各型动车组连接装置结构组成及作用原理（中文）讲解

西南交通大学雅万高铁运维人员培训2022年3月授课教师：邓卓鑫各型动车组连接装置结构组成及作用原理一二动车组连接装置组成和作用各型车钩装置结构及原理三缓冲器的类型和结构四动车组内外风挡

什么是车端连接装置？车端连接装置是指连接两车辆间或两车列间的所有机械电气和空气装置，它是保证列车运行安全，提高旅客舒适度的重要部件。车端连接装置主要包括车钩、缓冲器、风挡、车体间减振器、空气管路连接器和电气连接器等。正是车端连接装置的存在才将列车中各个车厢、各个车辆连接组成了真正意义上的列车。动车组车端连接装置的作用主要分为5种：①连接作用:将彼此独立的车辆连接成列车，并使之彼此保持一定的距离，提供人员通行的通道，特别是旅客列车。

②牵引作用:在运行过程中传递前后车辆间的牵引力和制动力。③缓冲作用:当列车在变坡点附近前后车的速度发生变化，前后车制动力不一致以及调车，过程中两车发生碰撞时，能够缓和和衰减前后车钩之间的冲击力。动车组车端连接装置的作用主要分为5种：

④

分解作用:当列车(车列)不能继续存在时，能够迅速分解列车。⑤制动信号传输功能:无论是纯空气制动的列车还是电空制动的列车，当司机给出制动信号后，能够将制动信号传遍整列车。车端连接装置的组成车钩(牵引连挂装置)是用来保证车辆间彼此连接并保持一定的距离，并且传递拉伸和压缩力，主要是牵引和制动力，并且保证相邻车辆之间的相对转动。风挡用来在相邻连接车辆间建立一个柔性通道，风挡可以是单一的单层风挡或者是双层风挡，也可以是由内外两个不同结构风挡组成的风挡系统。内风挡主要提供车内人员通道、保温、气密性、水密性等功能，外风挡则主要是为在两车间实现平滑连接过渡。车端连接装置的组成车体减振器用来抑制车辆之间的相互摇动，提高车辆乘坐的舒适性。空气管路连接器用来传递制动系统及车辆设备需要的压缩空气，以及车钩解钩需要的压缩空气。电气连接器用来连接车辆间的高中低压电路，传输各种控制信号和网络通信信号。动车组对车钩的性能要求1.包含电路、气路连接的车钩自动连挂和分解功能动车组在使用中，要具有快速将小车组组成大车组，及将大车组分解成小车组的能力，因此密接式车钩必须能实现自动连挂和分解，并具备手动连挂分解功能，以便在自动功能失效的特殊情况下使用。高速列车的风挡等部件，占用了车端的有限空间，同时也对风管、电器连接系统的安装和连挂带来不便。在现代动车组技术条件下，车组与车组之间有几十条通信与控制线路需要连通因此要求电气连接系统小型化，具有整体和自动连接功能。同时，列车制动系统的列车管及制动管也需要同时连接。动车组对车钩的性能要求2车钩的间隙的要求

