專利名稱：一種階躍式多級(jí)氣體壓縮吸能機(jī)車車輛抗撞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軌道車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及機(jī)車車輛碰撞吸能與有效釋能的保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)車車輛碰撞事故是機(jī)車車輛運(yùn)行中最為嚴(yán)重的事故之一。盡管提高機(jī)車車輛主動(dòng)安全防護(hù)措施可以降低事故的發(fā)生率，但機(jī)車車輛的碰撞事故還是不可避免，因此，被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)越來越受到研究人員的重視。高速機(jī)車車輛采用了被動(dòng)防護(hù)技術(shù)來保護(hù)旅客生命的安全，減少事故的損失。從技術(shù)層面上來講，為了提高車輛的耐撞性，必須使車輛在發(fā)生碰撞事故時(shí)能按照人為的意志使次要的部位首先產(chǎn)生塑性大變形，而在載客區(qū)或設(shè)備區(qū)僅產(chǎn)生小的彈性變形。為了減少?zèng)_擊和二次傷害，在司機(jī)室前端一般安裝吸能裝置，使之在發(fā)生碰撞事故時(shí)可以通過塑性變形吸收巨大的撞擊能量。目前相關(guān)的研究側(cè)重于薄壁結(jié)構(gòu)吸能特性。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于機(jī)車車輛碰撞能量吸收釋放而提高機(jī)車車輛的碰撞吸能性能的裝置。本實(shí)用新型的目的是通過如下手段實(shí)現(xiàn)的一種階躍式多級(jí)氣體壓縮吸能機(jī)車車輛抗撞裝置，由串聯(lián)設(shè)置的至少兩個(gè)以上缸體壓縮氣缸-活塞對與附加氣瓶構(gòu)成；活塞桿上的多個(gè)活塞沿多缸氣缸中心軸線設(shè)置，各活塞與相應(yīng)氣缸構(gòu)成一對氣缸-活塞機(jī)構(gòu)；所述各活塞上設(shè)置有一覆蓋有爆破膜的常閉通孔，覆蓋在不同位置上各活塞上通孔的爆破膜具有遞增的抗壓強(qiáng)度，靠近活塞桿底端的活塞通孔的爆破膜抗壓強(qiáng)度最高；所述附加氣瓶與各氣缸底部附近的缸體側(cè)壁氣路相通，氣路上設(shè)置有氣閥。采用本實(shí)用新型裝置將機(jī)車車輛的碰撞沖擊破壞過程轉(zhuǎn)化為壓縮氣體貯能與壓縮氣體爆破釋能的過程，從而有效地保護(hù)機(jī)車車輛在發(fā)生碰撞時(shí)所造成的危害，實(shí)現(xiàn)了對碰撞沖擊能量的定量轉(zhuǎn)換與釋放，以克服現(xiàn)有機(jī)車車輛的破壞性碰撞，保證機(jī)車車輛的安全運(yùn)營。同時(shí)，多級(jí)爆破膜破裂后，可重新安裝爆破膜使氣缸、活塞等所構(gòu)成的碰撞系統(tǒng)再用，屬于非破壞柔性碰撞保護(hù)系統(tǒng)。


如下圖I是應(yīng)用本實(shí)用新型階躍式多級(jí)氣體壓縮吸能機(jī)車車輛抗撞裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中I部局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0011]結(jié)合圖I和圖2可看出，本實(shí)用新型包括裝置包括氣缸6、氣缸蓋3、活塞桿2，活塞16、20、23裝套在活塞桿2之上，然后整個(gè)活塞(包括活塞桿)裝配在氣缸6內(nèi)，氣缸蓋3與氣缸6之間加設(shè)密封片5，并通過固定螺栓4連接?；钊茉跉飧變?nèi)左右自由滑動(dòng)?；钊?6、20、23上設(shè)有通孔，通孔一側(cè)安裝了爆破膜17、19、21，爆破膜周邊與活塞通過壓緊環(huán)24和緊固螺栓組件22緊壓于活塞之上。氣缸端部設(shè)有緩沖墊14，在一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸端部設(shè)有緩沖墊18?；钊麠U端部設(shè)有活塞保護(hù)橡膠1，氣缸外側(cè)設(shè)有三個(gè)氣閥，氣閥與預(yù)充一定壓力不可燃?xì)怏w(如空氣、氮?dú)獾?的附加氣瓶8相連，打開三個(gè)氣閥可給氣缸三個(gè)氣室充一定壓力的氣體，關(guān)閉三個(gè)閥門，氣缸三個(gè)氣室內(nèi)氣體不能外逸。閥門9、11為附加氣瓶8的進(jìn)出氣口使用時(shí)，整個(gè)裝置底部13固定在機(jī)車車輛頭部15上，通過氣瓶8的一級(jí)進(jìn)氣閥7、二級(jí)進(jìn)氣閥10、三級(jí)氣閥12為一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸充一定壓力的氣體，然后關(guān)閉三個(gè)氣閥。當(dāng)碰撞物接觸活塞保護(hù)橡膠I時(shí)，沖擊力經(jīng)過緩沖作用在活塞桿2上，活塞桿帶動(dòng)一級(jí)活塞23、二級(jí)活塞20、三級(jí)活塞16壓縮氣缸內(nèi)氣體,沖擊能量由此被傳遞到氣體中。在三個(gè)氣缸中，氣缸壓縮區(qū)體積縮小，壓力增高；氣缸非壓縮區(qū)體積增大，壓力減小，沖擊得以緩和。