与所述第一腔体的内壁之间设置有所述阻尼通道。
12.优选的，所述固定挡板上还设置有调节装置，所述调节装置能够调节所述阻尼通道的流体通过面积。
13.优选的，所述调节装置包括驱动电机、转动盘以及活动挡板，所述固定挡板的内部具有一安装槽，所述驱动电机以及所述转动盘均安装于所述固定挡板的安装槽内，且所述驱动电机与所述转动盘连接；所述固定挡板上还设置有限位槽，所述活动挡板设置于所述限位槽内，并能够沿所述限位槽滑动，所述转动盘通过连接杆与所述活动挡板连接，所述转动盘上设置有导向槽，所述连接杆穿过所述导向槽，并能够沿所述导向槽滑动；
14.所述导向槽的第一端相对于所述导向槽的第二端靠近所述转动盘的中心，所述驱动电机带动所述转动盘转动时，能够使所述活动挡板沿所述限位槽滑动，当所述连接杆滑动到所述导向槽的第二端时，所述活动挡板能够封闭所述阻尼通道；当所述连接杆滑动到所述导向槽的第一端时，所述活动挡板能够开放所述阻尼通道。
15.优选的，所述阻尼通道沿所述固定挡板的周向间隔设置有多个，所述活动挡板对应设置有多个，所述活动挡板与所述阻尼通道一一对应设置。
16.优选的，全部所述阻尼通道沿所述固定挡板圆周均布。
17.优选的，所述第一腔体的内壁上靠近所述阻尼通道的位置处设置有通道槽，当所述连接杆滑动到所述导向槽的第二端时，所述活动挡板能够卡入所述通道槽内。
18.优选的，所述阻尼流体为磁流体，所述第一腔体上设置有电磁线圈，能够对所述磁流体施加磁场。
19.本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
20.本发明第二腔体的横截面积大于第一腔体的横截面积，相同体积的阻尼流体进入第二腔体后，会移动更短的距离，从而可以缩短第二腔体的长度，在纵向总长度一样的情况下，第一腔体长度可以做的更长，从而使得压溃行程变长，大幅提高吸能效果。
21.本发明说明书中技术方案相对于现有技术还取得了以下有益技术效果：
22.本发明吸能本体内的阻尼流体优选为磁流体，通过外加磁场可快速调控磁流体粘度，而且在固定挡板上还设置有调节装置，通过调节装置能够调节阻尼通道的流体通过面积大小；本发明通过自适应改变阻尼通道的流体通过面积大小或者改变磁场强度的方式，实现了不同速度撞击，不同压溃过程的撞击力快速调控。
附图说明
23.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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
24.图1为本发明实施例中列车碰撞吸能结构的结构示意图；
25.图2为本发明实施例中列车碰撞吸能结构的分体结构示意图；
26.图3为本发明实施例中阻尼通道开启示意图；
27.图4为图3中b处放大示意图；
28.图5为本发明实施例中阻尼通道关闭示意图；
29.图6为图5中a处放大示意图；
30.图7为本发明实施例中调节装置的结构示意图；
31.图8为本发明实施例中活动挡板位于低位时的示意图；
32.图9为本发明实施例中活动挡板移动到高位时的示意图；
33.图10为本发明实施例中固定挡板上阻尼通道示意图；
34.图11为本发明实施例中固定挡板上阻尼通道封闭示意图；
35.图12为本发明实施例中固定挡板的内部结构示意图；
36.图13为本发明实施例中固定挡板的侧面剖视示意图；
37.附图标记说明：1、碰撞杆；2、第一滑板；3、活动挡板；4、转动盘；5、固定挡板；6、第二滑板；7、弹簧；8、阻尼通道；9、导向槽；10、限位槽；11、主壳体。
具体实施方式
38.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，所描述的实施例仅仅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做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。
39.本发明的目的是提供一种列车碰撞吸能结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够大幅增加吸能结构的有效压溃行程，并实现撞击力可快速调控以及重复使用。
40.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
41.实施例一
42.如图1-图13所示，本实施例提供一种列车碰撞吸能结构，包括吸能本体，所述吸能本体主要包括主壳体11，主壳体11内由前至后设置有相连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设置有阻尼流体，所述第一腔体的前端安装有碰撞杆1，所述碰撞杆1的前端伸出所述第一腔体，碰撞杆1的后端连接有第一滑板2，第一滑板2能够在第一腔体内由前至后滑动，所述第一腔体的后端设置有阻尼通道8，所述阻尼通道8与所述第二腔体连通；所述第二腔体的横截面积大于所述第一腔体的横截面积，所述第二腔体内滑动安装有第二滑板6，所述第二滑板6的后侧与所述第二腔体的后侧壁之间安装有弹性元件。
