第14章 车端连接

1、第14章目录14 车端连接装置314.1 概要314.1.1 车端连接装置作用314.1.2 车端连接系统组成314.2 自动车钩缓冲装置314.2.1 自动车钩结构及作用原理414.2.2 车钩主要技术参数914.2.3 缓冲装置1014.2.4 自动车钩的控制1114.3 半自动车钩1114.3.1 半自动车钩结构及作用原理1114.3.2 半自动车钩主要技术参数1214.3.3 缓冲装置1214.4 过渡车钩1314.4.1 结构及作用原理1314.4.2 过渡车钩主要技术参数1414.4.3 过渡车钩的使用1514.5 风挡1514.5.1 结构及作用原理1514.5.2 压缩式外风挡

2、1614.5.3 气密式内风挡1814.5.4 防雪风挡1914.5.5 风挡的主要技术参数1914.6 电气连接1914.6.1 车顶高压连接器1914.6.2 端部电气连接器2414.6.3 中间电气连接2914.7 车端阻尼装置3314 车端连接装置14.1 概要车端连接装置是指连接两车辆间或连接两车列间的所有机械、空气和电气装置，主要包括车钩、缓冲器、内外风档和电气连接器等。14.1.1 车端连接装置作用传统列车的车端连接装置通常称牵引缓冲装置，由车钩和缓冲器两部分组成。它具有连接、牵引和缓冲作用，即除了在机械上将彼此独立的车辆连接成车列外，在运行过程中它必须传递牵引力、制动力或冲击力

3、，并缓和及衰减列车运行过程中由于牵引力的变化和制动力前后不一致而引起的冲击和振动。而高速动车组的车端连接装置除了具有上述机械连接功能以外，还必须具有车厢间的密封功能，以及传递压缩空气、电气信号和控制信号等功能。14.1.2 车端连接系统组成CRH2型动车组车端连接装置主要包括： （1）车钩缓冲装置密接式车钩及缓冲装置；（2）风挡 橡胶密封风挡；（3）空气、电气连接设备，包括：控制电路连接；主电路及辅助电路连接；直流母线连接；总风管连接。CRH2型动车组的车钩装置包括端部车钩装置和中间车钩装置。由于端部车钩装置和中间车钩装置的运用工况存在不同，因此两车钩的结构与性能也有一定的区别，即端部采用全自

4、动车钩（自动车钩），而中间采用半自动车钩。CRH2型动车组车钩装置具有如下特点：（1）动车组两端设全自动车钩；（2）车辆间由半自动车钩联接；（3）缓冲器为复式橡胶缓冲器，位于车钩后端，但端部和中间缓冲器的吸振性能不同；（4）车钩及缓冲器可以在不架起车体的情况下拆装和检修。14.2 自动车钩缓冲装置14.2.1 自动车钩结构及作用原理CRH2型动车组端部采用柴田式全自动密接车钩，可以实现机械、气路和电路三者同时连接，具体结构见图14.1。3211电气连接器，2车钩，3空气连接装置图14.1 端部密接式自动车钩结构这种车钩属于刚性全自动车钩，它要求在两车钩连接后，其间没有上下和左右的相对移动，而且

5、纵向间隙也限制在很小的范围内（约 12 mm）。这对提高列车运行平稳性、降低车钩零部件的磨耗和噪声均有重要意义。14.2.1.1 自动车钩结构端部车钩（动车组两端部车钩）与中间车钩都带有气路自动连接装置，可在车钩进行机械连接的同时直接实现车辆之间的气路连接。其中端部密接式车钩带有自动摘钩风缸，可以实现自动摘钩与联挂，因此称为全自动车钩。该密接式车钩上带有气路自动连接装置，钩体上还安装有电气连接器，车钩连接好后整列车的气路连接和电路连接也就同时完成。该车钩钩体的铸造工艺与机加工工艺比较简单，其抗拉强度可以达到160吨。端部密接式自动车钩的结构示意图参见图14.2。图14.2 端部密接式自动车钩结

