一种集成式车钩吸能装置的制作方法

本发明属于车钩缓冲技术领域，尤其涉及一种轨道车辆的集成式车钩吸能装置

背景技术：

随着轨道交通的迅速发展，市场对轨道车辆的需求量大幅增加，同时列车被动安全防护领域提出了更高的要求，而车钩缓冲器是最先参与吸能的部件，是轨道车辆中的关键部件，起连接车辆、缓和冲击的作用。轨道车辆在运行过程中，为了改善车辆的舒适型、提高车辆的安全性，在车钩缓冲装置中会配置缓冲器或压溃管等吸能装置，用于吸收车辆在正常运行或调车过程中产生冲击能量，由于其具有易于更换，吸能稳定等特点，在碰撞吸能中也越来越受重视。

特别是美国项目车辆转向架距离车端位置较近，车钩长度受此限制，传统美国项目的车钩上一般只采用是可恢复缓冲器，车钩伸出端底架长度一般在100-150mm，列车的防撞性配置主要依靠车体端底架进行碰撞能量的吸收。但美国业主对低速撞击下吸能元件可更换，高速度碰撞后保证司机逃生空间以及列车最大可连挂速度的要求越来越高，需要最大限度提高车钩的吸能能力。

常用的吸能装置有以下几种：

(1)气液缓冲器：气液缓冲器是可恢复式的吸能装置，气液缓冲器受冲击时，压缩油腔，油压急剧升高，推动液气中间的隔离装置，使气体被压缩，气体也起到缓冲冲击能量的作用，压缩的气体可起到弹簧的作用，冲击减缓或消失后，气体推动液气中间的隔离装置恢复原位，使缓冲器恢复到冲击前的状态，准备承受下一次冲击。气液缓冲器能量吸收率大，工作过程气体无损耗，寿命长并且维修量少，但是气液缓冲器在高速碰撞情况下，根据其动态特性，气液缓冲器的动作力值会在短时间内迅速升高，导致缓冲器行程只压缩了较小部分即达到车钩剪切释放力值，造成气液缓冲器吸能容量的浪费。

(2)压溃吸能管：压溃吸能管是不可恢复的吸能装置。压溃吸能管安装在车钩尾部，主要承受压缩力，压溃吸能管长度要比车身强度略低，但高于车辆正常连接时产生的纵向冲击力，当车辆产生承受高于正常的冲击力时，压溃吸能管发生塑性变形，吸收冲击能量，把列车纵向冲击力限制在车身强度以下，保护乘客区不产生较大变形。压溃吸能管变形后不可恢复。

(3)气液缓冲器与压溃吸能管组合模式：将气液缓冲器与压溃吸能管组合在一起，共同作为车钩缓冲装置，发挥气液缓冲器能量吸收率大，可重复利用的特点，在受到大冲击力的时候又可以发挥气液缓冲器与压溃吸能管组合的吸能效果，增加了车辆的舒适性和安全性，但是气液缓冲器与压溃吸能管组合模式占用空间比较大。

本

技术实现要素：

本发明目的是提供一种在车钩长度一定的情况下，增加吸能装置空间利用率，提高吸能装置在高速碰撞工况下的吸能能力，同时实现车钩及整车的减重的集成式车钩缓冲装置。

为实现上述目的，本发明提供一种集成式车钩吸能装置，其特征在于：包括气液缓冲器和压溃吸能结构，所述气液缓冲器包括气液缓冲器芯子、柱塞、隔板、柱塞座，所述柱塞密封套在气液缓冲器芯子内并置于柱塞座上，柱塞、柱塞座与气液缓冲器芯子滑动配合，柱塞内安装有可移动隔板，隔板将柱塞座和隔板连接形成的空间分成气腔和油腔，柱塞座将油腔分成左右两个油腔，柱塞座开中心孔，使左右两个油腔相通，所述气液缓冲器芯子封闭端安装节流杆，节流杆与柱塞座中心孔对应；所述气液缓冲器芯子外面固定连接压溃吸能结构。

所述的压溃吸能结构是在气液缓冲器芯子外面连接一变截面胀管，变截面胀管粗端和气液缓冲器芯子之间设一导向锥，导向锥内侧与气液缓冲器芯子固定连接，外侧与变截面胀管紧配合连接。

