本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种吸能车体及具有该吸能车体的轨道车辆。
背景技术：
随着高铁速度的提升，列车在行驶过程中车头部分所受的空气阻力也随之加大。为了减小空气阻力，改善列车气动性能，高铁车头部分采用流线形的尖梭式设计。对于这种尖梭式设计，虽然减小了列车行驶阻力，有效提升了车速，但是车头前段部分空间狭小，只能容下车钩部分，无法布置大型吸能防脱轨的控制机构。因此，当两列高铁发生相撞时，很容易出现相互插嵌形式的挤压，从而导致列车脱轨，造成严重的事故。
为了解决这些问题，在现有技术中，列车的底盘端部设置一根横向连接在牵引梁端部的端梁，并在该端梁上设有车钩连接和缓冲装置。或者通过将车钩设置为吸能车钩的方式来吸收撞击产生的能量。
然而，缓冲装置吸能或者车钩吸能受其自身结构的限制，其吸能量无法满足强大撞击力的需求，直接影响整车运行的安全性。同时，碰撞时产生的破坏力的方向具有不确定性，列车在碰撞中容易脱轨，因此，现有技术存在吸能量小，列车碰撞后容易脱轨的缺陷，不能满足行使安全性的要求。
有鉴于此，亟待针对现有技术进行优化设计，以提升轨道车辆前端吸能量，从各角度最大限度的降低碰撞脱轨的可能，从而提高轨道车辆碰撞行使安全性。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种吸能车体，以解决现在技术所存在的列车相撞后吸能效果差且易脱轨的问题。
本实用新型提供了一种设置在列车前端的吸能车体，包括设置在车体前端的车钩，在所述车钩的两侧对称设置有吸能装置，所述吸能装置的水平中心线高于所述车钩的水平中心线，所述吸能装置具有与所述车体固定的套管，所述车体设置有与所述套管相对滑动的腔体，所述套管的前端突出所述腔体，所述套管的后端与所述腔体的后端不接触，所述腔体与所述套管间设置有截面面积不大于所述套管内截面面积的吸能元件。
优选地，所述套管的前端设置具有横向凹槽的防爬件。
优选地，所述腔体的内壁具有两对称的滑道，所述滑道沿所述内壁纵向延伸，所述套管设置有与所述滑道相适配的滑槽。
优选地，所述腔体与所述套管之间通过连接所述滑道与所述滑槽的螺钉固定。
优选地，所述吸能元件为蜂窝铝。
优选地，所述腔体与所述车体之间设置有加强肋。
优选地，在所述车钩的上方对称设置有两吸能模块，所述吸能模块具有与所述车体固定的方管，所述车体设置有与所述方管相对滑动的容纳仓，所述方管的前端突出所述容纳仓，所述方管的后端与所述容纳仓的后端不接触，所述容纳仓与所述方管之间通过紧固件固定，所述方管与所述容纳仓间设置有截面面积不大于所述容纳仓内截面面积的蜂窝铝，所述吸能模块前端面与所述吸能装置前端面齐平。
优选地，所述容纳仓的内壁具有两对称的凹槽，所述凹槽沿所述内壁纵向延伸，所述方管设置有与所述凹槽相适配的突出部。
优选地，所述容纳仓之间和容纳仓与车体之间设置有连接板。
本实用新型还提供一种轨道车辆，包括车头部分，所述车头部分前端采用如前所述的吸能车体。
由上述方案可知，本实用新型提供了一种吸能车体，包括设置在车体前端的车钩，在所述车钩的两侧对称设置有吸能装置，所述吸能装置的水平中心线高于所述车钩的水平中心线，当列车发生碰撞的时候，车钩连挂后被向后压缩，直到两车的吸能装置接触，过程中，车头均有向上爬升脱轨的趋势。为了使吸能装置能够充分接触，将吸能装置设置在稍高于车钩的位置，这样两车接触点越靠上，发生爬车的风险也越低。
所述吸能装置具有与所述车体固定的套管，所述车体设置有与所述套管相对滑动的腔体，所述套管的前端突出所述腔体，所述套管的后端与所述腔体的后端不接触。这样，两车碰撞后，套管先于腔体彼此接触，在腔体中向后滑动。套管的后端与所述腔体的后端不接触，即，套管在腔体内有向后滑动空间，保证套管在腔体中滑动吸能。
