[发明专利]用于城轨列车的铝蜂窝式吸能排障器

说明书

技术领域

本发明属于轨道车辆车头下部的排障机构领域，尤其涉及一种用于城轨列车的铝蜂窝式吸能排障器。

背景技术

目前，国外市域轨道车辆所设有的排障器通常均为带有液压弹性吸能缓冲结构或压溃吸能缓冲结构的排障器，其排障器设计复杂且生产成本较高。

我国市域轨道车辆刚刚起步，原来相对封闭的地铁线路对排障器没有需求，因此，在排障器的设计理念及相关标准的认知上存在不足。为了将障碍物从轨道上向两侧推开，排障器通常设置为八字形的左右对称结构，其夹角为排障角β，但其八字形排障器的排障角β并没有统一的设计标准，而且，现有排障器的前端面通常为单一的竖直板、斜坡板或圆弧板结构，其坡角或弧度值的不合理设计也将严重影响排障器的抗冲击强度和使用寿命。

另一方面，设计时速为160km/h的某城轨车型，其在现有的头车结构以及安装接口尺寸和布局空间均已确定的前提下，急需研制开发一款结构匹配、带有能量吸收元件、且拆装方便、易于养护并兼顾美观和经济性的新型排障器，以满足其在160km/h的时速下，承受较大障碍物冲击及保护车辆主体结构的需求。

发明内容

为了解决现有排障器的八字形左右对称结构，其八字形的排障器排障角并没有统一的设计标准，而且，现有排障器的前端面通常为单一的竖直板、斜坡板或圆弧板结构，而排障角、前端板坡角或弧度值的不合理设计都将严重影响排障器的抗冲击强度和使用寿命，以及现有带有液压弹性吸能缓冲或压溃吸能缓冲结构的排障器设计复杂且生产成本较高，因此目前缺少一种适用于国内时速为160km/h的城轨车型安装接口，并且易于养护、兼顾美观和经济性的新型排障器的技术问题，本发明提供一种用于城轨列车的铝蜂窝式吸能排障器。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

用于城轨列车的铝蜂窝式吸能排障器，其包括支撑架、左吸能单元、右吸能单元，支撑架包括支撑架前端板、前端板后侧筋板支座和两个连接座，两个连接座对称固连于前端板后侧筋板支座的后方；支撑架前端板的俯视图为左右对称的八字形结构，左吸能单元和右吸能单元分别与其八字形的一个前端面对应固连；支撑架前端板的后端面固连于前端板后侧筋板支座的前方；支撑架前端板的每一个八字形结构均包括一体成型的中心竖板、上部前倾板和下部斜坡板，中心竖板竖直放置，上部前倾板与中心竖板的夹角以及下部斜坡板与中心竖板的夹角均为α，其三者共同构成一个开口方向水平的折形凹槽结构。

所述左右对称的支撑架前端板的八字形结构，其夹角β的角度值为150度；所述夹角α的数值为150度至160度。

所述支撑架前端板的中心竖板、上部前倾板和下部斜坡板的端面上均设有沿其端面的法向方向开设的多个螺纹通孔。

所述左吸能单元包括铝蜂窝吸能板和多块钣金铝板蒙皮，所述铝蜂窝吸能板为开口方向水平的折形凹槽厚板，其包括一体成型的铝蜂窝中心竖板、铝蜂窝上部前倾板和铝蜂窝下部斜坡板，铝蜂窝中心竖板竖直放置，铝蜂窝上部前倾板与铝蜂窝中心竖板的夹角以及铝蜂窝下部斜坡板与铝蜂窝中心竖板的夹角均为α；多块钣金铝板蒙皮分别覆盖并固连于铝蜂窝吸能板的上、下、左、右、前、后所有对应端面；所述铝蜂窝吸能板的折形凹槽厚板，其前、后两个端面的折形凹槽轮廓和尺寸均与支撑架前端板上的一个八字形结构的折形凹槽的轮廓对应匹配。

所述铝蜂窝吸能板的最大吸能行程为120mm，其阻抗力为165±10％kN，能量吸收能力约为20kJ。

所述右吸能单元的结构是左吸能单元的镜像对称。

本发明的有益效果是：该用于城轨列车的铝蜂窝式吸能排障器，其右吸能单元的结构是左吸能单元的镜像对称，吸能排障器上左右对称的支撑架前端板呈八字形结构，该八字形结构构成的排障角β为150度。支撑架前端板的每一个八字形结构均包括一体成型的中心竖板、上部前倾板和下部斜坡板，中心竖板竖直放置，上部前倾板与中心竖板的夹角以及下部斜坡板与中心竖板的夹角均为α，其三者共同构成一个开口方向水平的折形凹槽结构。排障角β以及支撑架前端板折形凹槽结构上的夹角α均为多次试验后的最终优化参数值，能够在最大程度上分散支撑架前端板所承受的障碍物冲击力，从而有效保护排障器不受破坏。

该排障器的两个吸能单元所采用的铝蜂窝吸能板的最大吸能行程为120mm，其阻抗力为165±10％kN，能量吸收能力约为20kJ。因此，该吸能排障器能够满足列车以160km/h速度等级撞击最大120kg的动物障碍物时所要求的有效吸收能量的保护车体的参数。

此外，该排障器还具有结构简单实用，成本低廉且兼顾美观以及拆装方便、便于推广普及等优点。