6、构示意14.2.1.2 自动车钩装置工作原理柴田式自动密接车钩的工作过程主要分连挂和解钩两种。当两车需要连挂时，两车钩以规定的速度相互接近，某车钩钩舌与对应车钩的钩头相接触，并在该钩头斜端面的压迫下逆时针转动，逐渐进入钩舌腔内，直至完全进入，而与此同时弹簧拉动解钩杆并带动钩舌顺时针转动，待转动停止后，半圆形钩舌和钩舌腔相互嵌套，完成连挂。而当需要解钩时，通过向解钩风缸充入压缩空气，解钩风缸的鞲鞴在压缩空气的作用下，克服弹簧作用力，推动解钩杆，并带动半圆形钩舌转动直到它处于解钩位置为止，此时原来连挂在一起的车钩将处于待解钩状态。自动车钩的连挂和解钩状态参见图14.3。1钩头；2钩舌（半圆形）；3

7、解钩杆；4弹簧；5解钩风缸图14.3 自动车钩的连挂和解钩状态CRH2型动车组所采用的柴田式密接车钩的具体工作过程（即作用原理）包括如下三个方面：1) 连挂准备自动车钩连挂前的准备状态如图14.4所示，此时，解钩杆、钩舌和弹簧均处于自然状态。钩头钩舌解钩杆弹簧图14.4 密接式车钩连挂前状态2) 连挂过程当需要连挂时，对应的两车辆相互靠近，或其中的某一车辆向另一车辆移动靠近，在车钩的钩头斜端面与另一车钩的钩舌接触的同时，推压钩舌使其逆时针方向转动，此时车钩的状态如图14.5所示。解钩杆弹簧钩舌钩头图14.5 密接式车钩连挂中状态车辆进一步移动，直至钩头完全进入钩舌腔内，此时两车钩的相对运动停止

8、，车钩的状态如图14.6所示。钩头钩舌解钩杆弹簧图14.6 密接式车钩连挂后状态钩头完全进入钩舌腔内的同时，弹簧拉动解钩杆并带动钩舌顺时针转动，待转动停止后，球形钩舌和钩舌腔相互嵌套，完成连挂。此时两车钩的状态参见图14.7，并具有如下特点：钩头钩舌解钩杆弹簧图14.7 密接式车钩锁闭后状态（）车钩连挂密接后，解钩杆在复位弹簧拉力作用下自动回到连挂位置；（）半圆形钩舌与钩舌腔相互嵌套，两车钩完全密接。3) 解钩过程当需要摘挂时，必须先按如下步骤进行操作：（）钩舌锁放在解钩位；（）按图14.8所示箭头方向拉解钩杆（通过向解钩风缸充气由风缸推动，当然也可手拉，但采用手动拉解钩杆的车钩属于半自动车钩

9、），使车钩处于解钩前的准备状态。钩头钩舌解钩杆弹簧图14.8 密接式车钩解钩前状态继续拉动解钩杆，直到限位，此时钩舌锁会自然地挂在对方解钩杆的凸台上，解钩杆被固定，呈解钩状态。此时两车钩的状态参见图14.9。钩头钩舌解钩杆弹簧图14.9 密接式车钩解钩状态进一步按如下步骤进行操作：（）让车辆后退，逐步释放车钩；（）通过车辆的后退，钩舌锁从对方的解钩杆上自然分离；（）车辆不断的后退直到车钩完全脱开。该解钩过程中两车钩的状态参见图14.10。钩头钩舌解钩杆弹簧图14.10 密接式车钩解钩过程在车钩分离的过程中，拉力弹簧、解钩杆和钩舌会作如下运动：（）解钩开始后，通过拉力弹簧的动作，拉动解钩杆自然向

10、连挂准备位置运动；（）解钩杆的运动同时带动了钩舌向顺时针方向回转，直至回到其自然连挂准备位置，解钩过程完成。最后，两车钩完全分离。解钩后两车钩的状态参见图14.11。弹簧钩舌解钩杆钩头图14.11 密接式车钩解钩后状态14.2.2 车钩主要技术参数CRH2型动车组车钩主要技术参数参见表14.1。表14.1 车钩主要技术参数项 目参 数车钩整体强度，拉伸/压缩1600kN/3100 kN安装高度1000 mm车钩组装后最大水平摆角±16°车钩组装后最大垂直摆角±4°连挂速度范围0.5km/h1.5km/h14.2.3 缓冲装置CRH2型动车组采用橡胶缓冲器

