本发明专利技术公开了双级式车辆前端吸能装置，包括设置在车辆前端的吸能器，所述吸能器包括一个位于前端的弹性变形机构和一个位于后端的塑性变形机构，所述弹性变形机构和塑性变形机构之间力相互传递，所述弹性变形机构的极限载荷为Fj1，所述塑性变形机构的驱动载荷为Fj2，其中Fj2≤Fj1。利用了弹性变形机构的高灵敏性、可回弹性和可控性及塑性变形机构的高吸能性，能快速、灵敏、平稳的吸收不同列车碰撞情况下的冲击能量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双级式车辆前端吸能装置，属于轨道交通车辆用的前端吸能装置。
技术介绍
吸能装置一般应用于轨道车辆的端部，当列车与列车发生碰撞时，通过吸能装置吸收碰撞能量以保护车体及乘客的安全。目前轨道车辆前端吸能装置绝大多数以防爬器加塑性变形梁的结构为主，防爬器主要用于阻止车辆碰撞时产生的爬叠现象，塑性变形梁用于吸收碰撞能量。在CN203402203 “城铁宽轨车辆前端吸能机构”中提到了一种在车辆两侧装配防爬器和塑性变形梁的结构，此种结构主要通过一个塑性变形梁进行吸能。在CN203460874 “城铁宽轨车辆前端吸能机构”中也提到了一种宽体防爬器加塑性变形梁的结构，此种结构也主要通过一个塑性变形梁进行吸能。但这种采用塑性变形梁进行吸能的技术方案却存在着较大的缺陷: (I)塑性变形梁在吸收能量时，容易发生不可控制的塑性压溃，会影响能量吸收的整体效果。(2)该种吸能没有阶段性，只有碰撞能量达到一定值才能触发塑性变形梁吸能，因此塑性变形梁无法吸收较低的碰撞能量，且塑性变形梁吸收碰撞能量后不可恢复。(3)塑性变形梁一般为杆式结构，发生碰撞时，列车不同方向和位置上的变形量和变形扭曲方向都比较随机，杆式结构的吸能装置很难均匀吸收碰撞能量，稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:克服现有技术中塑性变形梁变形可控性差，稳定性差及不灵敏等技术问题，提供一种双级式车辆前端吸能装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 双级式车辆前端吸能装置，包括设置在车辆前端的吸能器，所述吸能器包括一个位于前端的弹性变形机构和一个位于后端的塑性变形机构，所述弹性变形机构和塑性变形机构之间力相互传递，所述弹性变形机构的极限载荷为Fj1，所述塑性变形机构的驱动载荷为Fj2，其中 Fj2S Fj 1O作为本专利技术的进一步创新，所述弹性变形机构包括一个直线压缩式吸能器，所述直线压缩式吸能器包括导向外筒3、导向内筒I和弹性压缩介质4，所述导向外筒3的前端套在导向内筒I上，弹性压缩介质4设置在导向内筒I内，通过导向内筒I在导向外筒3内的相对运动实现对弹性压缩介质4的压缩或舒张。作为本专利技术的进一步创新，所述导向外筒3的内壁设有支撑面A3-1，导向内筒I的内壁设有支撑面Bl-1，所述弹性压缩介质4设置在支撑面A3-1和支撑面Bl-1之间。作为本专利技术的进一步创新，所述弹性压缩介质4为气液缓冲器。作为本专利技术的进一步创新，所述导向内筒I的外壁具有防转槽1-3，导向外筒3上固定有防转条9，所述防转条9穿过导向外筒3的筒壁、卡入到防转槽1-3上，防转条9与防转槽1-3滑动配合。作为本专利技术的进一步创新，所述导向外筒3前端部的内壁上安装有限位环A2，所述导向内筒I的外壁设有限位台阶C1-2，弹性压缩介质4舒张状态下，通过限位环A2与限位台阶C1-2的相抵对导向内筒I进行限位。作为本专利技术的进一步创新，所述塑性变形机构包括一个压溃管6，以Fj2的力将导向外筒3的后端压入压溃管6。作为本专利技术的进一步创新，所述吸能器还包括一个安装座8，吸能器通过安装座8固定连接在车辆前端。