我国城市轨道交通车辆车钩装置的研究及选型原则

1、0引言城市轨道交通车辆的车钩装置按照车辆牵引连挂装置的连接方法的不同,可分为非自动车钩和自动车钩。非自动车钩要由人工来完成车辆的连接,而自动车钩则不需要人参与就能实现连接。目前我国国内六辆编组城轨列车一般在列车的两端采用全自动车钩,以方便列车救援,如武汉地铁2号线、上海地铁1、2、3号线、广州地铁3、4号线等国内一线城市的城轨列车均使用全自动车钩;但由于全自动车钩的造价高、使用频率低,国内也有一些城市的城轨列车采用半自动车钩的。比如西安地铁1、2号线、成都地铁1号、沈阳地铁1号线的城轨列车。1自动车钩自动车钩位于列车端部,其电气和风路连接装置都组装在钩头上。当车辆连挂时,车钩的机械、风路、电路

2、系统都能自动连接;解钩时,可在司机室控制自动解钩或采用手动结构。解钩后,车钩即处于待挂状态;电气连接器通过盖板自动关闭,以防止水和尘土进入;主风管连接器也自动关闭,防止压缩空气泄漏。如图1所示广州地铁一号线列车自动车钩,如图2所示四号线列车自动车钩。由钩头、橡胶缓冲器、风管连接器、电气连接器和风动解钩系统等几部分组成,缓冲器位于钩头的后部。车辆连挂时依靠两车钩相邻钩头前端的锥形喇叭口引导彼此精确地对中,实现两车钩的紧密连接;同时自动将两车之间的电气线路和空气通路接通。在两车分解时,亦可由司机控制解钩电磁阀自动解钩,并自动切断两车之间的电气线路和空气通路。图1广州一号线列车使用的是330型密接式

3、自动车钩,四号线的车钩为330.193型密接式自动车钩,可以实现两列车机械、气路和电路的自动连挂和分解。2半自动车钩如图3所示是西安地铁二号线车辆所采用的半自动车钩的结构图。国内地铁如果在列车两端安装自动车钩,则半自动车钩主要用于两编组单元之间的车辆连挂,有部分城市的地铁列车在列车两端安装半自动车钩,比如成都地铁和西安地铁。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。两个相同的车钩可以作者简介:李宏菱(1978-,女,山西运城人,教师,助教,研究方向为城市轨道交通车辆。我国城市轨道交通车辆车钩装置的研究及选型原则Research on the Coupler of Urb

4、an Rail Transit Vehicle and Type Selection Principle李宏菱LI Hong-ling(西安铁路职业技术学院,西安710014(Xi'an Railway Vocational &Technical Institute ,Xi'an 710014,China 摘要:依据不同地铁线路案例分析了我国城市轨道交通车辆车钩装置的作用原理与特点,对各种形式车钩装置的特点进行了分析,并结合我国地铁车辆车钩装置的现状,城市特色,地理环境进行选型建议。Abstract:Based on different subway line case

5、s,this paper analyzes the action principle and characteristics of the coupler of urban rail transit vehicle in China.It analyzes the characteristics of various couplers and type selection suggestions are given according to the present situation of subway vehicle coupler,urban features and geological

6、 environment.关键词:城轨车辆车钩缓冲装置;结构特点;技术选型原则Key words:urban rail vehicle coupling buffer device ;structure characteristics ;technology selection principle 中图分类号:U270.34文献标识码:A 文章编号:1006-4311(201518-0058-032实施的效果该产品已经按照此种工艺方案顺利实施,加工后的产品经过三坐标测量仪和圆度仪全尺寸合格,内孔尺寸和形位公差完全满足了产品图纸设计要求,而且工艺保证能力稳定,产品质量可靠。在用户检测合格后已经顺

7、利实行了装配验收,装配后间隙达到了满意效果,受到用户好评,并最终顺利完成了成品的交货。本加工方案,提高了精密大孔的加工效率,解决了一定的加工难题,是一种可靠可行的加工方法,实用性强,其经验可供内孔加工同行参考和推广使用。参考文献:1王峻.深孔加工技术M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.2孟少农.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,1998.3赵如意.深孔加工振动产生原因以及减震方法研究D.中北大学,2011.1-机械钩头;2-盖板;3-车钩牵引杆;4-压溃变形管;5-对中装置;6-垂向橡胶缓冲器;7-接地系统;8-电气头操作装置;9-主风缸管及解钩风管的空气管路;10-电气车钩;

8、11-解钩风缸;12-卡环连接;13-钩尾座橡胶缓冲器.图1广州一号线列车的自动车钩结构图A 12345678910111213AValue Engineering在直线线路和曲线线路上自动连挂。半自动车钩可以实现列车单元之间的机械连接和风管连接自动连接,电气连接只能手动。解钩时机械和气路部分可自动,也可手动操作,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。3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。列车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。当两车连挂时即形成刚