43.其中，阻尼流体位于第一滑板2和第二滑板6之间，所述碰撞杆1在压力作用下，能够带动所述第一滑板2向后运动，从而压缩所述阻尼流体，使所述阻尼流体能够通过所述阻尼通道8进入所述第二腔体内，推动所述第二滑板6向后滑动压缩所述弹性元件，实现碰撞吸能。
44.进一步地，需要说明的是，前端和后端为列车碰撞吸能结构的两端，所谓“从前至后”可以理解为从一端至另一端；更为具体的，在本实施例中，前端即为图1中面对纸面时的左手侧，后端即为图1中面对纸面时的右手侧，横截面积为与前后方向垂直的横截面的面积，当第一腔体和第二腔体为圆柱形腔体时，上述横截面为与圆柱形腔体的轴线垂直的截面。
45.本实施例中第二腔体的横截面积大于第一腔体的横截面积，相同体积的阻尼流体进入第二腔体后，会移动更短的距离，从而可以缩短第二腔体的长度，在纵向总长度一样的情况下，第一腔体长度可以做的更长，从而使得压溃行程变长，大幅提高吸能效果；或者，第二腔体缩短节约出来的空间还可以安装其它吸能装置，以提高列车的耐撞性。
46.在本实施例中，所述第一腔体和所述第二腔体均优选为圆柱形腔体，所述第一腔
体和所述第二腔体同轴设置，且所述第二腔体的直径大于所述第一腔体的直径，此时第一滑板2和第二滑板6对应为圆形滑板，且分别与第一腔体和第二腔体相匹配，第一滑板2能够沿第一腔体轴向滑动，第二滑板6能够沿第二腔体轴向滑动；或者，第一腔体和第二腔体还可以为矩形腔体或其它的多边形腔体，此时第二腔体的边长大于第一腔体的边长；进一步地，第一腔体和第二腔体的横截面形状也可以不一致，只要是第二腔体的横截面积大于第一腔体的横截面积即可。
47.在本实施例中，所述弹性元件优选为弹簧7。
48.在本实施例中，所述第一腔体的后端安装有固定挡板5，所述固定挡板5的外缘与所述第一腔体的内壁之间设置有所述阻尼通道8；其中，在固定挡板5的外缘上设置开槽，形成阻尼通道8，除开槽位置之外，固定挡板5的外缘其它位置与第一腔体的内壁密封贴合。
49.在本实施例中，所述固定挡板5上还设置有调节装置，所述调节装置能够调节所述阻尼通道8的流体通过面积；具体地，所述调节装置包括驱动电机、转动盘4以及活动挡板3，所述驱动电机以及所述转动盘4均安装于所述固定挡板5上设置的安装槽内，且所述驱动电机与所述转动盘4连接，能够带动转动盘4转动；所述固定挡板5上还设置有限位槽10，所述活动挡板3设置于所述限位槽10内，限位槽10能够限制活动挡板3只能在所述限位槽10内沿固定挡板5的径向滑动；所述转动盘4通过连接杆与所述活动挡板3连接，具体地，连接杆与活动挡板3固定连接，所述转动盘4上设置有导向槽9，所述连接杆穿过所述导向槽9，卡设在转动盘4上，连接杆能够沿所述导向槽9滑动。其中，连接杆优选为螺栓，活动挡板3的底部设置有螺纹孔，螺栓与螺纹孔配合后，连接杆与活动挡板3之间便无相对运动。
50.在本实施例中，所述导向槽9的第一端相对于所述导向槽9的第二端在径向上更靠近所述转动盘4的中心，所述驱动电机带动所述转动盘4转动时，能够使螺栓在导向槽9内移动，从而使所述活动挡板3沿所述限位槽10滑动，调节阻尼通道8的流体通过面积；当螺栓位于导向槽9的第一端时，活动挡板3未阻挡阻尼通道8，阻尼通道8完全打开，此时阻尼通道8的流体通过面积最大，当所述螺栓滑动到所述导向槽9的第二端时，所述活动挡板3能够封闭所述阻尼通道8。
51.在本实施例中，驱动电机的转动速度以及转动角度均可调节，通过驱动电机能够调节活动挡板3的位置，从而能够调节阻尼通道8的流体通过面积；转动盘4上的导向槽9的宽度与螺栓直径相匹配，导向槽9的内壁与螺栓的外圆相切，螺栓尾部为螺纹结构，用于连接活动挡板3，螺栓头部进行光滑处理，用于在导向槽9内滑动，螺栓头部的螺栓帽卡在转动盘4背对活动挡板3的一侧上。
52.在本实施例中，所述阻尼通道8沿所述固定挡板5的周向间隔设置有多个，所述活动挡板3对应设置有多个，所述活动挡板3与所述阻尼通道8一一对应设置，其中，阻尼通道8优选设置有4个；进一步地，全部所述阻尼通道8沿所述固定挡板5圆周均布。
53.在本实施例中，所述第一腔体的内壁上靠近所述阻尼通道8的位置处设置有通道槽，当所述连接杆滑动到所述导向槽9的第二端时，所述活动挡板3能够卡入所述通道槽内。
54.在本实施例中，所述阻尼流体优选为磁流体，所述第一腔体上设置有电磁线圈，能够对所述磁流体施加磁场；通过改变磁场强度来改变阻尼流体粘度，进而改变吸能本体的阻尼。
55.本实施例中可以通过调节磁场强度来改变阻尼流体粘度，进而改变吸能本体的阻