同時(shí)，隨著三個(gè)活塞的推進(jìn)，壓縮區(qū)壓力劇增，溫度升高，所設(shè)一級(jí)活塞23爆破膜21強(qiáng)度較小,二級(jí)較大,三級(jí)最大。當(dāng)壓力達(dá)到一級(jí)活塞爆破膜21強(qiáng)度極限時(shí),一級(jí)爆破膜21破裂，壓縮氣體沖破爆破膜，壓縮氣體能量被快速釋放到一級(jí)氣缸非壓縮區(qū)，能量得到部分釋放；當(dāng)所剩余撞擊能量還較大時(shí)，二級(jí)活塞20、三級(jí)活塞16繼續(xù)壓縮第二氣室、第三氣室內(nèi)氣體，當(dāng)壓力達(dá)到第二級(jí)活塞20爆破膜19強(qiáng)度時(shí)，二級(jí)活塞20爆破膜19破裂，能量被釋放到二級(jí)氣缸非壓縮區(qū)；當(dāng)所剩余撞擊能量還較大時(shí)將繼續(xù)壓縮第三級(jí)活塞16，壓力過大時(shí)，將通過第三級(jí)活塞16上的爆破膜17爆破進(jìn)行能量釋放，直至活塞與緩沖墊14相碰。當(dāng)在一、二、三級(jí)壓縮過程中，壓力達(dá)不到使爆破膜破裂時(shí)，活塞將在氣缸一定位置停止，并隨著機(jī)車車輛運(yùn)動(dòng)狀況活塞有一定左右位移。通過上述環(huán)節(jié)的能量吸收與能量釋放過程，本實(shí)用新型將機(jī)車車輛的碰撞沖擊破壞過程轉(zhuǎn)化為壓縮氣體貯能與壓縮氣體爆破釋能的過程，從而有效地保護(hù)機(jī)車車輛在發(fā)生碰撞時(shí)所造成的危害，實(shí)現(xiàn)了對碰撞沖擊能量的定量轉(zhuǎn)換與釋放。同時(shí)，多級(jí)爆破膜破裂后，可重新安裝爆破膜使氣缸、活塞等所構(gòu)成的碰撞系統(tǒng)再用。本實(shí)用新型之方法完全改變了現(xiàn)行通過其它破壞性吸能結(jié)構(gòu)元件所帶來的不可重復(fù)使用，而且可在上述三級(jí)氣缸的基礎(chǔ)之上，結(jié)合機(jī)車車輛的結(jié)構(gòu)調(diào)整氣缸的級(jí)數(shù)與活塞爆破膜的強(qiáng)度指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)系列能級(jí)的碰撞吸能與能量釋放。本實(shí)用新型的氣體壓縮吸能與爆破釋能的柔性抗撞裝置除用于機(jī)車車輛端部外，也可應(yīng)用于車箱端部的碰撞系統(tǒng)，還可應(yīng)用于一般道路車輛的碰撞系統(tǒng)。以上敘述力圖顯示和描述本實(shí)用新型的主要特征、實(shí)用新型實(shí)質(zhì)、基本原理、技術(shù)優(yōu)點(diǎn)以及具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施方式是為了幫助讀者理解本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型思想和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有其他各種變化和改進(jìn)，應(yīng)被理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種階躍式多級(jí)氣體壓縮吸能機(jī)車車輛抗撞裝置，其特征在于，由串聯(lián)設(shè)置的至少兩個(gè)以上缸體壓縮氣缸-活塞對與附加氣瓶構(gòu)成；活塞桿上的多個(gè)活塞沿多缸氣缸中心軸線設(shè)置，各活塞與相應(yīng)氣缸構(gòu)成一對氣缸-活塞機(jī)構(gòu)；所述各活塞上設(shè)置有一覆蓋有爆破膜的常閉通孔，覆蓋在不同位置上各活塞上通孔的爆破膜具有遞增的抗壓強(qiáng)度，靠近活塞桿底端的活塞通孔的爆破膜抗壓強(qiáng)度最高；所述附加氣瓶與各氣缸底部附近的缸體側(cè)壁氣路相通；氣路上設(shè)置有氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述之一種階躍式多級(jí)氣體壓縮吸能機(jī)車車輛抗撞裝置，其特征在于，所述活塞桿頂端設(shè)置有保護(hù)橡膠。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種階躍式多級(jí)氣體壓縮吸能機(jī)車車輛抗撞裝置，由串聯(lián)設(shè)置的至少兩個(gè)以上缸體壓縮氣缸-活塞對與附加氣瓶構(gòu)成；活塞桿上的多個(gè)活塞沿多缸氣缸中心軸線設(shè)置，各活塞與相應(yīng)氣缸構(gòu)成一對氣缸-活塞機(jī)構(gòu)；所述各活塞上設(shè)置有一覆蓋有爆破膜的常閉通孔，覆蓋在不同位置上各活塞上通孔的爆破膜具有遞增的抗壓強(qiáng)度，靠近活塞桿底端的活塞通孔的爆破膜抗壓強(qiáng)度最高；所述附加氣瓶與各氣缸底部附近的缸體側(cè)壁氣路相通。本實(shí)用新型將機(jī)車車輛的碰撞沖擊破壞過程轉(zhuǎn)化為壓縮氣體貯能與壓縮氣體爆破釋能的過程，從而有效地保護(hù)機(jī)車車輛在發(fā)生碰撞時(shí)所造成的危害，實(shí)現(xiàn)了對碰撞沖擊能量的定量轉(zhuǎn)換與釋放。
文檔編號(hào)B61F19/04GK202368591SQ20112042817
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者張衛(wèi)華, 柳忠彬, 肖守訥, 陽光武 申請人:西南交通大學(xué)