中车南京浦镇车辆有限公司 江苏省南京市 工程师 210031
摘要：车辆的运行安全一向是公众普遍关心的问题，尤其快速行驶中的客运车辆一旦发生意外碰撞，势必引发重大安全事故。轨道交通车辆耐撞击性能可通过一系列吸能装置予以实现，该系列主要由车钩缓冲装置、防爬器及车体可变形机构三部分组成，依次构成了三级吸收能量的防护屏障。车辆发生碰撞时，碰撞能量首先由车钩缓冲装置和防爬器吸收，最后依靠可变性结构予以消耗掉。
关键词：防爬器；吸能；地铁
一、防爬器简介
防爬器是安装在车体端部的一种安全装置，其功效有两个方面：（1）防止两车相碰撞时一列车爬到另一列车上；（2）吸收车辆在一定速度下发生正面撞击时的能量。列车端部碰撞后，被撞击车辆结构发生严重压缩性塑性变形，会直接导致乘客的伤亡。有时还会发生一列车爬到另一列车上的“交叠”现象，从而更加剧了事故的严重性，使伤亡率增高。而防爬器则通过其外侧壁的齿形槽与撞击车头部的防爬器的相咬合达到防止撞击车与被撞击车发生“交叠”的目的。与此同时，防爬器的吸能结构又能通过结构变形吸收部分车辆撞击动能而起到一定的撞击安全防护作用。
二、防爬器类型
胀破式防爬器主要通过两个直方管或圆形套筒间的摩擦和变形直至破裂来吸收撞击能量。
压溃式防爬器利用内部薄壁金属的压溃发生塑性变形来吸收能量。比较而言，由于压溃式防爬器采用规则的薄壁金属作为能量吸收原件，所以压溃变形稳定、压溃反力平稳、结构简单、便于控制行程和变形中所吸收的部分能量，且易于更换，因而得到广泛应用。
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图中，橙色部分为齿形槽；蓝色部分为压溃吸能部分；灰色部分为导向杆。
齿形槽：防止两车相碰撞时发生“交叠”情况。
压溃管：两车相碰撞时，自身被压缩，起到吸收能量作用。
导向杆：两车相碰撞时，保证压溃管沿纵向压缩。
三、现有结构
上海某地铁车辆防爬器结构发现如下问题：
1、安装工序受限。防爬器的紧固点为上、下两排，其中上排紧固点受结构限制需在面罩安装前完成；面罩安装完成后此处防爬器无法安装到位，且无上部紧固点无紧固空间。
2、无可维护性。由于上条因素，如后期维护时需更换防爬器，上部紧固点无拆卸空间，需将司机室面罩拆除，拆除司机室面罩则需拆除80%-90%的司机室内装，可谓完全不具备可维护性。
四、结构优化
在保证防爬、吸能、导向的功能都满足设计需求下，对防爬器结构进行优化。设计出可独立安装和拆卸、维护性更高的结构，具体如下：
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1、防爬器的导向杆与防爬器主体更改为分体式。
2、防爬器的安装与拆卸不受限于司机室面罩。如需要更换防爬器，将防爬器的导向杆与防爬器主体齿形槽分开，并将导向杆推向车体位置至底部，使用扳手及加长杆便可将防爬器的上部紧固点拆除。
3、结构优化后的防爬器，经过模拟仿真、受力分析计算能够满足使用需求。
五、结论及推广
经过车辆验证结果：
（1）优化后的防爬器可独立完成安装与拆卸；
（2）无需更改防爬器的安装工艺；
（3）防爬器的安装时间未增加；
（4）安装后效果满足设计要求。
为保证总体质量、适应技术发展需要、提高产品维护性，结构优化后的防爬器，将持续推广使用。
参考文献
[1]《GB 5277-85 螺栓和螺钉通孔》.
[2]严隽耄．车辆工程．第三版．北京：中国铁道出版社，2009．