[发明专利]头车前端碰撞吸能结构及轨道车辆

说明书

本发明实施例提供一种头车前端碰撞吸能结构，包括与司机室骨架和蒙皮均连接的气密隔墙，以及沿车体的中心线布置在所述气密隔墙下方的车钩缓冲装置和对称分布在车体的中心线两侧并位于所述气密隔墙下方的防爬吸能装置，还包括一个主吸能装置，所述主吸能装置偏向所述车体的中心线一侧安装在所述气密隔墙上；沿车体的中心线方向，所述车钩缓冲装置的前端、所述防爬吸能装置的前端以及所述主吸能装置的前端均错开。本发明实施例解决了现有技术中车端碰撞吸能结构在垂向、横向偏置工况下倾倒、失稳的缺陷，实现了结构轻量化目标，提高了产品设计效率。

技术领域

本发明涉及轨道车辆被动安全技术领域，尤其涉及一种头车前端碰撞吸能结构及轨道车辆。

背景技术

目前，轨道车辆前端吸能及辅助结构主要包括：防爬吸能装置、主吸能装置、车钩系统、气密隔墙及司机室端部结构等。正常的轨道车辆车端吸能布局均采用对称设计，即车钩沿车体中心线布置，防爬吸能装置对称分布于车体两侧，并安装于底架前端气密隔墙；主吸能装置沿车体中心线位置，对称布置在车钩上方，并安装在气密隔墙上。

既有产品的吸能布局方案，在车辆对撞过程中，极易导致上部主吸能装置的结构倾倒问题，造成吸能效率的显著降低，对于列车碰撞界面的能量耗散行为产生关键的、不可逆的响应。在既有产品设计中，为了避免界面出现不可控的碰撞响应，常常在主吸能装置内部布置具有强导向装置的抗偏机构用以校正碰撞过程中出现的结构失稳情况。但是，必须注意到两个问题：第一，主吸能装置内部增加抗偏机构无疑是对整车轻量化目标产生重大的影响。比如，主吸能装置现有重量约37kg，但是增加抗偏机构后的结构件可能增重至百余公斤左右。第二，主吸能装置的抗偏难题不仅仅是结构自身的难题，同时与安装的背板(即气密隔墙)有较大的联系，一旦气密隔墙失稳，主吸能装置的抗偏性能也不复存在。为了保证气密隔墙的整体纵向刚度，加厚结构和增加支撑补强是两种必须实施的策略，但从轻量化角度考虑，增加结构支撑是必然选择，但是对产品设计带来较大的难度。综上，既有车端吸能布局方案具备可操作性，但是降低了产品设计效率、增加了产品的设计重量。

发明内容

本发明实施例提供一种头车前端碰撞吸能结构，用以解决现有技术中车端碰撞吸能结构在垂向、横向偏置工况下倾倒、失稳的缺陷，实现结构轻量化目标，提高产品设计效率。

本发明实施例还提供一种轨道车辆。

本发明实施例提供一种头车前端碰撞吸能结构，包括与司机室骨架和蒙皮均连接的气密隔墙，以及沿车体的中心线布置在所述气密隔墙下方的车钩缓冲装置和对称分布在车体的中心线两侧并位于所述气密隔墙下方的防爬吸能装置，还包括一个主吸能装置，所述主吸能装置偏向所述车体的中心线一侧安装在所述气密隔墙上；沿车体的中心线方向，所述车钩缓冲装置的前端、所述防爬吸能装置的前端以及所述主吸能装置的前端均错开。

根据本发明的一个实施例，所述司机室骨架以及所述气密隔墙均安装在底架上，在车体的垂直高度方向上，所述主吸能装置以所述底架的上表面为中心线对称设置或相对于所述底架的上表面具有设定的偏移量。

根据本发明的一个实施例，所述主吸能装置包括外壳、背板以及安装在所述外壳中与所述背板抵接的吸能内芯，所述主吸能装置通过所述背板安装在所述气密隔墙上。

根据本发明的一个实施例，所述主吸能装置相对于所述底架的上表面具有的偏移量不超过所述背板高度的20％，所述背板通过螺栓与所述气密隔墙连接。

根据本发明的一个实施例，所述外壳的外周具有锥度，所述锥度由所述背板侧朝向所述外壳的前端由大逐渐变小，所述锥度不大于5度。

根据本发明的一个实施例，所述吸能内芯为蜂窝芯，所述蜂窝芯的轴心方向与车体的运行方向平行或者正交。

根据本发明的一个实施例，所述车钩缓冲装置的安装端、所述防爬吸能装置的安装端以及所述主吸能装置的安装端均不在同一个安装平面。