液压和摩擦盘复合缓冲式高速轨道车辆拦截系统

技术领域

本发明属于柔性拦截制动领域，具体涉及一种采用液压系统作为缓冲，摩擦盘作为吸能装置的高速轨道车辆阻拦网拦截系统。

背景技术

随着高速铁路技术的发展，我国的轨道车辆速度逐渐提高，极大的提升了国民出行的便捷程度，但是随着速度的提高也使得轨道车辆在运行时容易受到各种外界因素的影响，很多原本微不足道影响会被高速放大，因此难免会对车辆造成破坏，为避免失控车辆造成更大的损失需要在轨道车辆进入人群密集场所前降低自身动能，降低破坏性。同时还需要保证车内乘客的安全，并且尽可能减少车体所受损害，因此不能采用刚性拦截方式，柔性拦截方式常用于舰载机降落减速，吉林大学也曾设计柔性阻拦网对地面高速车辆进行拦截，但是目前市面上并无针对轨道车辆的柔性拦截系统。

发明内容

本发明提供一种液压和摩擦盘复合缓冲式高速轨道车辆拦截系统，用于高速轨道车辆在发生故障时进行有效拦截。

本发明采取的技术方案是：纵向阻拦网组件放置方向与轨道车辆行进方向一致，通过压紧式连接器分别与缓冲减速组件的拦阻索连接，在纵向阻拦网组件和缓冲减速组件之间均匀放置多组倾翻防护组件。

本发明所述纵向阻拦网组件包括阻拦网和压紧式连接器，其中阻拦网与压紧式连接器固定连接。

本发明所述纵向阻拦网由高强度尼龙带编织成与高速轨道车辆车头形状相似的形状。

本发明所述倾翻防护组件包括安装压板，固定销，定滑轮安装座，定滑轮，高强度尼龙带，固定块，气体弹簧缓冲液压缸，缓冲定滑轮，导向定滑轮，倾翻防护网，液压缸安装底板和两个安装侧板，其中液压缸安装底板和安装压板通过螺钉将两个安装侧板连接起来，定滑轮通过定滑轮安装座连接在两个安装侧板之间，导向定滑轮安装在两个安装侧板之间，气体弹簧缓冲液压缸通过螺钉固定在液压缸安装底板上，缓冲定滑轮固定连接在气体弹簧缓冲液压缸上，防护网两端分别经导向定滑轮、缓冲定滑轮、固定块和高强度尼龙带连接，高强度尼龙带经定滑轮用固定销固定连接在安装压板上。

本发明所述气体弹簧液压缸组件包括定滑轮连接板、气体腔、阻尼孔一和液体腔，其中定滑轮连接板与气体腔固定连接，气体腔和液体腔滑动连接，气体腔底部有阻尼孔一。

本发明所述缓冲减速组件包括换向定滑轮，两个导向定滑轮，横向缓冲液压缸，减速箱，摩擦盘，阻拦索收纳滚筒，阻拦索和地面定滑轮，其中地面定滑轮、换向定滑轮、两个导向定滑轮、横向缓冲液压缸、减速箱和阻拦索收纳滚筒分别与地面固定连接，阻拦索一端绕接在阻拦索收纳滚筒，并经两个导向定滑轮、横向缓冲液压缸、换向定滑轮和地面定滑轮与纵向阻拦网组件的压紧式连接器连接，阻拦索收纳滚筒与减速箱连接，摩擦盘与减速箱连接。

本发明所述横向缓冲液压缸组件包括横向缓冲定滑轮、横向缓冲定滑轮安装板、活塞、上腔、活塞复位弹簧、下腔、推板弹簧、液体推板和阻尼孔二，其中横向缓冲定滑轮与横向缓冲定滑轮安装板转动连接，横向缓冲定滑轮安装板与活塞固定连接，活塞与上腔滑动连接，活塞复位弹簧位于上腔内、且与活塞后部顶接，上腔的下方是下腔，上腔和下腔之间有多个阻尼孔二，液体推板位于下腔内部、且下方与推板弹簧顶接。

