城軌交通車輛連接裝置-車鉤

項(xiàng)目四城軌交通車輛連接裝置任務(wù)二車鉤任務(wù)二1.按照車鉤材料分類按照車鉤材料分類，車鉤分非剛性車鉤和剛性鉤，非剛性車鉤如圖4-5（a）所示，允許兩個(gè)相連接的車鉤鉤體在垂直方向上有相對(duì)位移。當(dāng)兩個(gè)車鉤的縱軸線存在高度差時(shí)，兩個(gè)車鉤呈階梯形狀，并且各自保持水平位置。由于鉤體的尾端相當(dāng)于銷接，這就保證了車鉤在水平面內(nèi)的位移。非剛性車鉤較普遍地應(yīng)用于鐵路客、貨車車輛。一、車鉤的分類任務(wù)二1.按照車鉤材料分類剛性車鉤如圖4-5（b）所示，也稱為密接式車鉤，它的連接不允許兩連掛車鉤存在相對(duì)位移，而且對(duì)前后的間隙要求應(yīng)限制在很小的范圍之內(nèi)。如果在車輛連掛之前兩車鉤的縱向軸線高度已有偏差，那么在連掛后，兩車鉤的軸線處在同一條直線上并呈傾斜狀態(tài)。兩鉤體的尾端具有完全的銷接，這就能保證兩連掛車輛之間可以具有相對(duì)的平移和角位移，保證具有這些位移的必要條件是線路的水平面及縱剖面是變化的，以及是由車體在彈簧上的振動(dòng)和作用于車輛上的力所決定的。一、車鉤的分類任務(wù)二如圖

4-5任務(wù)二非剛性車鉤與剛性車鉤相比有如下優(yōu)點(diǎn)：01020304簡(jiǎn)化了兩車鉤縱向中心線高度偏差較大的車輛相互連掛的條件（例如，不同類型的車輛，車輪及其他部件磨耗程度不同的車輛，以及空車和重車）。車鉤強(qiáng)度大。不需要復(fù)雜的鉤尾銷連接結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的對(duì)心裝置。車鉤鉤體的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝較為簡(jiǎn)單。一、車鉤的分類任務(wù)二剛性車鉤與非剛性車鉤相比有如下優(yōu)點(diǎn)：01020304減小兩車鉤連接表面之間的間隙，減小列車中的縱向力，提高列車運(yùn)行平穩(wěn)性。車鉤間零件位移減少，改善車鉤內(nèi)部零件的工作條件。減小車鉤連接表面間的磨耗。減小車鉤相互沖擊產(chǎn)生的噪聲。一、車鉤的分類任務(wù)二2.按照車輛牽引連接裝置的連接方法不同分類按照車輛牽引連掛裝置的連接方法不同，車鉤可分為非自動(dòng)車鉤和自動(dòng)車鉤。非自動(dòng)車鉤要由人工來(lái)完成車輛的連接，而自動(dòng)車鉤則不需要人參與就能實(shí)現(xiàn)連接。城軌交通車輛上的車鉤可分為自動(dòng)車鉤、半自動(dòng)車鉤和半永久性牽引桿三種。（1）自動(dòng)車鉤可實(shí)現(xiàn)機(jī)械、氣路和電路的完全自動(dòng)連掛與解鉤。（2）半自動(dòng)車鉤的機(jī)械和氣路連接機(jī)構(gòu)作用原理基本上與自動(dòng)車鉤相同，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連掛和解鉤，或人工解鉤，但電路必須靠人工連掛和解鉤，以方便檢修作業(yè)。一、車鉤的分類任務(wù)二2.按照車輛牽引連接裝置的連接方法不同分類（3）半永久性牽引桿的機(jī)械、氣路和電路的連掛和解鉤都需要人工操作，但一般只在架車作業(yè)時(shí)才進(jìn)行分解。目前6輛編組的城軌交通列車一般在列車的兩端采用自動(dòng)車鉤，以方便列車救援，比如武漢地鐵2號(hào)線地鐵列車、廣州地鐵列車等；但由于自動(dòng)車鉤的使用率低、造價(jià)高等原因，國(guó)內(nèi)新建城軌交通車輛則普遍采用半自動(dòng)車鉤，比如西安地鐵1、2號(hào)線，成都地鐵等；半永久性牽引桿則可實(shí)現(xiàn)車輛之間相對(duì)固定的連接，半自動(dòng)車鉤和半永久性牽引桿根據(jù)需要安裝于城軌交通車輛的單元之間和單元內(nèi)部。一、車鉤的分類任務(wù)二自動(dòng)車鉤自動(dòng)車鉤位于城軌交通列車的端部，電氣和風(fēng)路連接裝置都組裝在鉤頭上。當(dāng)車輛連掛時(shí)，車鉤的機(jī)械、風(fēng)路、電路系統(tǒng)都能自動(dòng)連接；解鉤時(shí)，可在司機(jī)室控制自動(dòng)解鉤或采用手動(dòng)解鉤。解鉤后，車鉤即處于待掛狀態(tài)；電氣連接器通過(guò)蓋板自動(dòng)關(guān)閉，以防止水和塵土進(jìn)入；主風(fēng)管連接器設(shè)有自動(dòng)關(guān)閉裝置，防止壓縮空氣泄漏。自動(dòng)車鉤主要有兩種形式：一種是國(guó)產(chǎn)密接式車鉤，采用半圓形鉤舌；另一種是Scharfenberg密接式車鉤，采用拉桿式連接結(jié)構(gòu)。二、自動(dòng)車鉤任務(wù)二1.國(guó)產(chǎn)密接式車鉤國(guó)產(chǎn)密接式車鉤緩沖裝置如圖4-6所示，主要由車鉤鉤頭、橡膠金屬片式緩沖器、風(fēng)管連接器、電氣連接器和風(fēng)動(dòng)解鉤系統(tǒng)等幾部分組成，緩沖器位于鉤頭的后部。車輛連掛時(shí)依靠?jī)绍囥^相鄰鉤頭上的凸錐和凹錐孔的相互插入，實(shí)現(xiàn)兩車鉤的緊密連接；同時(shí)自動(dòng)將兩車之間的電路和空氣通路接通。在兩車分解時(shí)，亦可自動(dòng)解鉤，并自動(dòng)切斷兩車之間的電路和空氣通路。二、自動(dòng)車鉤任務(wù)二如圖