所述的变截面胀管细端套装在气液缓冲器芯子外面，并一直延伸至气液缓冲器芯子最大行程处。

所述柱塞、柱塞座和节流杆处于同一轴线上。

所述的隔板外沿折弯成直角，增大隔板与柱塞的接触面积，增大密封性。

本发明相比于现有技术产生的积极效果如下：

本实用提供的新型集成式车钩吸能装置，在气液缓冲器外部增加一层胀管，初期气液缓冲器动作力值迅速升高，达到胀管动作力值后，此时气液缓冲器缸体和导向锥向胀管方向推进，与胀管在相同力值下同时动作，延缓了车钩剪切释放的时间，最大限度发挥了气液缓冲器的吸能作用，可达到与传统的气液缓冲器与压溃吸能管组合的吸能效果，提高了车钩缓冲装置在高速碰撞工况下的吸能能力。同时，此集成式车钩吸能装置与单独气液缓冲器相比长度不变，增加了吸能元件空间利用率。

相比传统的气液缓冲器与压溃吸能管组合模式，集成式吸能装置重量减轻，同时可降低缓冲器全寿命的维修维护成本。

附图说明：

图1是集成式车钩吸能装置结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明提供一种集成式车钩吸能装置，包括气液缓冲器1、导向锥2和变截面胀管3，所述气液缓冲器1包括一端开口的桶状气液缓冲器芯子102，所述气液缓冲器芯子102开口端外侧固定连接导向锥2，保证胀管按要求变形，变截面胀管3粗端紧配合套装在导向锥2外侧，变截面胀管3细端套装在气液缓冲器芯子102外侧，并一直延伸至气液缓冲器芯子102最大行程处。所述气液缓冲器柱塞101密封连接气液缓冲器芯子102开口端内壁，形成一个封闭空间，所述气液缓冲器芯子102封闭端设置节流杆孔，所述节流杆孔内安装节流杆108，所述柱塞101沿气液缓冲器芯子102轴线方向滑动，所述柱塞101在气液缓冲器芯子102内与所述节流杆108配合。

所述柱塞101内安装有可移动隔板105，所述可移动隔板105在柱塞内沿柱塞101轴线滑动，所述可移动隔板105与柱塞101密封配合，从而将柱塞座和隔板连接形成的空间分成气腔103和油腔，所述柱塞101与气液缓冲器芯子102连接端装有柱塞座106，柱塞座将油腔分成左右两个油腔104、107，所述柱塞座106上设置有与节流杆108匹配的中心孔，使左右两个油腔相通，所述柱塞101、柱塞座106和节流杆108处于同一轴线上。

当车体受到高速纵向撞击时，集成式车钩吸能装置压缩吸能，压缩载荷通过车钩头传递到气液缓冲器1的柱塞101，柱塞101将柱塞座106推向油腔107，油腔107内液体通过柱塞座上中心孔进入油腔104，随着油量的增加可移动隔板105向气腔103移动，气腔内的气体受到压缩，当压强高到一定程度，即压缩力值达到外部胀管3设计的载荷时，气液缓冲器1和导向锥2向胀管3细端运动，挤压外部胀管变形，这时气液缓冲器1压缩与胀管塑性变形将在相同力值下同时动作，共同吸收能量，延缓了车钩剪切释放的时间，气液缓冲器碰撞界面行程增大，最大限度发挥了气液缓冲器的吸能作用，可达到与传统的气液缓冲器与压溃吸能管组合的吸能效果，提高车钩缓冲装置在高速碰撞工况下的吸能能力，同时车钩长度不变，增加了吸能元件空间利用率。当车体收到低速冲击时，集成式车钩吸能装置只有气液缓冲器发生动作，当压缩过程结束后，被压缩的气体将推动隔板向右移动，气液缓冲器恢复到压缩前的状态。集成式车钩吸能装置在低速碰撞时可恢复，在高速撞击时需更换产生不可恢复变形的胀管。

集成式车钩吸能元件与单独气液缓冲器外部尺寸接近，同时气液缓冲器长度及接口尺寸可完全保持一致，通过在两编组列车受到同样撞击的一维碰撞仿真分析中，气液缓冲器在碰撞界面行程仅为16mm，导致车体上的防爬器动作，而集成式吸能装置在碰撞界面行程为183mm，保证了车体结构不损坏。

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