[发明专利]一种充压式吸能装置

说明书

本发明提供了一种充压式吸能装置，属于轨道交通车辆被动安全技术领域。它能有效地解决吸能结构在阻抗力水平与阻抗力平稳性之间存在矛盾的问题。封底安装板为圆周上均布螺栓孔的法兰结构，其几何中心位置设有通孔，该孔中设有恒压阀，内侧靠近螺栓孔边缘处设有圆环凸台，封底安装板通过圆环凸台与约束管的尾端过盈配合固定带有圆弧形预翻卷的诱导结构的尾端与约束管的前端过盈配合固定，承压板的圆周上均布螺栓孔，内侧设有圆环止口，翻卷管的前端与圆环止口配合焊接固定；半球形封顶的外圈与翻卷管内表面贴合，顶端焊接固定；约束管通过内表面与翻卷管的诱导结构配合焊接固定；整体式密封气囊为薄壁橡胶结构。主要用于列车端部被动安全。

技术领域

本发明属于轨道交通车辆被动安全技术领域，涉及列车端部的被动安全技术。

背景技术

目前用于轨道交通车辆的吸能装置，其主要功能在于：当车辆发生不可避免的碰撞时，通过车端吸能装置的不可逆变形和破坏来吸收碰撞能量，避免车辆运动形式往更恶劣的方向发展、保护车辆主体结构不发生更大的破坏，最大程度地保护司乘人员和贵重设备的安全，尽可能地减小碰撞事故带来的损失。

现有的轨道交通车辆的吸能装置主要结构形式有压溃结构和翻卷管结构。其中，压溃结构根据压溃介质的不同还可细分为压溃管结构和蜂窝压溃结构。

压溃管结构在吸能过程中阻抗力波动较大，这对保证司乘人员安全和车辆主体结构完整是很不利的；另外一方面，压溃管结构还容易出现变形失稳，导致阻抗力急剧下降，丧失吸能能力。

蜂窝压溃结构虽然阻抗力波动平稳，但存在吸能容量小、参数设计困难等缺点。

翻卷管吸能结构变形吸能过程稳定，设置薄弱环节后的翻卷管吸能结构初始峰值阻抗力小、平稳性好，但其仍无法克服阻抗力水平低、吸能容量小的缺点，这显然严重阻碍了其在吸能装置中的运用。

通过以上分析可以发现，现有吸能结构各有优势和不足，最大的矛盾在于阻抗力水平和阻抗力平稳性的调和。本发明提出一种“充压式吸能装置”，对解决该矛盾很有价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种充压式吸能装置，它能有效地解决吸能结构在阻抗力水平与阻抗力平稳性之间存在矛盾的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种充压式吸能装置，包括承压板、封底安装板和密封气囊，封底安装板为圆周上均布螺栓孔的法兰结构，其几何中心位置设有通孔，该通孔中设有恒压阀，内侧靠近螺栓孔边缘处设有圆环凸台，封底安装板通过圆环凸台与约束管的尾端过盈配合固定，翻卷管为均匀壁厚的圆管，带有圆弧形预翻卷的诱导结构的尾端与约束管的前端过盈配合固定，承压板的圆周上均布螺栓孔，内侧设有圆环止口，翻卷管的前端与圆环止口配合焊接固定；半球形封顶的外圈与翻卷管内表面贴合，顶端焊接固定；约束管为均匀壁厚的圆管，通过内表面与翻卷管的诱导结构配合焊接固定；整体式密封气囊为薄壁橡胶结构，与整个内腔结构贴合设置，通过粘合剂固定。

所述翻卷管为均匀壁厚圆管，带有预翻卷诱导结构。

所述封顶为内凹的半球形结构。

所述约束管为均匀壁厚圆管，壁厚大于翻卷管。

该装置为预充气结构，内部气体压力恒定。

本发明所述的充压式吸能装置为预充气结构，即使用前充入具有一定压力的物化性质稳定的气体。在翻卷管发生翻卷变形的过程中会产生翻卷阻抗力；同时，恒压阀能保证密闭内腔中气压恒定在预设阈值附近，该压力作用于半球形封顶内壁，也会产生相对稳定的阻抗力。所述充压式吸能装置在翻卷吸能阶段通过翻卷管翻卷变形和封闭内腔中的压力气体内能变化来吸收撞击能量在压溃吸能阶段通过翻卷管和约束管的压溃变形来吸收能量。该装置通过设置不同的恒压阀阈值可实现不同的阻抗力水平。