作为本专利技术的进一步创新，所述安装座8的内壁设置有一个环形的内法兰8-1，压溃管6设置有与内法兰8-1对应的外法兰6-1，弹性销7穿过内法兰8-1和外法兰6-1将压溃管6固定连接在安装座8上。作为本专利技术的进一步创新，所述安装座8的内壁上安装有限位环B5，导向外筒3的外壁设置有限位台阶D3-2，通过限位环B5和限位台阶D3-2的相抵对导向外筒3进行限位。本专利技术的有益效果是: 1、本专利技术包括一个压缩线性比较平缓的弹性变形机构和一个压缩线性比较陡且预压比较高的塑性变形机构，利用了弹性变形机构的高灵敏性、可回弹性和可控性及塑性变形机构的高吸能性，能快速、灵敏、平稳的吸收不同列车碰撞情况下的冲击能量。在列车低速碰撞时，受到的碰撞冲击能量较小，通过弹性变形机构吸收小冲击能量，相比于塑性变形梁，弹性变形机构既能吸收较小的冲击能量，又能在吸能后快速恢复至初始状态，无需更换吸能器；在列车高速碰撞时，受到的碰撞冲击能量较大，除了弹性吸能机构吸收冲击能量夕卜，塑性变形机构能吸收弹性变形机构未能吸收的能量，同时相比于塑性变形梁，不会产生非规律和非线性的变形，且能有效的控制整个冲击吸收过程。2、本专利技术塑性变形机构的驱动载荷不大于弹性变形机构的极限载荷，使得弹性变形机构和塑性变形机构之间的吸能更加的连贯，不会存在弹性变形机构完全压缩时，塑性变形机构还未被触发的情况，消除了吸能盲区，提高了可靠性。3、本专利技术的弹性变形机构为一个具有导向机构的吸能器，导向机构的设置使得弹性变形机构不会像塑性变形梁那样产生不规则的压缩变形，进一步提高了整个吸能过程的可控性和稳定性。4、本专利技术的弹性变形机构的弹性压缩介质主要采用气液缓冲器，气液缓冲器能量吸收率高，在同样的行程和阻抗力下，所能吸收的能量也相对较高，相比于固态弹簧介质的直线压缩，具有更好的缓和性。5、本专利技术的压溃管固定在安装座上，可以进一步防止压溃管发生转动，提高稳定性。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的原始状态时的示意图； 图2是本专利技术的低速碰撞状态时的示意图； 图3是本专利技术的高速碰撞状态时的示意图； 图4是本专利技术的剖面示意图； 图5是本专利技术的立体结构示意图； 图6是导向内筒的剖面示意图； 图7是导向外筒的剖面示意图； 图8是压溃管的剖面示意图； 图9是安装座的剖面示意图； 图中包括:导向内筒1、支撑面B1-1、限位台阶C1-2、防转槽1-3、限位环A2、导向外筒3、支撑面A3-1、限位台阶D3-2、安装孔3-3、弹性压缩介质4、限位环B5、压溃管6、外法兰6-1、弹性销7、安装座8、内法兰8-1、防转条9、紧固件10。【具体实施方式】现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。在本实施例中，因为本产品为轨道交通车辆用吸能装置，受冲击力较大，为了保证强度，其中支撑面A3-1、支撑面B1-1、限位台阶C1-2、限位台阶D3-2均为如图1~3中所示的环形台阶结构。[0当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
双级式车辆前端吸能装置，包括设置在车辆前端的吸能器，其特征是：所述吸能器包括一个位于前端的弹性变形机构和一个位于后端的塑性变形机构，所述弹性变形机构和塑性变形机构之间力相互传递，所述弹性变形机构的极限载荷为Fj1，所述塑性变形机构的驱动载荷为Fj2，其中Fj2≤Fj1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓大伟，张勇，
申请(专利权)人：常州南车铁马科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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