一种吸能结构、排障器装置、轨道车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种吸能结构、排障器装置、轨道车辆。

背景技术：

目前，轨道客车是由专门的吸能装置实现碰撞时吸能，从而提供车辆被动安全性，但是吸能结构设计上存在瓶颈，应用上不够灵活，吸能效果难以进一步提升。

技术实现要素：

本发明提供一种吸能结构，包括均由复合材料制成的u型框架、吸能管，以及均由金属制成的吸能管前座、吸能管后座，所述吸能管前座固定于所述u型框架前部的内侧，所述吸能管后座的两端分别与所述u型框架的两个尾端固定，所述吸能管固定于所述吸能管前座和所述吸能管后座之间；且，所述吸能管前座和所述吸能管后座，均设有金属凸台，所述吸能管的端部和所述金属凸台相互嵌套并固定。

可选地，所述金属凸台为金属套筒，所述吸能管的端部插入所述金属套筒内，或所述金属套筒插入所述吸能管的端部；和/或，所述吸能管和所述金属凸台粘铆固定。

可选地，所述u型框架的横截面为u型，形成槽口朝内的卡槽，所述吸能管后座设有上翻边和下翻边，所述吸能管后座的两端插入所述u型框架尾端的所述卡槽内，所述上翻边、所述下翻边与所述u型框架尾端的卡槽的顶部、底部固定。

可选地，所述上翻边和/或所述下翻边设有铆接操作孔，以对所述吸能管和设于所述吸能管后座的所述金属凸台进行铆接操作。

可选地，还包括上盖和/或下盖，所述上盖卡盖固定于所述u型框架、所述吸能管后座的顶部，所述下盖卡盖固定于所述u型框架、所述吸能管后座的底部。

可选地，所述上盖和/或所述下盖与所述吸能管之间设有胶条。

可选地，所述下盖的两侧伸出所述u型框架，且形成台阶面，所述台阶面用于连接排障器的底板。

可选地，所述上盖和/或所述下盖包括两层复合材料层，以及位于两层所述复合材料层之间的泡沫层或蜂窝层。

可选地，所述复合材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的至少一者。

本发明还提供一种排障器装置，包括排障器和上述任一项所述吸能结构，所述排障器包括排障框架和位于所述排障框架前侧的排障板，所述吸能结构设于所述排障框架内。

本发明还提供一种轨道车辆，包括车头，所述车头的下方设有上述所述的排障器装置，以及主吸能装置。

本方案中，吸能结构包括复合材料制成的吸能管，通过吸能管的压溃吸收外界能量，可以通过调整吸能管数量和长度以适应不同车型的吸能需求，应用范围更广、更灵活，吸能效果较好；复合材料制成u型框架作为主体，吸能管前座和吸能管后座由金属制成作为骨架，可以围合形成布置吸能管的环形空间，具备一定结构强度的基础上，可以有效减重；此外，在吸能管前座、吸能管后座上设置金属凸台，以与吸能管采取嵌套固定的方式连接，实现了复合材料制成的吸能管的可靠安装；该吸能结构可设于排障器装置，使得排障器装置也兼具吸能功能，可以车辆的主吸能结构配合使用，提升吸能效果。

本方案提供的排障器装置和轨道车辆，具有相同的技术效果，不再赘述。

附图说明

图1为本发明所提供吸能结构一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1中吸能结构去除上盖后的示意图；

图3为图2中吸能管与吸能管前座、吸能管后座连接的示意图；

图4为图2中去除吸能管后的示意图；

图5为图2的俯视图。

图1-5中的附图标记说明如下：

10-u型框架；

20-金属凸台；

30-吸能管前座；

40-吸能管后座；401-上翻边；401a-铆接操作孔；

50-下盖；

60-吸能管；

70-胶条；

80-上盖。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-2，图1为本发明所提供吸能结构一种具体实施例的结构示意图；图2为图1中吸能结构去除上盖80后的示意图。