11、，通过橡胶之间的压缩来实现能量的吸收，采用此类型的缓冲器制造简单，安装方便，其端部车钩缓冲器的安装位置如图14.12所示。图14.12 端部车钩缓冲器安装位置CRH2型动车组端部装用双向W型橡胶缓冲器，该缓冲器型号为RD19改良型，其结构如图14.13所示。图14.13 端部双向W型橡胶缓冲器结构双向W型橡胶缓冲器的主要结构特点是使用两组缓冲器，它们靠一定的初压力（通常为2060 kN左右）组装在为缓冲器留出的空间内，靠钩尾框的中央立壁对两个缓冲器施加作用力。车钩牵引时，压缩左边的缓冲器，右边的缓冲器随着涨开（因有初压缩量），并随时占满因压缩左边缓冲器出现的空间。车钩压缩时原理相同。这样，无论

12、是牵引还是压缩，缓冲装置中的从板均不离开从板座。并且因钩尾框不受力时，其中央立壁处于两组缓冲器的压缩平衡状态中，只要稍有牵引力或压缩力，钩尾框便开始了对其中一个缓冲器的压缩，故既避免了从板与从板座间因出现间隙而发生冲击，又消除了缓冲盲区，大大提高了车辆的乘座舒适性。端部缓冲装置特性曲线见图14.14。图14.14 端部缓冲器特性曲线双向 W 型橡胶缓冲器基本技术参数及性能参数参见表14.2。表14.2 橡胶缓冲器性能参数项 目端部缓冲器中间缓冲器拉伸压缩拉伸压缩最大载荷/kN980785980能量吸收/kJ23.56.823.5行程/mm9027.441.114.2.4 自动车钩的控制CRH2

13、型动车组端部车钩采用自动车钩。当两列动车组联挂时，可以通过操作司机操纵台上的合并开关实现两列车的自动车钩自动联挂；也可操作操纵台上的分割开关实现两列车自动分解。两列车联挂时，只能第1列的1号车和另一列的8号车联挂。被联挂车先处于自动静止状态，做好联挂准备；联挂车做好联挂准备后，以低于5km/h的速度靠近被联挂列车，两车自动车钩即可自动联挂。14.3 半自动车钩14.3.1 半自动车钩结构及作用原理CRH2型动车组各车辆之间采用的车钩为手动摘钩形式，只有通过人工的方式才能实现摘钩，因此称为半自动车钩。半自动车钩的结构示意图参见图14.15。与图14.1和图14.2所示的端部自动车钩相比较，半自动

14、车钩只是没有解钩风缸，其它方面与自动车钩几乎完全相同。其作用原理也与端部自动车钩基本相同，只是解钩时需要手动拉动解钩杆使其转到解钩位置。因此，半自动车钩的作用原理或工作过程可参见14.2.1.2内容。图14.15 半自动车钩结构示意14.3.2 半自动车钩主要技术参数半自动车钩主要技术参数与端部自动车钩完全相同，参见表14.1。14.3.3 缓冲装置中间半自动车钩所连接的缓冲装置同样采用双向W型橡胶缓冲器，该缓冲器型号为RD011型，具体结构参见图14.16。图14.16 中间车钩缓冲器与端部缓冲器相比，尽管工作原理相同，但两者所采用的橡胶块数量明显不同，因此两者的性能参数也有较大区别，参见表

15、14.2。同时中间缓冲器前后橡胶块数量也不相等，这就使得其拉伸和压缩性能出现差异，详细请见RD011型橡胶缓冲器吸能曲线图14.17。中间缓冲器的基本技术参数及性能参数参见表14.2。图14.17 RD011型橡胶缓冲器吸能曲线14.4 过渡车钩14.4.1 结构及作用原理为便于动车组救援和回送，专门配有救援和回送过渡车钩。过渡车钩是在救援和回送时与装有15号车钩的机车进行连接的部件。结构上要求过渡车钩的一侧能连接到CRH2型动车组车钩上，另一侧能与救援机车车钩（即15号车钩）连接。过渡车钩必须满足如下条件：（1）每列动车组上配有二套救援用过渡车钩，可满足牵引16辆编组的列车以120 km/h

