一种挡车器及轨道车辆防撞方法技术

本发明专利技术公开了一种挡车器及轨道车辆防撞方法。所述挡车器包括车钩连接器，防爬齿板，测速器，止档阀，滑移通道，止档墙，以及终止墙所述止档墙与终止墙之间设有吸能机构；所述挡车器根据车辆接近线路终点时的速度设有低速碰撞和高速碰撞两种可切换的工作模式。本发明专利技术可以提高车钩缓冲器的利用率，同时尽可能多地吸收碰撞动能。

【技术实现步骤摘要】
一种挡车器及轨道车辆防撞方法
本专利技术涉及一种挡车器及轨道车辆防撞方法，属于轨道车辆

技术介绍
铁道车辆最重要的使命是保证司乘人员的安全。列车前端通常会设置带吸能功能的防爬装置可显著改善轨道车辆在发生碰撞时的变形吸能特性。为了有效防止撞车时列车相互攀爬，防爬器还需具备优异的抗垂弯能力，所以防爬器通常会设置垂向刚度很大的导向机构来保证防爬性能。该导向机构能确保防爬器在撞车时稳定地后退，并引导吸能元件正常发挥变形吸能功能，最终使列车以稳定地、可控地、有序发生变形，使乘客受到的冲击力最小化，以降低车中人员损伤的可能性。在轨道线路的尽头，通常会设置挡车器以防止列车冲出轨道导致出轨或者发生倾覆(相比把列车限制在轨道上，出轨、倾覆等现象给生命和车辆均带来更大的危害)。挡车器一般设置有与列车钩缓系统的钩头匹配的撞击点，有的还设有与防爬器匹配的防爬齿板。由于大部分路端撞击的速度会低于15km/h，基于成本及器件的更换维护考虑，一般是车钩与撞击点先撞上，可率先吸收部分撞击能量。如果速度很低(如低于5-7km/h)，车钩缓冲器可完全恢复。如果速度稍高，车钩会发生不可逆变形吸能，车钩压溃管动作，甚至车钩过载剪切。进而防爬器与挡车器的防爬齿板接触，防止列车发生爬起、侧偏倾覆或者骑跨到挡车器上等现象。这种场景与两列车相互撞击时的变形、吸能顺序一致，也是目前国内外常见的方式。但是当列车以更高速度(如30km/h)撞击时，钩缓系统的吸能效果会下降，尤其对于气液缓冲器，在高速下撞击会出现刚化现象，能量吸收能力大幅下降。此时列车钩缓系统容易出现吸能不充分就产生过载剪切，然后防爬器、车体变形区、司机安全区，客室安全区依次发生损坏，造成难以挽回的损失。还有部分挡车器没有设置防爬齿板，在类似场景中会造成更恶劣的影响。实际上，列车出现在路端时，一般是列车调试，或者清客状态运行到车辆段进行维护保养等场景。此时车上一般没有乘客、只有司机操作人员。有时因为司机疏忽、或者列车主动防撞系统，或轨道预警系统故障等原因，在即将抵达路线终点的时候，列车还保持较大前进速度。此时怎样保护好司机，以及最大程度利用列车自身吸能来降低碰撞事故恶劣程度成为技术难点。CN201711487129专利方案提供了一种用于轨道列车的碰撞吸能系统及轨道列车，基于提高碰撞过程中吸能元件的稳定性，其钩缓装置的前端与防爬装置的前端共同形成碰撞受力面，在列车相撞时两者共同作用。该方案重点是解决碰撞吸能系统的可靠性问题，但没有提高车体的碰撞能量吸收问题。其理由是：碰撞吸能量为碰撞界面力和变形吸能行程的乘积，即载荷-位移曲线下面积的积分。碰撞界面力包括钩缓系统、防爬器、车体变形吸能区等三种吸能元件同时动作或单独动作的作用力。由于该界面力最大值不能大于客室安全区的压溃力值，所以不管是一种吸能元件单独作用，还是多种吸能元件同时作用，在相同行程下吸能量不会显著提升。而对于路端终点的挡车器来讲，其自身碰撞吸收能力是一定的，随着碰撞速度的提高，剩余的能量几乎全部需要由列车自身吸能元件及车体吸收，提高列车自身碰撞能量的吸收能力，才能最大程度保证列车不会冲出轨道造成致命的危害。关于止挡器的现有技术包括：中国技术专利CN201420193441.3公开了一种双缸液压缓冲滑动挡车器，该挡车器两侧有防爬部，重点描述了双杠液压机构，没涉及列车碰撞过程吸能结构动作及列车结构。中国技术专利CN201820646426.8公开了一种铁路尽头线挡车器智能防撞系统，以及中国技术专利CN02272828.7公开了一种无需外接的减速装置。专利技术人研究发现，现有的挡车器与列车撞击时工作模式单一导致列车变形吸能区及防爬器、钩缓系统的吸能元件不能充分、高效发挥作用，即如果只存在钩缓系统、防爬器先后动作，那么高速模式下列车前端的车钩缓冲器容易发生吸能不充分；而如果只存在防爬器、钩缓系统先后动作，那么低速碰撞下易于更换的钩缓系统可能无法发挥作用(缓冲器本可重复使用)，而防爬器、车体及车载设备可能率先损坏，损失成本显著增大。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种挡车器及轨道车辆防撞方法，将挡车器设置有低速碰撞和高速碰撞两种模式，充分发挥轨道列车进行多级吸能区作用，从而以期解决以下问题中的至少一个：1、列车高速撞击路端挡车器时，由于列车没有设置行程足够长的变形吸能区，不能稳定、可控地变形吸能，无法足够多的吸收碰撞动能，列车容易冲出轨道发生出轨、撞击前方物体或倾覆等恶劣事故；2、列车高速撞击路端挡车器时，车钩缓冲器能量吸收能量下降，车钩容易过早发生剪切失效，且常用的气液型车钩在高速撞击下容易发生刚化。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种挡车器，其结构特点是，包括位于前端中部的车钩连接器，前端两侧的防爬齿板，用于检测前方一定距离车辆速度的测速器，所述车钩连接器和防爬齿板可通过传动装置调整前后相对位置；所述挡车器根据车辆接近线路终点时的速度设有两种可切换的工作模式(低速碰撞和高速碰撞)：i.当测速器检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，车钩连接器率先对车辆提供持续的反作用力；ii.当测速器检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，防爬齿板率先对车辆提供持续的反作用力。本专利技术创造性地设计出两套模式，根据车辆驶向挡车器时的速度，采用不同的部件来对车辆提供持续的反作用力。根据本专利技术的实施例，还可以对本专利技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：优选地，所述车钩连接器后方设有与连接器底座相连的止档阀，用于提供车钩连接器后退空间的滑移通道，以及位于滑移通道端头的止档墙；i.当测速器检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，止档阀处于关闭状态，车钩连接器的伸出端位于防爬齿板前方；ii.当测速器检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，止档阀处于打开状态，车钩连接器处于无纵向约束状态并可沿着滑移通道后退。由此，本专利技术的挡车器设有低速碰撞和高速碰撞两种工作模式，挡车器带有速度检测装置，根据列车接近线路终点时的速度可切换模式；当列车以较低速度撞击时，挡车器的车钩连接器最先与列车接触；当列车较高速度撞击时，车钩连接器后方的止档阀打开，并随着列车前端钩缓系统的钩头同步运动，并且不提供纵向支撑力，直到顶住挡车器的止档墙然后提供纵向反作用力。在此期间挡车器的防爬齿板对列车防爬器一直施加纵向反作用力。优选地：i.当测速器检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，车钩连接器的伸出端位于防爬齿板前方；ii.当测速器检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，在所述传动装置的作用下，使得车钩连接器的伸出端后退一定距离或者使得防爬齿板前移一定距离，从而使防爬齿板率先对车辆提供持续的反作用力。针对不同的车辆，所述设定速度为距离挡车器50m位置处车辆速度在40km/h-54km/h中的某一速度。这样就可以保证在车辆与挡车器接触的那一刻的速度为15km/h-36km/h中的某一速度。例如高铁或动车组与挡车器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挡车器，其特征在于，包括位于前端中部的车钩连接器(51)，前端两侧的防爬齿板(52)，用于检测前方一定距离车辆速度的测速器(53)，所述车钩连接器(51)和防爬齿板(52)可通过传动装置调整前后相对位置；/n所述挡车器根据车辆接近线路终点时的速度设有两种可切换的工作模式：/ni.当测速器(53)检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，车钩连接器(51)率先对车辆提供持续的反作用力；/nii.当测速器(53)检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，防爬齿板(52)率先对车辆提供持续的反作用力。/n