9、性连接,其连接间隙最小,垂向运动和转动也很小。这样的连接形式可以保证列车在出轨时车辆之间仍然可以保持相对位置,防止车辆重叠和颠覆,减少列车启动及制动时的冲动。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。支撑座可以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的连接方式由车钩连接改为牵引杆连接,取消了风路和电路的连接。风路和电路的连接只能依靠手动连接。不同种类的车辆所安装的半永久性牵引杆的结构可能有所不同,连接原理是一致的。上海地铁车辆半永久牵引杆结构见图4所示。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、缓冲器总成分分别由两个牵

10、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。通常只在维修时才分解,在半永久牵引杆上设有贯通道支撑座。如图5是深圳地铁车辆半永久性牵引杆的结构形式。它的连接方式与上海地铁相似,其主要特征是在两个两个半永久牵引杆中设一个能量吸收装置。4结论综上所述,我国城市轨道交通车辆用车钩基本上可分为全自动车钩、半自动车钩和半永久性牵引杆三种。全自动车钩可实现机械、气路和电路的完全自动连挂和解钩,具有自动化程度高、方便、快捷、救援迅速、及时等优点,因此受到了国内多数城轨企业的认可,使用的范围比较广泛,但也存在造价高、

11、使用维护复杂等缺点;而半自动车钩的机械和气路连接机构作用原理与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,而且造价低,因此受到二线城市的青睐;半永久性牵引杆的机械、气路和电路的连接的解钩都需要人工操作,但一般只在架车作业时才进行分解,不论车端使用何种车钩,半永久性牵引杆都要使用。结合目前地铁列车的技术标准要求,参考国内外先进地铁列车的技术状况,本着安全、高效、可靠、先进的原则,建议地铁列车车钩缓冲装置的选型原则:在总体结构上,采用安装座接口形式的车钩缓冲装置比圆销连接形1-机械钩头;2-风管接头;3-自动车钩电气头;4-气动部件;5-

12、电气头操纵装置;6-车钩牵引杆(含能量吸收部件;7-垂向橡胶缓冲器;8-接地系统;9-对中装置;10-带支座的轴承座;11-罩盖;12-电动部件;13-解钩风缸;14-卡环连接.图2广州四号线列车的自动车钩结构图11121314123456789101机械车钩;2MRP ;3手动解钩;4水平支撑;5水平对中;6压溃管;7缓冲装置;8风管(MRP ;9连接环;10钩舌;11接地线;12过载保护装置;13螺栓;14螺栓;15BP ;16风管(BP ;17转接板.图3西安地铁二号线半自动车钩2869717121314541116310115式的更为先进、合理,集成度更高,因此确定采用安装座接口形式的

13、车钩缓冲装置。为提高地铁列车的运用安全性,决定采用较先进的压溃管装置+紧凑型缓冲器的方式,通过对其他线路的调研,建议采用目前最先进的紧凑式弹性胶泥型缓冲器。事故情况下的主动安全防护是近年来采用的新技术,地铁列车上应采用该先进技术,需要车钩具有主动脱落功能。通过比较,建议采用可靠性更高的压溃式脱落结构。选用的钩缓装置能够保证列车连挂的可靠性、运行的舒适性和安全性。参考文献院1庞艳凤.国内城轨车辆车钩缓冲装置应用情况和统型设想J.铁道车辆,2011.2帅纲要.城轨车辆车钩缓冲器的配置与能量吸收J.电力机车与城轨车辆,2009.3李颖,杨延梅.铁路车辆编组连挂中车钩缓冲装置冲击特性分析J.交通科技与

14、经济,2008(06.4庞川宾,邹新军,卢润平.大秦线货车16、17号车钩钩尾销孔疲劳裂纹形成原因及应对措施J.太原铁道科技,2008(04.5早势刚,朱佩.铁道车辆用高性能车钩缓冲装置的研究J.国外机车车辆工艺,2007(03.6陈平,郭红锋,杨军.机车用车钩缓冲器橡胶垫板的研制J.橡胶科技市场,2006(08.1-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.图4上海地铁半永久牵引杆C 车B 车12345678Y1-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-可压溃变形管能量吸收装置.图5深圳地铁半永久牵引杆3(265(2551155±3(330215±3(28=1600Nm 我国城市轨道交通车辆车钩装置的研究及选型原则作者:李宏菱, LI Hong-ling作者单位:西安铁路职业技术学院,西安,710014刊名: 价值工程英文刊名:Value Engineering年,卷(期:2015(18参考文献(6条1.庞艳凤,陈凯国内城轨车辆车钩缓冲装置应用情况和统型设想期刊论文-铁道车辆 2011(12.帅纲要,常明,何华城轨车辆车钩缓冲器的配置与能量吸收期刊论文-电力机车与城轨车辆 2009(53.李颖,杨延梅铁