16、速度运行的要求；（2） 过渡车钩放置在车辆两端头车的前罩室内，其重量为63 kg，在搬运及安装作业时，最好使用升降叉车或其他工具等，以确保安全。救援及回送过渡车钩具体结构参见图14.18。救援机车车钩中心高度（距轨面880mm）动车组车钩中心高度（距轨面1000mm）1 车钩体，2 钩舌，3 挡板，4 固定螺栓图14.18 过渡车钩结构14.4.2 过渡车钩主要技术参数此过渡车钩为钢板焊接结构，强度必须满足如下要求：（1）拉伸时，永久变形达到1mm时的负载在392kN(40t)以上；（2）拉伸断裂负载在392kN(40t)以上。过渡车钩各部分构造材质参见表14.3。表14.3 过渡车钩构造材质

17、符号名称材质个数/台1车钩体SS4002钩舌SS3303挡板SPHC4固定螺丝SS400过渡车钩的规格如下：（1）最高使用速度 120km/h；（2）最大连接车辆数 16辆；（3）车钩重量 63kg。14.4.3 过渡车钩的使用当动车组出现故障需要救援或回送时，由于动车组端部车钩中心高度（距轨面1000mm）与救援机车车钩中心的高度（距轨面880mm）存在差别，再加上两种车钩的外形也不相同，无法直接相连，因此必须使用过渡车钩将动车组与救援机车在机械上连接起来，其连接过程参见图14.19。救援机车动车组头车空气软管（总风管、制动管）空/电气转换装置（制动控制指令）救援机车车钩：高度880mm动车

18、组密接式车钩：高度1000mm过渡车钩CRH2动车组图14.19 机车救援联挂示意图过渡车钩由于是临时性设备，在结构上属于轻量化设计，因此其结构强度只有400 kN。在使用中要注意以下几个方面： 制动系统：CRH2型动车组为全电气指令式制动方式。作为基本条件，机车牵引运时也需要启用制动系统，因此必须确保有DC100V电源。DC100V可以由列车搭载的蓄电池供电； 总风管压力：将机车与总风管软管连接，供应600kPa的总风管压力； 制动控制：将机车与制动管软管连接，用头车的空/电气转换装置使制动管压力转换为电气指令，让空气制动作用； 其他处理：解除空气弹簧压力，防止由于车辆前后压缩力导致上浮变形

19、； 行车速度：30 km/h以下（救援速度）。14.5 风挡14.5.1 结构及作用原理CRH2型动车组对风档的要求：1. 风档的空气阻力应尽量小，要做到车辆连接处的平整光滑，以减少列车高速运行时的空气阻力；2. 要有良好的气密性，以保证车内的舒适性；3. 要有足够的强度。为适应压力波的急剧变化，除保证气密性要求外，还要满足气动载荷下的强度要求；4. 风档的隔音性能要好，保证车内的舒适性；5. 为了防火，风档所用非金属材料阻燃性要好，在紧急情况下风档还便于分解。CRH2型动车组两车辆间设有压缩式外风挡、气密式内风挡和防雪风档。压缩式外风挡起到隔音和降噪的作用；气密式内风挡主要靠螺栓及橡胶密封件

20、形成气密结构，保证动车组内部的气压波动在标准值以内；防雪风档则是为了防止积雪对车辆运行的影响而设置的。压缩式外风挡、气密式内风挡和防雪风挡等均安装在车体车厢的外端墙上，详见图14.20。图14.20 风挡安装示意图14.5.2 压缩式外风挡压缩式外风挡是为了降低和隔离车外的噪音而设置的防护装置。压缩形外风挡与通常的车端缓冲器具有同等的减振性能，同时还使车体间的车辆连接部位尽量平滑化，能够使列车运行时的空气阻力适当降低。压缩式外风挡结构详见图14.21。18第 18 页 共 33 页图14.21 左侧外风挡14.5.3 气密式内风挡安装框安装法兰框固定安装面金属框安装框尼龙防水革（包弹性物质或橡

21、胶囊）图14.22 密闭式风挡结构示意图气密式内风挡采用全波纹气密橡胶，由金属框、安装框（金属）、全波纹橡胶密封件和外罩等组成，具有良好的伸缩性、气密性和水密性，见图14.22。全波纹橡胶密封件一端与安装框压缘处连接，另一端与金属框压缘处连接，安装框安装在车体端墙的支座上。金属框的一侧设有暗销，另一侧设有暗孔，两车连挂时，保证金属框对中，金属框两侧有连接螺栓施加密封。内风挡外形和详细结构参见图14.23。在内风挡内部的通道上，为在列车行驶时不妨碍乘客通行，设有扶手及可动式渡板。考虑到可动式渡板对通道通行有妨碍，在上部设有搭板。图14.23 气密式内风挡外形14.5.4 防雪风挡在大雪天气，轨道

