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1、(10)申请公布号 CN 102514588 A (43)申请公布日 2012.06.27 C N 1 0 2 5 1 4 5 8 8 A *CN102514588A* (21)申请号 201110424043.9 (22)申请日 2011.12.16 B61F 19/04(2006.01) B61F 19/06(2006.01) (71)申请人唐山轨道客车有限责任公司 地址 063035 河北省唐山市丰润区厂前路3 号 (72)发明人范乐天 管全梅 高军 张锦华 陈永盛 (74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理 有限公司 11205 代理人刘芳 (54) 发明名称 排障吸能装置及动车组头。
2、车 (57) 摘要 本发明提供一种排障吸能装置及动车组头 车，其中，排障吸能装置具有相向设置的排障梁和 缓冲横梁，排障梁和缓冲横梁之间固定连接有吸 能管组件，吸能管组件具有吸能管，吸能管的一端 固定连接安装座、另一端穿装有压溃支座，压溃支 座具有变径通孔，变径通孔内具有压溃凸出部，吸 能管穿入压溃支座的端部设置有与压溃突出部吻 合的凹陷部，安装座与排障梁固定连接，压溃支座 与缓冲横梁固定连接。上述方案，由于设置了吸能 管组件，在排障吸能装置撞击到障碍物产生较大 冲击时，吸能管组件中的吸能管产生压溃变形来 吸收大部分冲击能量，使得车体受到的冲击较小， 进而保证了行车的平稳性及安全性。 (51)I。
3、nt.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 1/1页 2 1.一种排障吸能装置，其特征在于，具有相向设置的排障梁和缓冲横梁，所述排障梁 和所述缓冲横梁之间固定连接有吸能管组件，所述吸能管组件具有吸能管，所述吸能管的 一端固定连接安装座、另一端穿装有压溃支座，所述压溃支座具有变径通孔，所述变径通孔 内具有压溃凸出部，吸能管穿入所述压溃支座的端部设置有与所述压溃凸出部吻合的凹陷 部，所述安装座与所述排障梁固定连接，所述压溃支座与所述缓冲横梁固定连接。 2.根据权利要求1所述的排障吸。
4、能装置，其特征在于，该排障吸能装置还设有吸能管 压溃形变导向装置，所述吸能管压溃形变导向装置具有能相互滑动配合的滑块和导向轨， 所述滑块与所述排障梁固定连接，所述导向轨的导向方向与所述吸能管的轴线方向一致。 3.根据权利要求1或2所述的排障吸能装置，其特征在于，所述缓冲横梁具有吸能管二 级吸能腔，所述吸能管二级吸能腔靠近所述吸能管的腔壁上设置有供所述吸能管穿行的通 孔，所述吸能管二级吸能腔远离所述吸能管的腔壁上设置有正对所述吸能管的吸能管二次 变形作用面。 4.根据权利要求1或2所述的排障吸能装置，其特征在于，所述缓冲横梁上还具有安装 板，所述安装板具有轴向与所述吸能管的轴向相同的安装通孔。 。
5、5.根据权利要求1或2所述的排障吸能装置，其特征在于，所述吸能管为圆管。 6.根据权利要求1或2所述的排障吸能装置，其特征在于，所述吸能管内填充有泡沫 铝。 7.根据权利要求1或2所述的排障吸能装置，其特征在于，所述排障梁的两端均固定连 接有转轴座，所述转轴座与所述缓冲横梁转动连接。 8.根据权利要求7所述的排障吸能装置，其特征在于，所述排障梁具有排障直梁，所述 排障直梁的两端固定连接排障弯梁，所述转轴座与所述排障弯梁固定连接。 9.一种动车组头车，具有车体，其特征在于，还具有权利要求1-8任一所述的排障吸能 装置，所述排障吸能装置的缓冲横梁固定连接于所述车体前端的下部，且所述排障吸能装 置的。
