吸能部件及轨道车辆的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆吸能技术领域，尤其涉及吸能部件及轨道车辆。

背景技术：

轨道交通因其载客量大、速度快、运营准点率高等优点，被许多大中型城市列为优先发展的公共交通工具，并获得快速发展，使其在城市或城市间公共交通运输中所占的比例越来越大，因此轨道车辆运营安全尤其碰撞被动安全越来越受到重视。目前，轨道车辆供应商通常于车辆端部安装吸能部件用于耗散碰撞能量，以期实现乘员保护。但对于轨道车辆，由于车辆车轮磨耗、车体摆动、负载不同等因素的存在，相邻车辆于运行过程中必然存在一定程度的垂向/横向偏置位移即车辆端部吸能部件于碰撞事故产生时自然为非对心碰撞，该现象不仅降低部件吸能效果，而且可能引发严重的爬车事故，因此多数吸能部件撞击端设有防爬齿或其他具备防爬功能的结构件以降低列车碰撞时的爬车风险。为保证防爬吸能部件功能正常，通常通过设置导向结构以提高吸能部件的抗偏载能力，但却给设计空间、质量限定带来了挑战。

目前，用于轨道车辆碰撞被动安全防护的吸能部件多为单一元件如刨削式防爬装置、抽屉型蜂窝式防爬装置、胀管式吸能车钩等，为保证吸能部件具备足够的抗弯能力与吸能行程，该类吸能部件通常采用后退式导向设计以达到设计要求，但此类设计需要部件安装后部留有足够的后退空间，进而增加车体的设计复杂程度；再者，前述各类吸能部件多为金属材质，对吸能结构的轻量化设计提出挑战；该类单一吸能元件自身多为细长型结构，且主要考虑应对车辆间垂向错动，对碰撞过程中车辆间横向错动适应能力有限。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型实施例提出一种吸能部件，吸能管自身能保持良好导向性，且能增强吸能部件对碰撞过程中车辆间横向错动的适应能力。

本实用新型实施例还提出一种轨道车辆。

根据本实用新型一方面实施例的一种吸能部件，包括防爬齿、安装座、导向法兰以及并排设置的多个吸能管，多个所述吸能管的一端均与所述防爬齿固定连接，所述安装座上设有与所述吸能管一一对应的多个安装孔，所述导向法兰通过所述安装孔固定安装在所述安装座上，多个所述吸能管的另一端分别安装进所述导向法兰中并与所述导向法兰固定连接，所述导向法兰中位于所述吸能管的端部周向间隔设有多个朝向所述吸能管轴向延伸的导向切割件。

本实用新型实施例的吸能部件，通过导向法兰中导向切割件的结构设计迫使吸能管撕裂破碎，同时吸能管自身保持良好导向性，克服了同类型导向装置要求预留后退空间的问题，进而降低了吸能部件设计空间需求；并通过同时设置多个吸能管的结构形式，有效增加防爬齿横向尺寸，克服了车辆于碰撞场景下因横向错动过大导致防爬齿无法接触的问题，增强了吸能部件对碰撞过程中车辆间横向错动的适应能力。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述吸能管均包括多层管件，相邻层所述管件之间填充有轻质材料层，所述轻质材料层与所述管件粘接在一起。

根据本实用新型的一个实施例，所述吸能管为复合材料管，相邻层所述管件之间夹设有蜂窝铝层和/或泡沫铝层。

根据本实用新型的一个实施例，所述导向法兰中设有阶梯孔，所述阶梯孔包括依次连接的第一轴向孔和第二轴向孔，所述第一轴向孔的孔径大于所述第二轴向孔的孔径，所述第一轴向孔用于安装所述吸能管，所述第一轴向孔与所述第二轴向孔的连接台阶处形成有锥面，所述锥面由所述第一轴向孔向所述第二轴向孔方向朝向所述阶梯孔的轴线倾斜；

所述吸能管设有与所述锥面相匹配的锥台。

根据本实用新型的一个实施例，所述导向切割件间隔设于所述锥面的内周。

根据本实用新型的一个实施例，所述导向切割件为导向凸起、导向尖端、切割刀具中的一种或多种的组合。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装座由金属安装板制成，所述导向法兰贯穿进所述安装孔并通过连接件与所述金属安装板固定连接。

根据本实用新型的一个实施例，包括一对横向并排设置的吸能管，所述防爬齿呈长条形，所述防爬齿用于安装所述吸能管的一侧设有与所述吸能管一一对应的安装凸台，所述吸能管与所述安装凸台过盈配合连接和/或通过连接件固定连接；所述吸能管与所述导向法兰过盈配合连接和/或通过连接件固定连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装座上位于相邻的所述安装孔之间设置有减重孔。