本发明优点是结构新颖，采用液压系统作为缓冲，摩擦盘作为吸能装置的高速轨道车辆阻拦网拦截系统，不需要额外的能源输入，对外界环境依赖性较小，同时，为防止轨道车辆发生上下倾翻，还配合有一套倾翻防护网，防止高速轨道车辆在受到拦截力时发生倾翻，从而使拦阻网失效、造成较大破坏，耗材如纵向阻拦网、翻转阻拦网都便于拆卸和更换。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图中省略了两个缓冲减速组件；

图2是本发明纵向阻拦网组件的结构示意图；

图3是本发明倾翻防护组件的结构示意图；

图4是本发明缓冲减速组件的结构示意图；

图5是本发明气体弹簧缓冲液压缸的结构示意图，图中为没有受到压缩、原始位置图；

图6是本发明气体弹簧缓冲液压缸受到压缩的状态图；

图7是本发明横向缓冲液压缸的结构示意图，图中为没有受到压缩、原始位置图；

图8是本发明横向缓冲液压缸受到压缩的状态图；

图9是本发明气体弹簧液压缸伸出示意图；

图10是本发明气体弹簧液压缸压缩示意图；

图11是本发明横向缓冲液压缸的工作原理示意图；

图12是本发明轨道车辆向后倾翻状态示意图；

图13是本发明各组件安装位置示意图。

具体实施方式

如图1所示，纵向阻拦网组件1放置方向与轨道车辆行进方向一致，通过压紧式连接器102分别与缓冲减速组件3的拦阻索307连接，在纵向阻拦网组件1和缓冲减速组件3之间均匀放置多组倾翻防护组件2。

如图2所示，所述纵向阻拦网组件1包括阻拦网101和压紧式连接器102，其中阻拦网101与压紧式连接器102固定连接；

所述纵向阻拦网101由高强度尼龙带编织成与高速轨道车辆车头形状相似的形状，便于包络并减小车头壳体压强，高强度尼龙带本身自带一定弹性，可以作为初级缓冲，压紧式连接器102与缓冲减速组件3的阻拦索307连接，压紧式连接器102安装在第一节车厢与第二节车厢之间，避免拦截过程中因惯性使压紧式连接器102甩向车体，对车体产生破坏，拦截阶段末期，当阻拦索收纳滚筒306上的阻拦索307全部伸出后压紧式连接器102脱开，轨道车辆只携带阻拦网101继续向前行驶。

如图3、9、10所示，所述倾翻防护组件2包括安装压板201，固定销202，定滑轮安装座203，定滑轮204，高强度尼龙带205，固定块206，气体弹簧缓冲液压缸207，缓冲定滑轮208，导向定滑轮209，倾翻防护网210，液压缸安装底板211和两个安装侧板212，其中液压缸安装底板211和安装压板201通过螺钉将两个安装侧板212连接起来，定滑轮204通过定滑轮安装座203连接在两个安装侧板212之间，导向定滑轮209安装在两个安装侧板212之间，气体弹簧缓冲液压缸207通过螺钉固定在液压缸安装底板211上，缓冲定滑轮208固定连接在气体弹簧缓冲液压缸207上，防护网210两端分别经导向定滑轮209、缓冲定滑轮208、固定块206和高强度尼龙带205连接，高强度尼龙带205经定滑轮204用固定销202固定连接在安装压板201上；当车辆要向后、向前倾翻时，防护网210会对车体施加一个向下的力，从而保证不会出现倾翻而产生的进一步破坏，在车体与防护网210接触时，防护网210会带动高强度尼龙带205运动，对气体弹簧缓冲液压缸207产生压缩，缓解并吸收能量冲击，保证车体安全，同时防护网210在被破坏后可以通过固定块206实现快速更换固定。

如图5、6所示，所述气体弹簧液压缸组件207包括定滑轮连接板2071、气体腔2072、阻尼孔一2073和液体腔2074，其中定滑轮连接板2071与气体腔2072固定连接，气体腔2072和液体腔2074滑动连接，气体腔2072底部有阻尼孔一2073；当进行拦截动作时，缓冲定滑轮208向下对定滑轮连接板2071施加压力，进而使气体腔2072下移，气体腔2072内气体压缩同时液体腔2074内的液压油通过阻尼孔一进入到气体腔2072，从而实现气体弹簧的缓冲作用，当缓冲定滑轮208受力减小后，气体膨胀，液体回流，恢复到原始位置。