本实施例中的吸能结构，包括由复合材料制成的u型框架10、吸能管60，复合材料例如可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等功能性纤维，复合材料可以包括上述一种纤维，也可以上述至少两种纤维的混合编织物。该吸能结构安装后位于车头，u型框架10的端部朝向车辆前方，定义为u型框架10的前部，前部的两侧为其侧部，两条侧部向后渐扩，吸能管60的数量至少一个，最好是设置多个，图2中示出三根吸能管60，吸能管60沿前后方向延伸，也即沿车辆长度方向延伸，吸能管60压溃变形从而可吸收外部的能量，主要是吸收碰撞的能量，吸能管60的数量和长度可以调整，以适应不同车型的吸能需求。此外，吸能管60自前向后可以设计为外径逐渐增加，以引导溃缩方向，提高吸能效果。

另外，请继续参考图3，图3为图2中吸能管60与吸能管前座30、吸能管后座40连接的示意图。

该吸能结构还包括由金属制成的吸能管前座30、吸能管后座40，吸能管前座30固定于u型框架10的前部，如图2所示，本实施例中u型框架10的横截面为u型，且开口朝向内侧，形成具有槽口朝内的卡槽(本文所述的“内”，指靠近、朝向u型框架中部的方向)，此时，吸能管前座30可以固定在u型框架10前部的卡槽内，固定较为可靠，吸能管前座30可以是图3中所示的板状结构。而u型框架10的后部为朝后开口，吸能管后座40的两端分别与u型框架10两个侧部的两个尾端固定，以与u型框架10围合形成封闭环状。

为了增加固定的可靠性，本实施例中吸能管后座40的上下具有向内延伸的翻边，形成上翻边401、下翻边，如图2所示，上翻边401、下翻边插卡在u型框架10尾端的卡槽内，与u型框架10尾端的顶部、底部贴靠固定，具体可通过紧固件锁紧固定。如图3所示，吸能管后座40除了设置上翻边401、下翻边之外，其两侧还向前翻折，形成侧翻边，侧翻边与u型框架10尾端的侧壁抵靠固定，从而形成更为稳固的连接，吸能管后座40也能具有更高的强度，起到更好的骨架支撑功能。

请继续参考图2、3，并结合图4理解，图4为图2中去除吸能管60后的示意图。

吸能管60布置于吸能管前座30和吸能管后座40之间，且，吸能管前座30和吸能管后座40，均设有金属凸台20，吸能管后座40的金属凸台20为相同结构，金属凸台20可以一体成型于吸能管前座30和吸能管后座40，为了便于加工，金属凸台20也可以分体固定到对应的吸能管前座30、吸能管后座40，图4中，金属凸台20通过螺栓固定到吸能管前座30、吸能管后座40。另外，本方案中吸能管60和金属凸台20相互嵌套并固定。

具体在本实施例中，从图4可以看出，固定于吸能管前座30的金属凸台20为金属套筒，金属套筒可以插入吸能管60的端部内，可以理解，金属凸台20为实心柱状也可以，或者金属凸台20为金属套筒，将吸能管60的端部插入到金属套筒内也可以，本方案并不做具体限制，无论是吸能管60插入金属凸台20，还是金属凸台20插入吸能管60，都可以为复合材料制成的吸能管60提供较好的安装位置，金属凸台20设置为套筒结构还可以减轻重量。此外，金属凸台20可拆卸地固定于吸能管前座30、吸能管后座40时，则可以金属凸台20可以连同吸能管60一起进行更换，操作较为方便。

本实施例中，吸能结构包括复合材料制成的吸能管60，通过吸能管60的压溃吸收外界能量，可以调整吸能管60数量和长度适应不同车型的吸能需求，应用范围更广、更灵活，吸能效果较好；复合材料制成u型框架10作为主体，吸能管前座30和吸能管后座40由金属制成作为骨架，可以围合形成布置吸能管60的环形空间，具备一定结构强度的基础上，可以有效减重；此外，在吸能管前座30、吸能管后座40上设置金属凸台20，以与吸能管60采取嵌套固定的方式连接，实现了复合材料制成的吸能管60的可靠安装。