4-6圖4-6國(guó)產(chǎn)密接式車鉤緩沖裝置1—密接式車鉤鉤頭；2—風(fēng)管連接器；3—橡膠金屬片式緩沖器；4—沖擊座；5—十字頭；6—托梁；7—磨耗板；8—電氣連接器任務(wù)二1.國(guó)產(chǎn)密接式車鉤在車鉤下面有車鉤托梁，在緩沖器尾部通過(guò)十字頭連接器與車體上的沖擊座相連，可以實(shí)現(xiàn)水平和垂直方向的擺動(dòng)。我國(guó)早期的北京地鐵1、2號(hào)線和天津?yàn)I海輕軌車輛采用了這種車鉤形式。（1）車鉤結(jié)構(gòu)。國(guó)產(chǎn)密接式車鉤的結(jié)構(gòu)主要由五部分組成，前端為鉤頭，有一個(gè)凸錐和凹錐孔，車鉤內(nèi)部還有半圓形的鉤舌、解鉤桿、解鉤桿彈簧和解鉤風(fēng)缸等。二、自動(dòng)車鉤任務(wù)二如圖

4-7（2）作用原理。圖4-7所示為國(guó)產(chǎn)密接式自動(dòng)車鉤的作用原理，有待掛、連掛和解鉤三種狀態(tài)。任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤Scharfenberg密接式車鉤緩沖裝置如圖4-8所示，由鉤頭、橡膠緩沖器、風(fēng)管連接器、電氣連接器和風(fēng)動(dòng)解鉤系統(tǒng)等幾部分組成，緩沖器位于鉤頭的后部。車輛連掛時(shí)依靠?jī)绍囥^相鄰鉤頭前端的錐形喇叭口引導(dǎo)彼此精確地對(duì)中，實(shí)現(xiàn)兩車鉤的緊密連接；同時(shí)自動(dòng)將兩車之間的電氣線路和空氣通路接通。在兩車分解時(shí)，亦可由司機(jī)控制解鉤電磁閥自動(dòng)解鉤，并自動(dòng)切斷兩車之間的電氣線路和空氣通路。二、自動(dòng)車鉤任務(wù)二如圖