所述腔体与所述套管间设置有截面面积不大于所述套管内截面面积的吸能元件。套管在腔体中向后滑动时候挤压吸能元件吸能，这样缓冲吸能效果更好，吸能元件的截面面积不大于所述套管内截面面积，可以保证吸能元件在压缩的过程中不会阻碍套管在腔体中的滑行轨迹，从而避免列车因碰撞发生出轨。
在本实用新型的优选方案中，所述腔体与所述套管之间通过连接所述滑道与所述滑槽的螺钉固定。如此设置，列车发生碰撞时候，两车套管首先接触，在套管将螺钉剪断后，套管才能够在腔体内滑行，如此通过剪断螺钉吸收了碰撞能量。
本实用新型所提供的轨道车辆设有上述吸能车体，由于所述吸能车体具有上述技术效果，设有该吸能车体的轨道车辆也应具有相应的技术效果。
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为本实用新型所提供吸能车体一种具体实施例的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为吸能模块的侧面剖视图；
图4为吸能模块的正面剖视图；
图5为吸能装置的正面剖视图；
图6为吸能装置的侧面剖视图；
图7为吸能装置的俯视图；
图1-7中：
车体1、吸能装置2、套管21、滑槽211、腔体22、滑道221、防爬件23、吸能元件24、螺钉25、加强肋26、车钩3、螺栓31、吸能模块4、蜂窝铝41、凹陷部411、方管42、突出部421、内凸部422、紧固件423、容纳仓43、凹槽431、螺栓432、连接板44、车钩水平中心线a、吸能装置水平中心线b。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实施例提供一种装配在列车前端的吸能车体，如图1-7所示。其中，图1为本实用新型所提供吸能车体一种具体实施例的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为吸能模块的侧面剖视图；图4为吸能模块的正面剖视图；图5为吸能装置的正面剖视图；图6为吸能装置的侧面剖视图；图7为吸能装置的俯视图。
该吸能车体，包括设置在车体1前端的车钩3，车钩3通过螺栓31可拆卸的固定在车体1上，在车钩3的两侧对称设置有吸能装置2，该吸能装置水平中心线b高于车钩水平中心线a，当列车发生碰撞的时候，车钩3连挂后被向后压缩，直到两车的吸能装置2接触，过程中，车头均有向上爬升脱轨的趋势。为了使吸能装置2能够充分接触，将吸能装置2设置在稍高于车钩的位置，这样两车接触点越靠上，发生爬车的风险也越低。
该吸能装置2具有与车体1固定的套管21，车体1设置有与套管21相对滑动的腔体22，套管21的前端突出腔体22，套管21的后端与腔体22的后端不接触。这样，两车碰撞后，套管21先于腔体22彼此接触，在腔体22中向后滑动。套管21的后端与腔体22的后端不接触，即，套管21在腔体22内有向后滑动空间，保证套管21在腔体22中滑动吸能。
该腔体22与套管21间设置有截面面积不大于套管21内截面面积的吸能元件24。套管21在腔体22中向后滑动时候挤压吸能元件24吸能，这样缓冲吸能效果更好，吸能元件24的截面面积不大于套管21内截面面积，可以保证吸能元件24在压缩的过程中不会阻碍套管21在腔体22中的滑行轨迹，从而避免列车因碰撞发生出轨。
这里，本文中所使用的方位词是以列车行驶方向为基准定义的，以列车前进的方向为“前”，其“前”的相对方向为“后”，应当理解，上述方位词的使用对于本方案所限定的保护范围并不构成限制。
另外，套管21的前端设置具有横向凹槽的防爬件23，当两车发生碰撞时，两防爬件23通过凹槽实现相互咬合，避免在碰撞过程中吸能装置彼此脱离，导致列车行驶轨迹偏移脱轨。