吸能管60与金属凸台20嵌套后，可以进一步地通过粘铆方式固定，即粘结同时予以铆接，增加吸能管60与金属凸台20固定的稳定可靠性。当吸能管60的端部和金属凸台20嵌套后，可以通过铆枪沿周向进行多处铆接，最好是沿周向360度均匀布置铆接点，比如以90度间隔形成四处铆接。

请继续查阅图4和图5，图5为图2的俯视图。

吸能管后座40包括上翻边401和下翻边，此时，上翻边401和下翻边至少一者可以设有铆接操作孔401a，图4中在上翻边401设置铆接操作孔401a，铆枪可以从铆接操作孔401a伸入，以对吸能管60和设于吸能管后座40的金属凸台20进行铆接操作，避免上翻边401对铆接操作形成干涉，便于铆接工作的进行。对于吸能管60和吸能管前座30的粘铆，可以先将吸能管前座30和吸能管60嵌套并粘结、铆接，然后再装入u型框架10，u型框架10前部的顶部不会对铆接形成干涉。

请继续参考图1，该吸能结构包括上盖80和下盖50，上盖80卡盖固定于u型框架10的顶部，下盖50卡盖固定于u型框架10的底部，上盖80、下盖50同时和吸能管后座40的顶部、底部固定，固定方式都可以为粘铆，以保证固定的可靠性。上盖80和下盖50的设置，使得吸能结构成为吸能盒，保证整个吸能结构的封闭性，提高整体结构强度，当然，上盖80、下盖50中只设置一者也可以。

另外，本实施例中，上盖80和下盖50可以是三明治结构，即上盖80和下盖50可以包括两层复合材料层，以及位于两层复合材料层之间的泡沫层或蜂窝层。此结构的上盖80、下盖50具有轻质高强的优点。上盖80、下盖50的复合材料层也可以是碳纤维或玻璃纤维等功能性纤维材料制成。

进一步地，如图2所示，上盖80、下盖50与吸能管60之间还设有胶条70，胶条70可以是不具备粘性的橡胶胶条，也可以是粘附上盖80、下盖50以及吸能管60的粘胶。设置胶条70后，在上盖80、下盖50的挤压下，胶条70变形，从而压紧吸能管60，以防止吸能管60在吸能盒中震动，保护吸能管60、也避免吸能管60移位，以保持其吸能功能的充分发挥。如图2所示，胶条70横向延伸，可以布置一块以上的胶条70，上盖80、下盖50和u型框架10装配后，每块胶条70同时压住多根吸能管60。

如图2所述，下盖50的两侧伸出u型框架10，且形成台阶面，台阶面用于连接排障器，具体是连接排障器的底板。排障器主体框架呈u型结构，排障器的前部设有排障板，用于排除铁路上的障碍物，本方案中，吸能结构也呈u型，以适配地布置在排障器内，吸能结构的下盖50的两侧延伸出台阶面，则台阶面可以延伸到排障器底板的下方，从而与排障器的底板建立连接，便于吸能结构安装到排障器。

本实施例还提供一种排障器装置，包括排障器和如上任一实施例所述的吸能结构，排障器包括主体框架和位于主体框架前侧的排障板，吸能结构设于主体框架内，此时排障器装置具有与上述任一实施例所述吸能结构相同的技术效果。此外，将吸能结构设于排障器内，使得排障器装置也兼具吸能功能，可以与轨道车辆的主吸能装置配合使用，作为辅助吸能装置，以提升吸能效果。当然，针对轨道车辆类型的不同，不设置主吸能装置，由排障器装置的吸能结构吸能也是可以的。

本实施例还提供一种轨道车辆，包括车头，车头的下方设置如上所述的排障器装置，具有相同的技术效果，不赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。