本實用新型涉及軌道車輛被動安全技術領域，具體為一種擠壓擴張式吸能裝置。

背景技術：

吸能裝置是一種安裝在車體端部的碰撞安全裝置，是列車被動安全技術領域的重要組成部分，能夠大幅提高列車被動安全性能。

吸能裝置的基本原理是吸能元件在碰撞過程中發(fā)生不可逆的塑性變形或破壞來吸收碰撞能量，能量吸收的穩(wěn)定性是其重要的性能評判指標。吸能裝置具備一定的變形行程，起到延緩碰撞作用時間和保護乘客安全的作用。折疊式吸能裝置在碰撞過程中其結構發(fā)生折疊塑性變形，以此減小車體的變形程度，并吸收碰撞產生的能量；蜂窩結構吸能塊在碰撞過程中逐步壓潰蜂窩結構來吸收碰撞能量；切削式吸能裝置是通過金屬材料被切削時產生切屑的過程來吸能。

根據仿真試驗，折疊式吸能裝置在發(fā)生變形時，其屈曲失穩(wěn)會導致傳遞給車體的阻抗力波動較大；通過壓潰蜂窩結構來吸收能量時效率不高，吸能容量通常比較小，對乘客的人身安全不利；切削式吸能裝置切削力整體變化較為平穩(wěn)，但結構通常較為復雜。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種變形模式穩(wěn)定、阻抗力變化平緩、結構簡單、空間占用少且能在一定行程內吸收更多能量的擠壓擴張式吸能裝置。技術方案如下：

一種擠壓擴張式吸能裝置，包括第一安裝板、第二安裝板和中空的牽引桿，牽引桿一端固定連接到第一安裝板上，另一端通過脹套連接到直徑大于牽引桿外徑的擴張吸能管的一端，擴張吸能管的另一端固定連接到第二安裝板上；擴張吸能管內還設有擠壓吸能管，擠壓吸能管包括相連接的直筒部和錐形部，直筒部端固定連接到第二安裝板上，錐形部端緊密套裝于固定設置在牽引桿內部的錐形套內。

進一步的，所述擠壓吸能管的直筒部外壁設有沿軸向的誘導槽。

更進一步的，所述錐形套通過環(huán)形板固定于牽引桿內部。

更進一步的，還包括連接底座，連接底座固定設置在第二安裝板中部的安裝孔內，連接底座上還設有用于固定擠壓吸能管的凹槽。

本實用新型的有益效果是：本實用新型結構簡單，占用的空間較少；在吸收能量的過程中阻抗力變化平緩，波動小，變形模式穩(wěn)定；能在相同行程內吸收更多能量；其阻抗力、吸能行程與擴張吸能管和擠壓吸能管的幾何參數直接相關，吸能容量設計方便。

附圖說明

圖1為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的三維視圖。

圖3為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的正視圖。

圖4為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置中擠壓吸能管與第二安裝板位置關系示意圖。

圖5為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置中錐形套及環(huán)形板結構示意圖。

圖6為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的環(huán)形板正視圖。

圖7為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的錐形套和擠壓吸能管的剖視圖。

圖8為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的連接底座剖視圖。

圖9為本實用新型擠壓擴張式吸能裝置的第二安裝板正視圖。

圖中：1-第一安裝板；2-第一螺栓孔；3-牽引桿；4-擴張吸能管；5-第二安裝板；6-第三螺栓孔；7-連接底座；8-第二螺栓孔；9-脹套；10-擠壓吸能管；11/12-環(huán)形板；13-錐形套；14-誘導槽；15-凹槽；16-安裝孔。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所示，一種擠壓擴張式吸能裝置，包括第一安裝板1、第二安裝板5和中空的牽引桿3，牽引桿3一端固定連接到第一安裝板1上，另一端通過脹套9連接到直徑大于牽引桿3外徑的擴張吸能管4的一端，擴張吸能管4的另一端固定連接到第二安裝板5上；擴張吸能管4內還設有擠壓吸能管10，擠壓吸能管10包括相連接的直筒部和錐形部，直筒部端固定連接到第二安裝板5上，錐形部端緊密套裝于固定設置在牽引桿3內部的錐形套13內。

第一安裝板1與車體端部連接，其上布置有用于連接車體的第一螺栓孔2，第二安裝板5上布置有第三螺栓孔6，以及用于放置連接底座7的圓形安裝孔16，連接底座7的方形板上開有用于和第二安裝板5連接的第二螺栓孔8，如圖2所示。

如圖3所示，牽引桿3一端焊接在第一安裝板1上，另一端連接著脹套9，脹套9為變直徑環(huán)形管，直徑較小的一端固定在牽引桿3上，較大一端的外徑尺寸略小于擴張吸能管4較大一端的內徑尺寸，擴張吸能管4直徑較小的一端焊接在第二安裝板5上。

如圖4所示，擠壓吸能管10連接錐形套13的一端為變直徑的開口端，另一端為等直徑的開口端，擠壓吸能管10具有均勻的壁厚，擠壓吸能管10的等直徑開口端伸入連接底座7環(huán)形管的凹槽15中，并以焊接的方式固定。擠壓吸能管10上均布有四個誘導槽14，使得擠壓吸能管10更易于發(fā)生屈曲變形。

如圖5和圖6所示，錐形套13穿過環(huán)形板11、12的內孔，并以焊接的方式固定。環(huán)形板11、12焊接固定到牽引桿3的內腔中。兩個環(huán)形板除了尺寸存在差別，外形一致。

如圖7所示，錐形套13的內孔為變徑通孔，該變徑通孔與擠壓吸能管10錐形部的外徑過盈配合。錐形套13內部的變徑通孔與擠壓吸能管10變直徑開口端的外徑吻合，尺寸略小于擠壓吸能管10變直徑開口端的外徑。

如圖8和圖9所示，第二安裝板5正中位置開有一個安裝孔16，周圍布置有第三螺栓孔6。連接底座7穿過第二安裝板5的安裝孔16，并通過螺栓固定在第二安裝板5上。

當碰撞發(fā)生后，受到撞擊力的作用，擠壓吸能管10的變直徑端穿過錐形套13的變徑通孔，在錐形套13內孔的持續(xù)擠壓以及誘導槽14的誘導下發(fā)生變形，以此吸收碰撞產生的能量。緊接著脹套9被壓入擴張吸能管4中，脹套9持續(xù)擠壓使擴張吸能管4沿其徑向擴張變形，從而吸收碰撞產生的能量。

本實用新型裝置結構簡單，占用的空間較少。在吸收能量的過程中，本實用新型裝置的阻抗力變化平緩，波動小，變形模式穩(wěn)定。誘導槽14的存在使擠壓吸能管10更易于壓潰變形，碰撞能量的吸收變得柔緩可控，降低了碰撞吸能的峰值加速度。擴張吸能管4和擠壓吸能管10的結合，能夠吸收更多的碰撞能量，提升被動安全系數，保護司機和乘客的安全。