如图4、11所示，所述缓冲减速组件3包括换向定滑轮301，两个导向定滑轮302，横向缓冲液压缸303，减速箱304，摩擦盘305，阻拦索收纳滚筒306，阻拦索307和地面定滑轮308，其中地面定滑轮308、换向定滑轮301、两个导向定滑轮302、横向缓冲液压缸303、减速箱304和阻拦索收纳滚筒306分别与地面固定连接，阻拦索307一端绕接在阻拦索收纳滚筒306，并经两个导向定滑轮302、横向缓冲液压缸303、换向定滑轮301和地面定滑轮308与纵向阻拦网组件1的压紧式连接器102连接，阻拦索收纳滚筒306与减速箱304连接，摩擦盘305与减速箱304连接；

地面定滑轮308和换向定滑轮301将与阻拦网101连接的阻拦索307传递至横向缓冲液压缸303，最后缠绕在阻拦索收纳滚筒306上，当高速轨道车辆向前行驶时会带动拦阻索307向前运动，从而带动阻拦索收纳滚筒306转动，转动经过减速箱304降速增扭后传递到摩擦盘305，从而实现将高速轨道车辆的动能转化为摩擦热能，进而将高速轨道车辆停下来，由于阻拦索收纳滚筒306、减速箱304，摩擦盘305具有较大的惯性，在运动初期加速阶段会传递较大阻力到阻拦索307，可能导致高速轨道车辆承受阻力过大，进而产生破坏，因此除了用摩擦盘作为能量转化装置外还采用缓冲液压缸207进行初步缓冲，当阻拦索307伸出时，液压缸被压缩，液体通过阻尼孔进到下腔，当阻力减小后通过弹簧复位，液体回到上腔。

如图7、8所示，所述横向缓冲液压缸组件303包括横向缓冲定滑轮3031、横向缓冲定滑轮安装板3032、活塞3033、上腔3034、活塞复位弹簧3035、下腔3036、推板弹簧3037、液体推板3038和阻尼孔二3039，其中横向缓冲定滑轮3031与横向缓冲定滑轮安装板3032转动连接，横向缓冲定滑轮安装板3032与活塞3033固定连接，活塞3033与上腔3034滑动连接，活塞复位弹簧3035位于上腔3034内、且与活塞3033后部顶接，上腔3034的下方是下腔3036，上腔3034和下腔3036之间有多个阻尼孔二3039，液体推板3038位于下腔3036内部、且下方与推板弹簧3037顶接；

当横向缓冲定滑轮3031受到阻拦索307的压力后，横向缓冲定滑轮安装板3032推动活塞3033后移，同时上腔3034内的液体通过阻尼孔二3039流入到下腔3036，同时带动液体推板3038下移，当受力减小后，推板弹簧3037和活塞复位弹簧3035回弹，液体推板3038向上移动，液体从下腔3036回到上腔3034实现复位，同时在活塞3033向后移动过程中会逐渐阻挡阻尼孔二3039，因此在移动初期阻力较小，移动速度较快，后期阻力较大，移动速度较慢，回弹复位时相反。

由于在拦截初期，轨道车辆速度较快，拦截时容易出现倾翻状况，如图12所示，因此在使用纵向阻拦网组件1对轨道车辆进行拦截的基础上，在前两组拦截网之间安装有多组倾翻防护组件2，具体安装位置如图13所示。

将3～4倾翻防护组件2、缓冲减速组件3安装在轨道5两侧，纵向阻拦网组件1平时放置在多组倾翻防护组件2，需要进行拦截工作时，将纵向阻拦网组件1放到轨道5上，当被拦截的高速轨道车辆4驶来后，纵向阻拦网101被动套在车头上，六根阻拦索307对纵向阻拦网101施加2～3g的减速度，保证车体不受到较大损坏，每根阻拦索307为80m，当阻拦索全部伸出后压紧式连接器102打开，避免因阻力过大对车体产生破坏同时避免高速轨道车辆带着阻拦索运动对周围设施造成破坏，相同的组件间隔80～100均匀布置3～4组，实现分级、分段减速，同时在前两组纵向拦阻网组件1之间均匀布置倾翻防护组件2，防止减速初期由于减速度较大车辆出现向前、向后倾翻的情况发生。