根据本实用新型另一方面实施例的轨道车辆，包括车体和上述所述的吸能部件，所述吸能部件通过所述安装座固定在所述车体上。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一种吸能部件的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种吸能部件中吸能管的横截面剖视示意图；

图3是本实用新型实施例吸能部件中防爬齿与吸能管连接处的轴向剖视示意图；

图4是图3中i处的放大示意图；

图5是本实用新型实施例吸能部件中吸能管与导向法兰连接处的轴向剖视示意图；

图6是本实用新型实施例吸能部件中导向法兰的断面图。

附图标记：

1、吸能管；11、第一层复合材料管；12、轻质夹芯材料层；13、第二层复合材料管；14、锥台；2、导向法兰；21、锥面；22、第二销钉；23、导向切割件；24、外环；25、内环；3、防爬齿；31、第一销钉；32、紧固螺栓；33、安装凸台；4、安装座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

需要说明的是，图1至图6为本实用新型实施例提供的吸能部件的结构示意图。

一方面，如图1所示，本实用新型实施例提供的一种吸能部件，包括防爬齿3、安装座4、导向法兰2以及并排设置的多个吸能管1，多个所述吸能管1的一端均与所述防爬齿3固定连接，也就是说，每个吸能管1的一端分别与防爬齿3连接，所述安装座4上设有与所述吸能管1一一对应的多个安装孔，所述导向法兰2通过所述安装孔固定安装在所述安装座4上，多个所述吸能管1的另一端分别安装进所述导向法兰2中并与所述导向法兰2固定连接，所述导向法兰2中位于所述吸能管1的端部周向间隔设有多个朝向所述吸能管1轴向延伸的导向切割件23，从而在吸能管1受到由防爬齿3朝向安装座4的撞击力后退时，吸能管1受到导向切割件23的挤压作用撕裂破碎，实现碰撞能量吸收，同时自身保持良好导向性，该吸能管1受到碰撞时在导向切割件23作用下自身进行有序溃缩，无需额外的后退空间，进而降低了该吸能部件设计空间需求。

需要说明的是，导向法兰2为管状结构，在管状结构的一端设置有法兰盘，形成所述导向法兰2。

在导向法兰2固定在安装孔中时，管状结构穿设在安装孔中，且法兰盘抵靠在安装座4上，利用紧固件例如螺栓将法兰盘与安装座4连接在一起，从而确保导向法兰2与安装座4连接稳固，可靠性高。

本实用新型实施例的吸能部件，通过导向法兰2中导向切割件23的结构设计迫使吸能管1撕裂破碎，同时自身保持良好导向性，克服了同类型导向装置要求预留后退空间的问题，进而降低了吸能部件设计空间需求；并通过同时设置多个吸能管1的结构形式，有效增加防爬齿3横向尺寸，克服了车辆于碰撞场景下因横向错动过大导致防爬齿3无法接触的问题，增强了吸能部件对碰撞过程中车辆间横向错动的适应能力。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述吸能管1均包括由内至外依次套设的多层管件，相邻层所述管件之间填充有轻质材料层，所述轻质材料层与所述管件可以通过胶水粘接在一起，形成夹芯式多层管，用夹芯式多层管替代现有单一元件式金属制吸能构件，同等吸能能力条件下复合材料构件可通过灵活铺层设计，使其同时具备良好抗弯能力和纵向压溃性能，进而实现吸能部件轻量化设计。

此外，多层管件内也可以填充轻质材料，以增加吸能能力。

根据本实用新型的一个实施例，所述吸能管1优选为复合材料管，具体地，每层管件均由复合材料制成，不同层管件可以由不同复合材料制成，相邻层所述管件之间夹设有蜂窝铝层和/或泡沫铝层，当然，还可以采用其他轻质材料层，复合材料管自身可以由针织物整体缠绕而成。复合材料构件硬度相对于金属件偏低，自身动作吸能破坏后可独立替换。

本实施例以复合材料管为两层为例，如图2所示，分别为第一层复合材料管11和第二层复合材料管13，两层复合材料管之间夹设一层轻质夹芯材料层12。复合材料管的组成层数可依据设计需求进行变更，不限定图示层数。

需要说明的是，复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。

此外，还需要说明的是，吸能管1不仅限于复合材料管，可通过3d打印方式制造类似结构形式的金属制多层管件。只要能够满足在导向切割件23的切割导向作用下自身进行有序溃缩即可。