中国目前普通客车所使用的15号车钩的纵向间隙达到30余毫米，垂向高度差更可能达到75mm之多。之所以要对连挂后的纵向间隙控制得较为严格，最重要也是最主要的原因是当列车以超过160km/h的速度运行时，在遇到变坡点列车速度发生变化时，前后车辆的车钩将因为有速度差而发生挤压或拉伸，间隙越大，相互碰撞的力量也越大，对列车运行的品质影响也越大。动车组对车钩的性能要求3强度要求车钩缓冲装置在列车中起到传递纵向力的作用，需要承受一定的压缩载荷和拉伸载荷。动力集中式动车组要求车钩的压缩载荷不小于1500kN，拉伸载荷不小于1000kN。动力分散式动车组车钩的压缩载荷及拉伸载荷都不小于1000kN。一二动车组连接装置组成和作用各型车钩装置结构及原理三缓冲器的类型和结构四动车组内外风挡什么是动车组车钩？动车组车钩是用来连接列车中各车辆的部件，用于传递和缓和冲击力，并且使车辆彼此之间保持一定距离的装置。包括有车钩和缓冲器。动车组车钩按照车钩的位置和作用可分为：用于动车组两端的自动车钩用于动车组车车辆之间的中间车钩紧急情况下用于动车组救援使用的过渡车钩。自动车钩的分类自动车钩又可分为非密接式车钩和密接式车钩。非密接式车钩又称非刚性车钩，允许两个相连接的车钩在铅垂面内有相对位移，密接式车钩不允许两相连接车钩在铅垂面有相对位移，但在水平面内允许有少许转角。非密接式车钩与密接式车钩的连挂区别非密接式车钩的特点①结构较简单，强度高，重量相对轻②与车体的连接较为简单③一般用于铁路客车、货车上密接式车钩的特点①主要用于高速列车以及地下铁道车辆和城市轻轨车辆间隙小，降低了纵向冲动②实现车辆间的气路和电路的自动连接，编组自动化③减小了两个车钩接触面之间的间隙，提高了列车运行的平衡性④减少了两车钩连接表面之间的磨耗⑤减小了由于两连挂车钩相互冲击而产生的噪音密接式车钩的常见种类夏芬伯格车钩：欧洲、CRH3动车组、CR400动车组柴田密接式车钩：日本、CRH2动车组、北京地铁夏芬伯格车钩柴田密接式车钩夏芬伯格SCHARFENBERG®车钩Scharfenberg密接车钩的原理是德国人KarlScharfenberg在1903年发明的，在欧洲铁路和CRH3型车上已经成为标准配置。夏芬伯格（SCHARFENBERG）公司生产的密接式车钩，共有三种类型车钩：全自动车钩、半自动车钩、半永久牵引杆。近年在中国铁路高速动车和城市轨道交通中也得到了广泛应用：CRH-1动车组、CRH-3动车组、CRH-5动车组、CR400动车组、上海地铁、广州地铁、深圳地铁等。夏芬伯格全自动车钩自动车钩可实现铁路车辆的自动连挂。一节车厢驶到另一节车厢并对准后，这种车钩即可在无需人工协助的情况下实现车厢的连挂。即使在连挂车辆存在水平和垂直角度误差时，这种车钩也可实现车辆的自动连挂。该车钩可实现连挂列车的竖曲线和平曲线运动及旋转运动。除了机械挂连外，也可实现电动或气动挂连。解钩和分离后，车钩会再次进入连挂准备状态。夏芬伯格全自动车钩夏芬伯格全自动车钩夏芬伯格全自动车钩的结构夏芬伯格全自动车钩的结构a外锥体1连接杆5中心销b内锥体2止挡6张力弹簧c车钩面3连接杆销7钩板凹槽d套管连接箍4钩板9钩头箱体夏芬伯格全自动车钩的工作原理机械连挂和闭锁机构的原理车钩的连挂靠一对可旋转的钩板和连杆完成，车钩纵向力由钩板和连杆承担。夏芬伯格全自动车钩的工作原理1、准备连挂车钩头前端面没有贴合至一起，钩舌可在凸锤开口处看到。连挂时，钩板的特殊几何形状使钩锁克服拉伸弹簧的作用而旋转，直到钩舌末端的销子卡入对面车钩钩板的缺口内。接着，拉伸弹簧拉着钩锁向相反方向转动，的作用下恢复至原位，并保持连挂状态从而将部件安全地锁定到位。夏芬伯格全自动车钩的工作原理1、准备连挂夏芬伯格全自动车钩的工作原理2、连挂状态两个车钩的前端面密贴，连杆末端的销子卡入对面车钩钩板的缺口内。当连挂时，钩锁形成一个平行四边形从而保证力的均衡。不可能出现意外解锁现象。钩锁承受均匀分布在两个连接链上的张力载荷。正常的磨损不会影响钩锁的安全使用。平行四边形作用力形成力的平衡，产生高度可靠的安全放松连挂。保证了运行的舒适度和防爬性。