6、排障梁朝向头车前行方向设置。 10.根据权利要求9所述的动车组头车，其特征在于，在所述排障吸能装置具有吸能管 压溃形变导向装置时，所述吸能管压溃形变导向装置的导向轨与所述车体固定连接。 权 利 要 求 书CN 102514588 A 1/4页 3 排障吸能装置及动车组头车 技术领域 0001 本发明涉及轨道车辆技术，尤其涉及一种排障吸能装置及动车组头车。 背景技术 0002 排障装置是轨道列车排除线路上可能存在的障碍物以避免发生脱轨等运行事故 的安全防护装置。 0003 如图1所示，早期用于机车上的排障装置由压型弯板1与筋板焊接而成，在压型弯 板1的两端分别焊接一个排障装置支撑梁2，排障装置支。
7、撑梁2远离压型弯板的一端具有安 装板3，采用穿于安装板的螺栓将该排障装置安装在机车牵引梁的下部，此种结构的排障装 置不具有缓冲和吸能的作用，则，该排障装置与障碍物发生撞击时，冲击力将直接传递到车 体上，会对行车平稳性与安全性造成较大不利影响。 0004 随着列车运行速度的提高，为了减小排障装置与障碍物发生撞击时车体受到的冲 击力，则，出现了如图2所示的带有缓冲结构的排障装置。该装置在排障板后面安装了由多 层铝板通过垫块相间隔而叠成的缓冲板群4，在排障板5和缓冲板群4之间留有一定的间 隙，当碰撞受力较小时，缓冲板群4不起作用；当碰撞受力较大时，排障板5发生变形与缓冲 板群4接触后，缓冲板群4中的。
8、铝板通过其弹性变形吸收部分冲击能量。这种结构在保证 排障能力的同时，能在一定程度上缓和对车体的冲击，但其缓冲特性有限，仍难以保证行车 平稳性与安全性。 发明内容 0005 本发明提供一种排障吸能装置及动车组头车，用以解决现有技术中的排障装置缓 冲特性有限，不能保证行车平稳性及安全性的问题。 0006 本发明提供一种排障吸能装置，具有相向设置的排障梁和缓冲横梁，所述排障梁 和所述缓冲横梁之间固定连接有吸能管组件，所述吸能管组件具有吸能管，所述吸能管的 一端固定连接安装座、另一端穿装有压溃支座，所述压溃支座具有变径通孔，所述变径通孔 内具有压溃凸出部，所述吸能管穿入所述压溃支座的端部设置有与所述压。
9、溃凸出部吻合的 凹陷部，所述安装座与所述排障梁固定连接，所述压溃支座与所述缓冲横梁固定连接。 0007 如上所述的排障吸能装置，其中，该排障吸能装置还设有吸能管压溃形变导向装 置，所述吸能管压溃形变导向装置具有能相互滑动配合的滑块和导向轨，所述滑块与所述 排障梁固定连接，所述导向轨的导向方向与所述吸能管的轴线方向一致。 0008 如上所述的排障吸能装置，其中，所述缓冲横梁具有吸能管二级吸能腔，所述吸能 管二级吸能腔靠近所述吸能管的腔壁上设置有供所述吸能管穿行的通孔，所述吸能管二级 吸能腔远离所述吸能管的腔壁上设置有正对所述吸能管的吸能管二次变形作用面。 0009 如上所述的排障吸能装置，其中，。
10、所述缓冲横梁上还具有安装板，所述安装板具有 轴向与所述吸能管的轴向相同的安装通孔。 0010 如上所述的排障吸能装置，其中，所述吸能管为圆管。 说 明 书CN 102514588 A 2/4页 4 0011 如上所述的排障吸能装置，其中，所述吸能管内填充有泡沫铝。 0012 如上所述的排障吸能装置，其中，所述排障梁的两端均固定连接有转轴座，所述转 轴座与所述缓冲横梁转动连接。 0013 如上所述的排障吸能装置，其中，所述排障梁具有排障直梁，所述排障直梁的两端 固定连接排障弯梁，所述转轴座与所述排障弯梁固定连接。 0014 本发明还提供一种动车组头车，具有车体，还具有任一上述的排障吸能装置，所述。