如图5和图6所示，具体地，所述导向法兰2中设有阶梯孔，所述阶梯孔包括依次连接的第一轴向孔和第二轴向孔，第一轴向孔和第二轴向孔同轴设置，所述第一轴向孔的孔径大于所述第二轴向孔的孔径，所述第一轴向孔用于安装所述吸能管1，所述第一轴向孔与所述第二轴向孔的连接台阶处形成有锥面21，所述锥面21由所述第一轴向孔向所述第二轴向孔方向朝向所述阶梯孔的轴线倾斜。

所述吸能管1设有与所述锥面21相匹配的锥台14，吸能管1安装在第一轴向孔中后，吸能管1的锥台14抵靠在锥面21上，两者配合在一起。

具体地，导向法兰2可以包括外环24和内环25，内环25固定在外环24中，内环25的长度短于外环24。以导向法兰2朝向吸能管1的一端为前端，远离吸能管1的一端为后端，内环25的后端与外环24的后端平齐，内环25的前端形成吸能管1安装后抵靠的端面，内环25的通孔形成所述第二轴向孔，所述外环24内位于内环25前端外的通孔形成所述第一轴向孔。所述锥面21形成在所述内环25的前端靠近第二轴向孔处，具体地，锥面21由前向后朝向内环25的轴线倾斜。导向切割件23可以设置至少两个，本实施例，导向切割件23设置四个，均布在锥面21的内周，锥面21的设置一方面对吸能管1的后端起到定位作用，另一方面，对吸能管1的后端起到挤压作用，并通过在锥面21上设置导向切割件23，方便在对吸能管1挤压的同时进行撕裂破坏吸能。内环25、外环24和导向切割件23可以一体成型，也可以通过阻焊连接在一起，也可以采用内嵌式等其他连接形式。

此外，可以通过改变锥面21的斜度实现阻抗力更改。

根据本实用新型的一个实施例，所述导向切割件23间隔设于所述锥面21的内周，例如可以均布在锥面21的内周，从而能够沿吸能管1的轴向四周提供均匀的溃缩挤压力，便于吸能管1有序变形。

根据本实用新型的一个实施例，所述导向切割件23可以为导向凸起、导向尖端、切割刀具中的一种或多种的组合，导向切割件23还可以为其他能够实现吸能管1破坏进而吸能的结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装座4由金属安装板制成，导向法兰2由金属材料制成，所述导向法兰2贯穿进所述安装孔并通过连接件例如螺栓与所述金属安装板固定连接。

导向法兰2与安装板采用金属结构，可允许多次重复使用，以达到维修周期短、维修成本低的目的。

如图3和图4所示，根据本实用新型的一个实施例，包括一对横向并排设置的吸能管1，所述防爬齿3呈长条形，所述防爬齿3用于安装所述吸能管1的一侧设有与所述吸能管1一一对应的安装凸台33，安装凸台33可以一体成型在防爬齿3的背面，也可以通过紧固螺栓32连接在防爬齿3的背面，所述吸能管1与所述安装凸台33过盈配合连接和/或通过连接件固定连接，也就是说，吸能管1可以套设在安装凸台33上与安装凸台33过盈配合，也可以采用吸能管1套设在安装凸台33上之后通过连接件例如第一销钉31穿过吸能管1与安装凸台33将两者连接在一起，当然也可以采用过盈配合与销钉连接这种组合方式将两者连接在一起；所述吸能管1与所述导向法兰2过盈配合连接和/或通过连接件固定连接，具体地，吸能管1穿设在导向法兰2的第一轴向孔两者过盈配合连接在一起，也可以在吸能管1穿设在导向法兰2的第一轴向孔中后利用第二销钉22穿过导向法兰2和吸能管1将两者连接在一起，当然也可以采用过盈配合与销钉连接这种组合方式将两者连接在一起。此外，还可以采用胶粘+销钉连接的配合连接方式。

本实施例通过采用并列式双管结构形式，有效增加防爬齿3横向尺寸，克服了车辆于碰撞场景下因横向错动过大导致防爬齿3无法接触的问题，增强了吸能部件对碰撞过程中车辆间横向错动适应能力。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装座4上位于相邻的所述安装孔之间设置有减重孔，以用于减轻安装座4的整体重量。安装座4的具体形状可以采用矩形，当然也可以采用其他适宜的形状。

另一方面，本实用新型实施例提供的轨道车辆，包括车体和上述所述的吸能部件，所述吸能部件通过所述安装座4固定在所述车体上。通过设置该吸能部件，使得该轨道车辆具有该吸能部件的所有优点，在此不再赘述。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

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