夏芬伯格全自动车钩的工作原理2、连挂状态夏芬伯格全自动车钩的工作原理3、解钩状态车钩头的钩板在外力作用下克服拉伸弹簧的作用而旋转，连杆末端销子脱离对面钩板的缺口。接着，车辆即可轻易实现解钩。车钩头进行了特殊形式的设计，即使车辆处于曲线、坡上或者牵引状态，也能够实现车辆的解钩。为了保证绝对的安全性，只有车辆完全分离后，才能重新连挂。夏芬伯格全自动车钩的工作原理3、解钩状态夏芬伯格全自动车钩的工作原理手动解钩解钩时只需拉动解钩绳，或者使用解钩风缸转动钩板就可以使连杆的销子脱离对面钩板的缺口，然后车辆后退即可实现解钩，解钩后，在拉伸弹簧的作用下钩板和连杆回复至准备连挂状态夏芬伯格全自动车钩的工作原理车钩间隙当车钩在准备连挂状态下时，车辆相对移动，当车钩前端面密贴后，连杆前端的销子即卡入对面车钩的钩板缺口内，形成稳定的，间隙非常小的连接，对于新造的车钩，间隙可以控制在0.5mm左右。夏芬伯格全自动车钩的工作原理车钩杆车钩杆通过一个可拆卸的套管连接把机械钩头连接到橡胶缓冲器上。1冲头；3带槽螺母；5压溃管1000kN±5%,185mm冲程；6销/枢轴；8锁紧装置；10止挡环；20拉杆；22中间件夏芬伯格全自动车钩的缓冲结构压溃管的能量消耗如果超过了已定义的释放载荷（例如重冲击和碰撞），该压溃装置能够对能量进行消耗。这一装置由预载压溃管和冲头组成。冲头压入压溃管并使之涨大，从而将缓冲能量转换为变形能量。所有超过压溃装置吸收能力的冲击能量都将传到车体。夏芬伯格全自动车钩的工作原理EFG橡胶缓冲器当车钩受到纵向冲击时，橡胶环受剪切变形，利用橡胶的特性吸收冲击能量。一般使用这种缓冲器即可满足5km/h速度车辆连挂的缓冲要求。这种缓冲器根据容量大小的要求不同，可以设计成包括2道橡胶环的EFG2和包括3道橡胶环的EFG3图6-15缓冲装置特性夏芬伯格全自动车钩的工作原理EFG橡胶缓冲器夏芬伯格全自动车钩的工作原理EFG橡胶缓冲器构造及基本原理与自动车钩基本相同，其中不同处包括：没有可压溃变形管以及解钩操纵装置。空气管路的连接是在车钩进行机械连挂的同时自动完成的。电气列车线的连接是通过连接电气接头来实现的，需要用扳手手动连接。解钩时候，需要操纵位于车底架的按钮阀或是在轨道侧用手动操作来完成。当两个单元车解钩相互分离后，车钩又回复到待连接状态。夏芬伯格半自动车钩夏芬伯格半自动车钩车钩配备了能量吸收装置，一般称该装置为缓冲装置或车钩缓冲器。当冲击力超过弹簧缓冲器的初压力时，吸收能量（如受到冲击和碰撞时）。该设备包括一个气-液缓冲器和一个摩擦弹簧缓冲器，它们相结合用于缓和车辆间的纵向冲击和振动，以及吸收冲击能量。摩擦弹簧缓冲器用于缓冲吸收牵引冲击的能量，气-液缓冲器用于缓冲吸收碰撞冲击的能量。夏芬伯格半自动车钩缓冲装置当牵引力达600kN时，行程为23mm；压缩力为800kN时，行程为62mm。可以确保耗尽能量吸收。左侧图像显示了摩擦弹簧缓冲器的特征。右侧则显示了气-液缓冲器的特征；1号曲线显示了当速度为5km/h时，气-液缓冲器的动态特性，2号曲线显示了静态属性，3号曲线显示了释放特性夏芬伯格半自动车钩缓冲装置半永久牵引杆是为连挂几辆车辆，组成运用中固定不变的单元车组而设计的，不具备机械解钩功能，除非是因发生非常情况或为了车间检修外，该单元车组是不需要分离的。解钩作业需在车辆段内进行，采用易于分解的套筒联轴节相连。因此可保证刚性的不松驰的安全连接。设有气路、电路连挂，也设有缓冲器，可压溃变形管（A型）设在B车和C车的1位端。B型则是不带可压溃变形管分别安装在A车的2位端和B车2位端。夏芬伯格半永久牵引杆半永久车钩用于一节车和一节车之间的连接形成一个单独的4节车单元。连挂和解钩操作只能在检修库进行。半永久车钩有两种，一种带压溃管，一种不带。夏芬伯格半永久牵引杆1-卡环；2-车钩牵引杆；3-橡胶垫钩尾座带压溃管的半永久车钩夏芬伯格半永久牵引杆1-车钩牵引杆；2-橡胶垫钩尾座不带压溃管的半永久车钩夏芬伯格半永久牵引杆压缩强度1500kN拉伸强度1000kN车钩长度从端面到枢轴1131±5mm车钩安装高度中心线高1000±10mm配有摩擦弹簧的车钩牵引杆行程牵引约