在腔体22的内壁具有两对称的滑道221，滑道221沿内壁纵向延伸，套管21设置有与滑道221相适配的滑槽211。具体的，滑道221突出腔体22内壁向内凸起，滑槽211是通过套管21折弯形成的外凹内凸的形状。如图5所示，吸能元件24的横截面为长方形结构，其外壁与套管21的内凸部分接触这样，吸能元件24并没有完全充满套管21的内部空间，当发生挤压时候，吸能元件24被压缩后可以占用之前未占用的套管21空间来起到缓冲吸能的效果。而且吸能元件24在向后压缩变形过程中不会占用套管21在腔体22中的滑动路线，避免腔体22在吸能元件24被挤压过程中出现胀裂现象，导致列车失控脱轨。
上述吸能元件24为蜂窝铝，当然也可以为其它吸能材料，比如弹簧或着橡胶材料等。腔体22与车体1之间设置有加强肋26，保障吸能元件24在挤压过程中腔体22能够固定在车体1上不被破坏，这里加强肋26为沿腔体22周身布置的三角肋板。
不仅如此，腔体22与套管21之间通过连接滑道221与滑槽211的螺钉25固定。如此设置，列车发生碰撞时候，两车套管21首先接触，在套管21将螺钉25剪断后，套管21才能够在腔体22内滑行，如此，通过剪断螺25吸收了碰撞能量，这里，腔体22与套管21之间的固定方式也可以使用焊接或者销接等其它固定方式，对其固定位置不做具体限制，只要能够将腔体22和套管21实现预固定并且在列车撞击过程中能够将固定处撞断，起到缓冲吸能作用即可。
除此之外，在车钩3的上方对称设置有两吸能模块4，车钩3上方设置吸能模块4，两车碰撞时候接触点越靠上越能够防止列车发生车头向上运动的爬车现象。该吸能模块4具有与车体1固定的方管42，车体1设置有与方管42相对滑动的容纳仓43，方管42的前端突出容纳仓43，方管42的后端与容纳仓43的后端不接触，容纳仓43与方管42之间通过紧固件423固定，方管42与容纳仓43间设置有截面面积不大于容纳仓43内截面面积的蜂窝铝41。当列车发生碰撞时候，该吸能模块4能够实现两级吸能，即，方管42与容纳仓43将紧固件423剪断，实现一级缓冲吸能，方管42沿所述容纳仓43挤压蜂窝铝41实现二级缓冲吸能，这里，紧固件423可以是螺栓、螺钉或者是销子等能够起固定作用的连接件。上述容纳仓43通过螺栓432与车体1连接。
吸能模块4前端面与吸能装置2前端面齐平，这样，可以保证在列车在碰撞过程中，吸能模块4和吸能装置2同时碰撞，这样碰撞接触点越多，列车出现爬车几率越小，保障了碰撞安全性。
进一步的，容纳仓43的内壁具有两对称的凹槽431，该凹槽431沿内壁纵向延伸，方管42设置有与凹槽431相适配的突出部421。如此设置，方便方管42沿容纳仓43的凹槽431所限定的轨迹压缩蜂窝铝41，防止列车出轨的现象。另外，方管42与蜂窝铝41接触部设置有内凸部422，蜂窝铝41设置有与内凸部422所适配的凹陷部411，上述设置能够保证蜂窝铝41沿方管42滑动，能够限定蜂窝铝41在挤压变形过程中的压缩路径。
容纳仓43之间和容纳仓43与车体1之间设置有连接板44，保证容纳仓43的强度，实现在碰撞过程中，蜂窝铝41在被完全压缩前容纳仓43不发生破坏。
概括上述列车发生碰撞后吸能车体的工作过程如下：
a、受到冲击力车钩3连挂，后退吸能。
b、两车的吸能模块4和吸能装置2同时接触，向后运动剪断螺钉25和紧固件423后继续向后移动。
c、套管21压缩吸能元件24吸能，方管42压缩蜂窝铝41吸能。
在整个过程中，吸能车体在有限的空间内实现了3级吸能，分别为车钩3连挂碰撞吸能、螺钉25和紧固件423的剪断吸能和压缩吸能元件24和蜂窝铝41吸能，为避免碰撞后列车爬车和脱轨提供了可靠保障。
除前述吸能车体外，本实施方式还提供一种轨道车辆，包括车头部分，其车头部分前端采用如前所述的吸能车体。需要说明的是，该轨道车辆的主体部分非本申请的核心实用新型点所在，且可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。