尼，还可以通过驱动电机带动活动挡板3移动来调节阻尼通道8的过流面积大小，从而来调节吸能结构所承受撞击力；本实施例采用上述两种方式调节吸能结构所承受的撞击力，两种方式可以根据实际情况同时作用或者单独作用，从而使碰撞吸能结构面对不同速度下的碰撞时，撞击力调节更加迅速，响应更加及时。
56.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
57.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种列车碰撞吸能结构，其特征在于：包括吸能本体，所述吸能本体内由前至后设置有相连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设置有阻尼流体，所述第一腔体的前端安装有碰撞杆，所述碰撞杆的前端伸出所述第一腔体，所述碰撞杆的后端连接有第一滑板，所述第一腔体的后端设置有阻尼通道，所述阻尼通道与所述第二腔体连通；所述第二腔体的横截面积大于所述第一腔体的横截面积，所述第二腔体内滑动安装有第二滑板，所述第二滑板的后侧与所述第二腔体的后侧壁之间安装有弹性元件。2.根据权利要求1所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述第一腔体和所述第二腔体均为圆柱形腔体，所述第一腔体和所述第二腔体同轴设置，且所述第二腔体的直径大于所述第一腔体的直径。3.根据权利要求1所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述弹性元件为弹簧。4.根据权利要求2所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述第一腔体的后端安装有固定挡板，所述固定挡板的外缘与所述第一腔体的内壁之间设置有所述阻尼通道。5.根据权利要求4所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述固定挡板上还设置有调节装置，所述调节装置能够调节所述阻尼通道的流体通过面积。6.根据权利要求5所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述调节装置包括驱动电机、转动盘以及活动挡板，所述固定挡板的内部具有一安装槽，所述驱动电机以及所述转动盘均安装于所述固定挡板的安装槽内，且所述驱动电机与所述转动盘连接；所述固定挡板上还设置有限位槽，所述活动挡板设置于所述限位槽内，并能够沿所述限位槽滑动，所述转动盘通过连接杆与所述活动挡板连接，所述转动盘上设置有导向槽，所述连接杆穿过所述导向槽，并能够沿所述导向槽滑动；所述导向槽的第一端相对于所述导向槽的第二端靠近所述转动盘的中心，所述驱动电机带动所述转动盘转动时，能够使所述活动挡板沿所述限位槽滑动，当所述连接杆滑动到所述导向槽的第二端时，所述活动挡板能够封闭所述阻尼通道；当所述连接杆滑动到所述导向槽的第一端时，所述活动挡板能够开放所述阻尼通道。7.根据权利要求6所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述阻尼通道沿所述固定挡板的周向间隔设置有多个，所述活动挡板对应设置有多个，所述活动挡板与所述阻尼通道一一对应设置。8.根据权利要求7所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：全部所述阻尼通道沿所述固定挡板圆周均布。9.根据权利要求6所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述第一腔体的内壁上靠近所述阻尼通道的位置处设置有通道槽，当所述连接杆滑动到所述导向槽的第二端时，所述活动挡板能够卡入所述通道槽内。10.根据权利要求1所述的列车碰撞吸能结构，其特征在于：所述阻尼流体为磁流体，所述第一腔体上设置有电磁线圈，能够对所述磁流体施加磁场。

技术总结

本发明公开一种列车碰撞吸能结构，涉及列车吸能结构技术领域，包括吸能本体，其内由前至后设置有第一腔体和第二腔体，第一腔体内设置有阻尼流体，第一腔体的前端安装有碰撞杆，碰撞杆的前端伸出第一腔体，碰撞杆的后端连接有第一滑板，第一腔体的后端设置有阻尼通道与第二腔体连通；第二腔体的横截面积大于第一腔体的横截面积，第二腔体内滑动安装的第二滑板的后侧与第二腔体的后侧壁之间安装有弹性元件。进一步地，阻尼流体优选为磁流体，通过外加磁场可快速调控磁流体粘度，而且设置有调节装置能够调节阻尼通道的过流面积。本发明能够大幅增加吸能结构的有效压溃行程，且可通过改变阻尼通道的过流面积或调控磁流体粘度来实现撞击力的快速调控。撞击力的快速调控。撞击力的快速调控。