11、 排障吸能装置的缓冲横梁固定连接于所述车体的前端，且所述排障吸能装置的排障梁朝向 头车前行方向设置。 0015 如上所述的动车组头车，其中，在所述排障吸能装置具有吸能管压溃形变导向装 置时，所述吸能管压溃形变导向装置的导向轨与所述车体固定连接。 0016 本发明提供的排障吸能装置及动车组头车，由于设置了吸能管组件，在排障吸能 装置撞击到障碍物产生较大冲击时，吸能管组件中的吸能管产生压溃变形来吸收大部分冲 击能量，使得车体受到的冲击较小，进而保证了行车的平稳性及安全性。 附图说明 0017 图1为现有技术中排障装置的结构示意图； 0018 图2为现有技术中另一种排障装置的结构示意图； 0019 。
12、图3为本发明排障吸能装置实施例的结构示意图； 0020 图4为图3的A-A剖视图； 0021 图5为图3的立体图； 0022 图6为吸能管组件的全剖结构示意图； 0023 图7为本发明排障吸能装置实施例中吸能管第一阶段吸能变形后的结构示意图； 0024 图8为本发明排障吸能装置实施例中吸能管第二阶段吸能变形后的结构示意图。 具体实施方式 0025 图3为本发明排障吸能装置实施例的结构示意图；图4为图3的A-A剖视图；图5 为图3的立体图；图6为吸能管9组件的全剖结构示意图；如图3、图4、图5及图6所示，本 发明排障吸能装置的实施例，具有相向设置的排障梁6和缓冲横梁15，排障梁6和缓冲横梁 15。
13、之间固定连接有吸能管组件，吸能管组件具有吸能管9，吸能管9的一端固定连接安装座 8、另一端穿装有压溃支座13，压溃支座13具有变径通孔，变径通孔内具有压溃凸出部20， 吸能管9穿入所述压溃支座13的端部设置有与压溃凸出部20吻合的凹陷部21，安装座8 与排障梁6固定连接，压溃支座13与缓冲横梁15固定连接。 0026 上述方案，由于设置了吸能管组件，在排障吸能装置撞击到障碍物产生较大冲击 时，吸能管组件中的吸能管9产生压溃变形来吸收大部分冲击能量，使得车体受到的冲击 较小，进而保证了行车的平稳性及安全性。 0027 本发明排障吸能装置的实施例，具有相向设置的排障梁6和缓冲横梁15，其中，排 障。
14、梁6具有排障直梁7，排障直梁7的两端分别焊接一根排障弯梁，两排障弯梁以排障直梁 7呈对称设置。在各排障弯梁远离排障直梁7的一端均通过螺栓固定连接一个转轴座16， 且转轴座16还通过销轴螺栓与缓冲横梁15相连接，且，销轴螺栓作为转轴座16的转动轴， 说 明 书CN 102514588 A 3/4页 5 使得转轴座16可以相对于缓冲横梁15发生转动。在排障梁6和缓冲横梁15之间固定连 接有吸能管9组件，吸能管组件具有吸能管9，吸能管9沿前后方向延伸。在吸能管9的一 端通过螺接的方式固定连接安装座8、另一端穿装有压溃支座13，其中，压溃支座13具有变 径通孔，该变径通孔内具有压溃凸出部20，在吸能管。
15、9穿入所述压溃支座13的端部设置有 与压溃凸出部20吻合的凹陷部21，安装座8与排障梁6通过螺栓固定连接，压溃支座13与 缓冲横梁15通过螺栓固定连接。 0028 进一步地，基于上述实施例，为了使吸能管9在压溃变形时，沿着前后方向进行变 形，以达到最大的吸能效果，则该排障吸能装置还具有吸能管压溃形变导向装置，该吸能管 压溃形变导向装置具有能相互滑动配合的滑块11和导向轨12。其中，在排障梁6的各排障 弯梁靠近排障直梁7的一端分别焊接一个滑块安装座10，滑块11通过螺栓固定连接在滑块 安装座10上，以实现滑块11与排障梁6的固定连接，滑块11可以是T形滑块、燕尾形滑块 等结构的滑块，本实施例中采。
