城轨车辆连接装置

一、车钩缓冲装置概述二、车钩•三、缓冲装置•四、附属装置•五、贯通道及渡板城轨车辆连接装置一、车钩缓冲装置概述车辆连接装置包括：车钩缓冲装置和贯通道装置，通过它们使列车中车辆相互连接,实现相邻车辆之间的纵向力传递和通道的连接。贯通道车钩缓冲装置(一)车钩缓冲装置的作用车钩缓冲装置是用来连接列车中各车辆使之彼此保持一定的距离，并且传递和缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。车钩缓冲装置(二)车钩缓冲装置的分类车钩缓冲装置大体可分为非刚性车钩和刚性车钩。非刚性车钩允许两个相连接的车钩钩体在垂直方向上有相对位移。当两个车钩的纵轴线存在高度差时，两个车钩呈阶梯形状，并且各自保持水平位置。由于钩体的尾端相当于销接，这就保证了车钩在水平面内的位移。因此，这种类型的车钩是一种非密接式连接，车钩间隙都会远大于3mm。非刚性车钩(二)车钩缓冲装置的分类刚性车钩不允许两相连接车钩构体在垂直方向上有相对位移，且对前后间隙要求限制在很小的范围之内。如果连挂之前两车钩的纵向轴线高度已有偏差，在连挂后，两车钩的轴线处在同一条直线上并呈倾斜状态。两钩体尾端具有完全的销接，能保证两连挂车辆之间具有相对的水平角位移和垂向角位移。所以，这种类型车钩为密接式连接，车钩间隙在3mm以下。刚性车钩(二)车钩缓冲装置的分类刚性车钩与非刚性车钩相比有如下优点：1、减小了两个车钩连接表面之间的间隙，从而也降低了列车中的纵向力，提高了列车运行的平稳性。2、由于车钩零件的位移减小了，并且在这些零件上作用的力也减小了，因此改善了自动车钩内部零件的工作条件。3、减小了车钩连接表面的磨耗。4、减小了由于两连挂车钩相互冲击而产生的噪音，这对于城市轨道车辆和客车尤为重要。5、避免了在意外撞车事故时，发生一个车辆爬到另一个车辆上的危险。(二)车钩缓冲装置的分类非刚性车钩与刚性车钩相比有如下优点：1、简化了两车钩纵向中心线高度偏差较大的车辆相互连挂的条件（例如，不同类型的车辆，车轮及其它部件磨耗程度不同的车辆，以及空车和重车）。2、车钩强度大。3、不需要复杂的钩尾销连接结构和复杂的对心装置。4、车钩钩体的结构和铸造工艺较为简单。刚性车钩主要用于城轨车辆以及高速动车组上，我国地铁车辆普遍采用了密接式车钩。二、车钩城轨车辆用车钩基本上可分为自动车钩、半自动车钩和半永久性牵引杆三种。自动车钩可以实现机械、气路和电路的完全自动连挂和解钩，或人工解钩。半自动车钩的机械和气路的连接机构与作用原理基本上与全自动车钩相同，可以实现自动连挂和解钩，或人工解钩，但电路必须靠人工连挂和解钩，以方便检修作业。半永久性牵引杆的机械、气路和电路的连接和解钩都需要人工操作，但一般只有在架修以上的作业时才进行分解。我国城轨车辆用自动车钩主要有两种：一种是国产密接式车钩，采用半圆形钩舌；一种是Scharfenberg式自动车钩，采用拉杆式连接结构。（一）国产密接式车钩主要有车钩钩头、橡胶式缓冲器、风管连接器和电器连接器等组成，缓冲器位于钩头的后部。车辆连挂时依靠两车钩相邻钩头上的凸锥和凹锥孔的相互插入，实现两车钩紧密连接；同时自动将两车之间电路和空气通路接通。两车分解时，亦可自动解钩，自动切断两车之间电路和空气通路。1.车钩钩头；2.风管连结器；3.橡胶缓冲器；4.冲击座；5.十字头；6.托梁；7.磨耗板；8.电气连结器。在车钩下面有车钩托梁，在缓冲器尾部通过十字头连接器与车体上的冲击座相连，可以实现水平和垂直方向的摆动。（一）国产密接式车钩全自动车钩半自动车钩（一）国产密接式车钩1、钩头结构车钩前端为钩头，有一个凸锥和凹锥孔，内部还有钩舌、解钩杆、解钩杆弹簧和解钩风缸组成。2、作用原理该车钩有待挂、连接和解钩三种状态。（1）待挂状态：连接前的准备状态，此时钩舌定位杆被固定在待挂位置，解钩风缸活塞杆处于回缩状态，半圆形钩舌的连接面与水平面呈40°角。待挂状态1.钩头；2.钩舌；3.解钩杆；4.弹簧；5.