22、上的积雪会被列车卷起粘附在内外风挡下方，当附着的大块积雪在振动及风力的作用下掉落时则会激起碎石和冰块飞溅，为此，在车钩的下部设置了外形较为光滑、不易附着冰雪的防雪风挡，以防运行时因为落雪而引起的碎石等异物的飞溅。为了防止风挡前端部下垂而设置了下侧的风挡压板，同时为了防止因粘雪而损伤，尽量将其做短，使其不至于发生下垂。另外，对于下侧风挡压板安装螺栓的固定方法，为了防止雪害损伤，从下侧插入螺栓，而上侧用特殊的螺母进行固定。为防止松动，继续采用特殊的螺母来进行固定。详见附图14.24。图14.24 防雪风挡14.5.5 风挡的主要技术参数CRH2型动车组两车厢间采用的气密式内风挡的主要技术参数如下：

23、风挡内部（即内走廊净空），高：1935mm（地板面以上为1900 mm）； 宽：820 mm。风挡外部最大安装尺寸，高：2240mm；宽：1210 mm；长：500 mm（两车厢间名义安装间距420 mm）。14.6 电气连接14.6.1 车顶高压连接器在2到6号车车顶安装了电缆连接器，通过此类连接器接通整列车的网侧电路。2号车车顶安装电缆连接器，二位端的电缆连接器通过高压过桥线与3号车相连。4号车车顶连接器相对较多，包括T型电缆连接器、电缆连接器和倾斜型电缆连接器。受电弓将接触网的电能引到T型电缆连接器，再贯穿到整车的特高电缆中，通过二位端的倾斜型电缆连接器与5号车相连，通过一位端的电缆连接

24、器与3号车相连。5号车一位端安装倾斜型电缆连接器，二位端安装电缆连接器。6号车与4号车的车顶布置类似。因为本车不与7号车车顶设备相连，所以与4号车相比减少了二位端的倾斜型电缆连接器。由于需向安装在本车的牵引变压器供电，需与5号车高压电缆相连，所以车顶一位端安装L型电缆连接器和三分路电缆连接器。具体的车顶设备布置见图14.25和图14.26。20第 20 页 共 33 页图14.25 14号车车顶设备布置33第 33 页 共 33 页图14.26 58号车车顶设备布置14.6.2 端部电气连接器（1） 概要端部电气连接器安装在端部密接式车钩上部（具体位置参见图14.1）。两列车未联挂时，连接器与

25、车钩处于固定状态；当两列车实施联挂时，端部电气连接器支撑杆脱卸，在不固定于端部密接式车钩的状态下进行连接。连接后，可适应车钩的移动。端部电气连接器的推出机构和支撑机构是一体化的，其结构简单。电气连接器支撑装置具体结构参见图14.27。图14.27 电气连接器支撑装置端部电气连接器在连接时为防水结构；分开时为防尘结构，其前面的罩盖会自动保护连接面。另外，利用行驶时的风力，由结露防止管来防止连接管内部的结露，同时连接面部位内置的加热器也将防止结露。结露防止管的具体位置参见图14.28。图14.28 结露防止管端部电气连接器内设电气接触头分凹面触头和凸面触头。因允许相互的接触头之间有一定的偏差，所以须有支撑装置，但其结构则较简单。接触头插拔.万次后其接触电阻保持在以下（接触头单体）。可动凹凸接触头结构参见图14.29。图14.29 可动凹凸接触头该端部电气连接器采用190芯带内置加热器的结构，具体规格参见表14.4。表14.4 端部电气连接器规格项目参数及说明接头管脚数190芯接头插拔力最小管脚0.83N（85g）以上（拔力）额定电压AC100V/DC100V额定电流23A，但圆形接线端子为13A。或电气连接器全部通过电流为额定电流×芯数×20%加热器盖开闭部分（2处）：AC100V，30W防水密封部分：AC100V，40W