4-8圖4-8Scharfenberg密接式車鉤緩沖裝置1—引導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)爪把；2—密接式車鉤；3—電氣連接器；4—鉤身；5—橡膠彈簧；6—轉(zhuǎn)動(dòng)中心；7—支撐簧；8—風(fēng)管連接器；9—側(cè)向最大擺角；10—恢復(fù)位任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤在車鉤下面有彈簧支撐，在緩沖器尾部通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸與車體上的沖擊座相連，并可通過(guò)橡膠彈簧的彈性變形及緩沖器與轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)垂直和水平方向的擺動(dòng)：垂向最大擺角為4°30′；水平最大擺角可達(dá)30°。二、自動(dòng)車鉤任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤鉤頭殼體為焊接件，它由兩部分組成，前面為一帶有錐體和喇叭口的突出件，后面為連接法蘭。當(dāng)兩鉤連接時(shí)，前面的錐體和喇叭口作為引導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)之用，伸出在前面的爪把用來(lái)擴(kuò)展車鉤的連接范圍。前端的圓孔用來(lái)安置空氣管路連接器，在鉤頭殼體中配置有車鉤鎖閉零件和解鉤風(fēng)缸。借助于鉤頭殼體后部的法蘭將鉤頭與牽引緩沖裝置連成一體。二、自動(dòng)車鉤(1)車鉤結(jié)構(gòu)。任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤車鉤的閉鎖機(jī)構(gòu)由鉤舌和鉤鎖桿組成，兩者通過(guò)銷子彼此可擺動(dòng)地相連接。兩個(gè)彈簧用來(lái)保持車鉤處在閉鎖位。彈簧的一端鉤在殼體的錐體上，另一端鉤在鉤鎖桿上。手動(dòng)解鉤裝置設(shè)在鉤頭的側(cè)面，它由橫桿通過(guò)兩解鉤桿與鉤舌相連接。在該橫桿的端部有一鋼絲繩并與手柄連接，手柄掛在鉤頭殼體的一側(cè)。二、自動(dòng)車鉤(1)車鉤結(jié)構(gòu)。任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤圖4-9所示為Scharfenberg密接式車鉤的作用原理，分為待掛狀態(tài)、連掛狀態(tài)和解鉤狀態(tài)。①待掛狀態(tài)。這時(shí)鉤頭中的鉤鎖桿軸線平行于車鉤的軸線，鉤鎖桿的連接銷中心與鉤舌中心銷連接線垂直于車鉤的軸線。彈簧處于松弛狀態(tài)，該位置為車鉤連掛準(zhǔn)備位。二、自動(dòng)車鉤(2)工作原理。任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤②連掛狀態(tài)。欲使兩鉤連掛，原來(lái)處于連掛準(zhǔn)備位的兩鉤相互接近并碰撞時(shí)，在鉤頭前端的錐形喇叭口引導(dǎo)下彼此精確地對(duì)中，兩鉤向前伸出的鉤鎖桿由于受到對(duì)方鉤舌的阻礙，各自推動(dòng)鉤舌繞順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，直至在彈簧拉力作用下鉤鎖桿滑入對(duì)方鉤舌的嘴中，并推動(dòng)鉤舌繞逆時(shí)針?lè)较蚍祷氐皆瓉?lái)位置為止。這時(shí)兩鉤的鉤鎖桿與兩鉤的鉤舌構(gòu)成一個(gè)平行四邊形，力處于平衡狀態(tài)，兩鉤剛性地?zé)o間隙地彼此連接，處于閉鎖狀態(tài)。二、自動(dòng)車鉤(2)工作原理。任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤在連掛閉鎖時(shí)，鉤舌和鉤鎖桿的位置與連掛準(zhǔn)備狀態(tài)完全相同，鉤舌在彈簧作用下力圖保持處于閉鎖位。當(dāng)兩鉤受牽拉時(shí)，拉力均勻地分配在由鉤鎖桿和鉤舌組成的平行四邊形兩對(duì)邊即鉤鎖桿上。當(dāng)兩鉤沖擊時(shí)，沖擊力由兩鉤殼體喇叭口凸緣傳遞。二、自動(dòng)車鉤(2)工作原理。任務(wù)二如圖