解钩风缸。12345（一）国产密接式车钩•（2）连挂状态：两钩连挂时，凸锥插进对方车钩相应凹锥孔中。这时凸锥的内侧面在前进中压迫对方的钩舌转动，使解钩气缸的弹簧受压，钩舌沿逆时针方向旋转40°。当两钩连接面相接触后，凸锥内侧面不再压迫对方的钩舌，此时，由于弹簧的作用，使钩舌恢复到原来的状态，即处于闭锁位置。连挂状态1.钩头；2.钩舌；3.解钩杆；4.弹簧；5.解钩风缸。（一）国产密接式车钩（3）解钩状态：司机操纵解钩阀，压缩空气由总风管进入解钩气缸，经解钩风管连结器送入相连挂的解钩气缸，活塞杆向前推并带动解钩杆，使钩舌转动至开锁位置，此时两钩即可解开。两钩分解后，解钩气缸的压缩空气迅速排出，解钩弹簧复原，带动钩舌顺时针转动40°恢复到原始状态，为下次连挂作好准备。解钩状态（二）Scharfenberg密接式车钩主要由车钩钩头、橡胶缓冲器、风管连接器、电器连接器和风动解钩系统等组成。连挂时依靠两钩头前端锥形喇叭口引导彼此精确对中，实现车钩紧密连接；同时自动将两车电气线路和空气通路接通。在两车分解时，由司机控制解钩电磁阀自动解钩，自动切断两车之间电气线路和空气通路。1.密接式车钩；2.引导对准爪把；3.风管连结器；4.电气连结器；5.钩身。车钩下面有车钩支撑弹簧支撑，在缓冲器尾部通过转动中心轴与车体上冲击座相连，并可通过橡胶弹簧弹性变形及缓冲器与转动中心轴的相对转动实现垂直和水平方向的摆动。（二）Scharfenberg密接式车钩1、钩头结构钩头壳体为焊接件，由两部分组成，前面为一带有锥体和喇叭口的突出件，后面为连接法兰，将钩头与牵引缓冲装置连成一体。在钩头壳体中配有车钩锁闭零件和解钩风缸。车钩的闭锁机构由钩舌和钩锁杆组成，两者通过销子彼此可摆动地相连接。弹簧用来保持车钩处在闭锁位。弹簧一端钩在壳体的锥体上，另一端钩在钩锁杆上。1.钩锁连接杆弹簧；2.钩锁连接杆；3.中心轴；4.钩舌；5.钩头壳体；6.钩嘴；7.解钩杆；8.解钩风缸。12358764（二）Scharfenberg密接式车钩当两钩连接时，前面的锥体和喇叭口用来作为引导对准之用，伸出在前面的爪把用来扩展车钩的连接范围。前端圆孔用来安置空气管路连接器，手动解钩装置设在钩头侧面，它由横杆通过两解钩杆与钩舌相连接。在该横杆的端部连有一钢丝绳并与手柄连接，手柄挂在钩头壳体的一侧。（二）Scharfenberg密接式车钩2、工作原理（1）待挂位：这时钩头中的钩锁杆轴线平行于车钩的轴线，钩锁杆的连接销中心与钩舌中心销连接线垂直于车钩的轴线。弹簧处于松弛状态，该位置为车钩连挂准备位。待挂状态（二）Scharfenberg密接式车钩（2）连挂闭锁位：两钩相互接近并碰撞时，两钩向前伸出的钩锁杆由于受到对方钩舌的阻碍，各自推动钩舌绕顺时针方向转动，直至在弹簧拉力作用下钩锁杆滑入对方钩舌的嘴中，并推动钩舌绕逆时针方向返回到原来位置为止。这时两钩刚性地无间隙地彼此连接，处于闭锁状态。当两钩受牵拉时，拉力均匀地分配在由钩锁杆和钩舌组成的平行四边形两对边即钩锁杆上。当两钩冲击时，冲击力由两钩壳体喇叭口凸缘传递。连挂状态（二）Scharfenberg密接式车钩（3）解钩状态：气动解钩：由司机操作解钩控制阀解钩。这时压力空气充入解钩风缸，推动活塞向前运动，压迫在解钩杆上所设置的滚子上，两钩头中的钩舌被同时推至解钩位置。解钩后排气，风缸中受压弹簧使活塞返回原始位置。手动解钩：通过拉动钩头一侧的解钩手柄，经钢丝绳、杠杆和解钩杆使两钩的钩舌转动，直至钩锁杆脱出钩舌的嘴口，两钩脱开，处于解钩位。解钩状态（三）半自动车钩半自动车钩用于两编组单元之间的车辆连挂。半自动车钩的钩头连接形式与自动车钩相同，连挂方式和锁闭方式也相同。可以自动实现列车单元之间的机械连接和风管连接，电气连接只能手动。解钩时机械和气路部分可自动，也可手动，但不能在司机室集中控制。在半自动车钩上设有贯通道支撑座，用于车辆运行过程和解钩之后支撑贯通道，支撑座可以承受贯通道及所承受的载荷。