【技术特征摘要】
1.一种挡车器，其特征在于，包括位于前端中部的车钩连接器(51)，前端两侧的防爬齿板(52)，用于检测前方一定距离车辆速度的测速器(53)，所述车钩连接器(51)和防爬齿板(52)可通过传动装置调整前后相对位置；
所述挡车器根据车辆接近线路终点时的速度设有两种可切换的工作模式：
i.当测速器(53)检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，车钩连接器(51)率先对车辆提供持续的反作用力；
ii.当测速器(53)检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，防爬齿板(52)率先对车辆提供持续的反作用力。


2.根据权利要求1所述的挡车器，其特征在于，所述车钩连接器(51)后方设有与连接器底座(511)相连的止档阀(54)，用于提供车钩连接器(51)后退空间的滑移通道(55)，以及位于滑移通道(55)端头的止档墙(56)；
所述挡车器根据车辆接近线路终点时的速度设有两种可切换的工作模式：
i.当测速器(53)检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，止档阀(54)处于关闭状态，车钩连接器(51)的伸出端位于防爬齿板(52)前方；
ii.当测速器(53)检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，止档阀(54)处于打开状态，车钩连接器(51)处于无纵向约束状态并可沿着滑移通道(55)后退。


3.根据权利要求1所述的挡车器，其特征在于，
i.当测速器(53)检测车辆以小于某一设定速度驶向挡车器时，车钩连接器(51)的伸出端位于防爬齿板(52)前方；
ii.当测速器(53)检测车辆以大于某一设定速度驶向挡车器时，在所述传动装置的作用下，使得车钩连接器(51)的伸出端后退一定距离或者使得防爬齿板(52)前移一定距离，从而使防爬齿板(52)率先对车辆提供持续的反作用力。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的挡车器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳晓峰，苏柯，李孟梁，廖文洁，王宇兵，水文菲，王海钧，钟磊，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43