4-9圖4-9Scharfenberg密接式車鉤的作用原理1—解鉤風(fēng)缸；2—解鉤桿；3—鉤嘴；4—鉤頭殼體；5—鉤舌；6—中心軸；7—鉤鎖連接桿；8—鉤鎖連接桿彈簧任務(wù)二2.Scharfenberg密接式車鉤③解鉤狀態(tài)。a.氣動(dòng)解鉤：由司機(jī)操作解鉤控制閥達(dá)到解鉤。這時(shí)壓力空氣經(jīng)過(guò)解鉤管充入鉤頭中的解鉤風(fēng)缸中，推動(dòng)活塞向前運(yùn)動(dòng)，壓迫在解鉤桿上設(shè)置的滾子上，兩鉤頭中的鉤舌被同時(shí)推至解鉤位置。達(dá)到解鉤后再排氣，風(fēng)缸中受壓彈簧使活塞返回到原始位置。b.手動(dòng)解鉤：通過(guò)拉動(dòng)鉤頭一側(cè)的解鉤手柄，經(jīng)鋼絲繩、杠桿和解鉤桿使兩鉤的鉤舌轉(zhuǎn)動(dòng)，直至鉤鎖桿脫出鉤舌的嘴口，由此使兩鉤脫開(kāi)，處于解鉤位。二、自動(dòng)車鉤(2)工作原理。任務(wù)二如圖

4-10圖4-10所示為自動(dòng)車鉤的實(shí)物圖，歐洲地鐵大都采用這種車鉤形式，上海、廣州、深圳地鐵等也采用這種形式的車鉤。任務(wù)二國(guó)內(nèi)地鐵如果在列車兩端安裝自動(dòng)車鉤，則半自動(dòng)車鉤主要用于兩編組單元之間的車輛連掛，有部分城市的地鐵列車在列車兩端安裝半自動(dòng)車鉤，比如成都地鐵和西安地鐵。半自動(dòng)車鉤的鉤頭連接形式與自動(dòng)車鉤相同，連掛方式和鎖閉方式也相同。兩個(gè)相同的車鉤可以在直線線路和曲線線路上自動(dòng)連掛。半自動(dòng)車鉤可以實(shí)現(xiàn)列車單元之間的機(jī)械連接和風(fēng)管連接的自動(dòng)連接，電氣連接只能手動(dòng)操作。解鉤時(shí)機(jī)械和氣路部分可自動(dòng)，也可手動(dòng)操作，但不能在司機(jī)室集中控制。在半自動(dòng)車鉤上設(shè)有貫通道支撐座，用于車輛運(yùn)行過(guò)程和解鉤之后支撐貫通道。支撐座可以承受貫通道及所承受的載荷。三、半自動(dòng)車鉤任務(wù)二如圖

4-11圖4-11所示為西安地鐵2號(hào)線車輛所采用的半自動(dòng)車鉤的結(jié)構(gòu)。任務(wù)二半永久性牽引桿用于同一單元內(nèi)車輛之間的編組，使之編組成單元。列車單元在運(yùn)行過(guò)程中一般不需要分解，通常只在維修時(shí)才分解。當(dāng)兩車連掛時(shí)即形成剛性連接，其連接間隙最小，垂向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)也很小。這樣的連接形式可以保證列車在出軌時(shí)車輛之間仍然保持相對(duì)位置，防止車輛重疊和傾覆，減少列車啟動(dòng)及制動(dòng)時(shí)的沖動(dòng)。每個(gè)半永久牽引桿上均有貫通道支撐座，用于車輛運(yùn)行過(guò)程和解鉤之后支撐貫通道。支撐座可以承受車輛正常運(yùn)行時(shí)超員情況下貫通道所承受的載荷。四、半永久性牽引桿任務(wù)二半永久性牽引桿只是將兩車的連接方式由車鉤連接改為牽引桿連接，取消了風(fēng)路和電路的連接。風(fēng)路和電路的連接只能依靠手動(dòng)操作。不同種類的車輛所安裝的半永久性牽引桿的結(jié)構(gòu)可能有所不同，但連接原理是一致的。上海地鐵車輛半永久性牽引桿如圖4-13所示。其主要特征是將兩相鄰車鉤中的一個(gè)車鉤鉤體和另一個(gè)車鉤鉤體、緩沖器總成分別由兩個(gè)牽引桿代替，兩個(gè)牽引桿的端部各有一個(gè)錐孔和錐柱，在連掛時(shí)起定位作用，通過(guò)套筒式聯(lián)軸器將兩個(gè)牽引桿剛性相連，其電氣、氣路通過(guò)機(jī)械緊固獲得永久連接。通常只在維修時(shí)才分解，在半永久性牽引桿上設(shè)有貫通道支撐座。四、半永久性牽引桿任務(wù)二如圖

4-12圖4-12國(guó)產(chǎn)地鐵車輛半永久性牽引桿1—緩沖器；2—車鉤托梁；3—磨耗板；4—牽引桿；5—十字頭；6—連接座任務(wù)二圖4-13上海地鐵車輛半永久性牽引桿1—支撐座；2—具有雙作用環(huán)彈簧的牽引