（四）半永久性牵引杆半永久性牵引杆用于同一单元内车辆之间的编组，使之编组成单元。单元在运行过程中一般不需要分解，通常只在维修时才分解。每个半永久牵引杆上均有贯通道支撑座，用于车辆运行过程和解钩之后支撑贯通道。支撑座承受车辆正常运行时超员情况下贯通道所承受的载荷。半永久牵引杆只是将两车车钩连接改为牵引杆连接，取消了风路和电路的连接。风路和电路连接只能依靠手动连接。（四）半永久性牵引杆上海地铁车辆半永久牵引杆结构其主要特征是将两相邻车钩中的一个车钩钩体和另一车钩钩体、缓冲器总成分别由两个牵引杆代替，两牵引杆的端部各有一个锥孔和锥柱，在连挂时起定位作用，通过套筒式联轴器将两个牵引杆刚性相连，其电气、气路通过机械紧固获得永久连接。上海地铁半永久牵引杆1.支撑座；2具有双作用环弹簧的牵引杆；3，6.电气连接盒；4.风管；5.套筒式联轴器；7.牵引杆；8.过渡板。（四）半永久性牵引杆深圳地铁车辆半永久性牵引杆的连接方式与上海相似，主要特征是在两个半永久牵引杆中设一个能量吸收装置。深圳地铁半永久牵引杆1.牵引杆（1）；2.牵引杆（2）；3.套筒式联轴器；4.垂直支撑装置；5.橡胶缓冲装置；6.能量吸收装置。三、缓冲装置(一)层叠式橡胶缓冲器作用原理是当车辆受到压缩载荷时，缓冲器体和牵引杆受压，力的传递方向为：牵引杆压缩后从板→橡胶金属片→前从板和缓冲器的前端。橡胶金属片受到压缩，起到缓冲作用。在牵引载荷工况下，缓冲体和牵引杆受拉，力的传递方向为：牵引杆上的滑套压缩前从板→橡胶金属片→后从板和缓冲体后盖，同样起到缓冲作用。1.橡胶金属片；2.前从板；3.牵引杆；4.缓冲器后盖；5.滑套；6.缓冲器体；7.后从板。缓冲装置主要用来传递和缓和纵向冲击力。三、缓冲装置(二)环弹簧缓冲器由弹簧盒、弹簧前后座板、外环弹簧（共7片）、内环弹簧（5片内环弹簧、1片开口环弹簧和2片半环弹簧组成）、端盖、球形支座、牵引杆等组成。其作用原理：当车钩受冲击时，牵引杆推动弹簧前从板向后挤压环弹簧；当车钩受牵拉时，拧紧在牵引杆后端的预紧螺母带动弹簧后从板向前挤压环弹簧。所以不论车钩受冲击或牵拉环弹簧均受压缩作用。1.弹簧盒；2.端盖；3.弹簧前从板；4.弹簧后从板；5.外环弹簧；6.内环弹簧；7.开口弹簧；8.半环弹簧；9.球形支座；10.牵引杆；11.标记环；12.预紧螺母；13.橡胶嵌块。三、缓冲装置由于内、外环弹簧相互接触的接触面均做成V型锥面，受压缩相互挤压时，外环扩胀，内环压缩，这样就产生了轴向变形，起到缓冲的作用。同时内、外环弹簧接触面产生相对滑动，摩擦力做功消耗了部分冲击能。环弹簧缓冲器前端通过一组对开连接套筒与钩头连接，后端的球形支座通过销轴与车钩支撑座相连接。整个车钩缓冲装置在水平面内可绕销轴左右摆动40°，在垂直面内借助于球形轴套嵌有橡胶件可上下摆动5°，以满足车辆运行于水平曲线和竖曲线的要求。德国进口的上海地铁一号线车辆采用了这种缓冲装置。三、缓冲装置(三)环形橡胶缓冲器主要由牵引杆、缓冲器体、环形橡胶弹簧等几部分组成。属于免维护的橡胶缓冲装置，缓冲器安装在车钩安装座上，可吸收拉伸和压缩能量。半自动车钩和牵引杆均用相同方法安装固定。缓冲装置允许车钩做垂向摆动和扭转运动。缓冲装置支撑座用四个螺栓固定在车体底架上。1.牵引杆；2.安装座；3.环形橡胶；4.缓冲器体；5.支撑座。三、缓冲装置(四)弹性胶泥缓冲器由牵引杆、弹簧盒、内半筒、端盖和弹性胶泥芯子组成，弹性胶泥芯子是接受能量元件。车钩受拉时，纵向力传递顺序为：牵引杆→内半筒→弹性胶泥芯子→弹簧盒→车体；车钩受压时，纵向力传递顺序为：牵引杆→弹性胶泥芯子→内半筒→弹簧盒→车体。可见，无论车钩受拉或受压，缓冲器始终受压。1.牵引杆；2.弹性胶泥芯子；3.内半筒组成。三、缓冲装置(五)带变形管的橡胶缓冲器由拉杆、轴套、锥形环圈、法兰、垫圈、橡胶弹簧和变形管组成。轴套与钩头壳体用螺纹连接，由法兰紧固使之不致松动，轴套用来作为拉杆、锥形环圈和变形管支承和导向，拉杆穿过两个弹簧6和7，其端部通过蝶形螺母将弹簧压紧