16、用T形滑块，在导向轨12中设置有T形的滑槽17，该滑槽17 与T形滑块吻合配合以实现导向，且导向轨12的导向方向与吸能管9的轴线方向一致，也 即导向方向为前后方向。在使用时，导向轨12可以通过焊接的方式固定于机车的车体上。 0029 进一步地，基于上述实施例，为了使车体19在碰撞开始阶段受到较小、较平缓的 冲击，该排障吸能装置可采用两级压溃吸能的方式，即，第一级压溃吸能时，也即第一阶段 吸能变形，吸能管9在吸能管压溃形变导向装置的引导下，通过变径通孔内的压溃凸出部 20发生塑性形变，使吸能管的管径变小并向后移动，此时，吸能管9依靠缩径变形中的弹塑 性变形和摩擦发热来吸收能量。为实现上述两级压溃。
17、吸能方式，缓冲横梁15具有吸能管二 级吸能腔23，吸能管二级吸能腔23靠近吸能管9的腔壁上设置有供吸能管9穿行的通孔， 吸能管9经压溃支座13的压溃凸出部挤压后直径变小的管段24从通孔穿入到吸能管二级 吸能腔23中，参见图7。在吸能管二级吸能腔23远离吸能管9的腔壁上设置有正对吸能 管9的吸能管二次变形作用面25。在吸能管直径变小的管段24接触到吸能管二次变形作 用面25时，吸能管二次变形作用面25阻止吸能管9直径变小的管段24继续向后移动，则， 此时，即第二阶段吸能变形，吸能管9直径变小的管段24及原直径的管段同时被压溃，参见 图8，以实现塑性折弯变形，通过该塑性折弯变形来吸收碰撞能量，在第。
18、二级压溃吸能阶段， 吸能管9抵抗的压缩力增大，吸能的效率提高。 0030 进一步地，基于上述实施例，在缓冲横梁15的前侧还具有安装板18，该安装板18 具有轴向与吸能管9的轴向相同的安装通孔，通过穿装在安装通孔内的螺栓将该排障吸能 装置可拆固定连接在机车的车体19前端的下部。 0031 进一步地，基于上述实施例，上述吸能管9为圆管，圆管平均压溃力大、吸能多、结 构简单，在轴向冲击和准静态载荷的作用下，圆管的轴对称叠缩压溃模式能最大限度的吸 收和消耗碰撞的能力，有利于提高机车运行的平稳性及安全性。 0032 进一步地，基于上述实施例，为了使吸能管9在轴向压缩力的作用下更易发生有 规律的圆环屈曲变。
19、形，因此，在吸能管9中填充了泡沫铝泡沫铝是一种人造多孔材料，由 金属骨架与孔隙(金属框架或平面交错结构形成的泡状气孔)组成，具有轻质、强度高和吸 能性能优异等特点，使其在吸能管9内起到了一定的支撑作用，缩短了吸能管9的屈曲波 长，使得吸能管9在单位长度上产生了更多褶皱，明显改善圆管受压时的不规则变形，增强 了吸能效果。 说 明 书CN 102514588 A 4/4页 6 0033 本发明还提供一种动车组头车，具有车体，还具有上述任一的排障吸能装置，所述 排障吸能装置的缓冲横梁15固定连接于所述车体19前端的下部，且所述排障吸能装置的 排障梁6朝向头车前行方向设置。排障吸能装置的具体结构及效果。
20、参见上述实施例，这里 不再赘述。 0034 另外，在所述排障吸能装置具有吸能管压溃形变导向装置时，所述吸能管压溃形 变导向装置的导向轨12通过焊接的方式与机车的车体19固定连接。 0035 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。 说 明 书CN 102514588 A 1/4页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102514588 A 2/4页 8 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102514588 A 3/4页 9 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102514588 A 4/4页 10 图7 图8 说 明 书 附 图CN 102514588 A 10 。