23mm初压力静态，牵引时约

60kN阻抗力静态，牵引时约

600kN配有缓冲装置的车钩牵引杆行程缓冲约62mm阻抗力缓冲约800kN初压力静态，牵引时约80kN车钩最大摆角水平约±20°垂直约±7°半永久车钩主要技术参数表夏芬伯格半永久牵引杆半永久牵引杆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。夏芬伯格半永久牵引杆1929年，柴田卫氏提出了密接式车钩的设计方案，1931年完成了研制和现车试验，1932年开始在日本新造电动车上全面采用，之后大部分电动车组都采用了柴田氏密接车钩。该型车钩主要由钩头、钩舌、解钩风缸、钩身、钩尾等部分组成。钩头为带一平面的凸圆锥体，侧面是带有凹孔的钩身。柴田车钩柴田车钩柴田车钩的结构柴田式密接车钩缓冲装置1-钩舌；2-解钩风管连结器；3-总风管连结器；4-截断塞门；5-钩身；6-缓冲器；7-制动风管连结器；8-电气连结器。柴田车钩的结构柴田车钩的工作原理机械连挂和闭锁机构的原理两钩连挂时，凸锥插进对方相应的凹锥孔中。这时凸锥的内侧面在前进中压迫对方的钩舌转动，使解钩风缸的弹簧受压，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，使钩舌顺时针向旋转恢复到原来的状态，即处于闭锁位置。柴田车钩的工作原理密接式车钩1-钩头；2-钩舌；3-解钩杆；4-弹簧；5-解钩风缸。柴田车钩的工作原理钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩连挂前状态①连挂准备柴田车钩的工作原理②连挂过程两钩连挂时，凸锥插进对方相应的凹锥孔中，此时凸锥的内侧面在前进中推压对方的钩舌使其转动，这时解钩风缸的弹簧受压缩，钩舌旋转。当两钩连接面接触后，凸锥的内侧面已不再压迫对方的钩舌，由于弹簧的作用，使钩舌向相反方向旋转恢复到原来的状态，此时处于闭锁位置，完成两车连挂。钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩连挂中状态柴田车钩的工作原理②连挂过程钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩连挂后状态柴田车钩的工作原理②连挂过程钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩锁闭后状态柴田车钩的工作原理②连挂过程③解钩过程解钩时，由司机操纵解钩阀，压缩空气由总风管进入本车的解钩风缸，同时经解钩风管连接器将压缩空气送入相连挂的另一辆车的解钩风缸，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。手动解钩时，只要用人力推动解钩杆，使钩舌转动至开锁位置，从而实现两钩的分解。柴田车钩的工作原理钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩解钩前状态柴田车钩的工作原理③解钩过程钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩解钩状态柴田车钩的工作原理③解钩过程钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩解钩过程柴田车钩的工作原理③解钩过程钩头钩舌解钩杆弹簧密接式车钩解钩后状态柴田车钩的工作原理③解钩过程过渡车钩如果动车组在运行过程中发生故障，导致失去动力，需回检修库检修时，需要使用机车或其他动车组救援。过渡车钩过渡车钩由于是临时性设备，在结构上属于轻量化设计，其结构强度只有400KN。过渡车钩过渡车钩的结构过渡车钩：1.辅助挂钩2.10号过渡车钩3.制动风管4.总风管5.防跳销6.连接杆7.钩舌8.15号过渡车钩9.防尘堵10.连接销过渡车钩的参数序号参

数单位要

求1列车最大配置2列8节车单元组合2列车最大重量t大约5363CRH3动车组车钩的形式侧面带电气连接的夏芬伯格10型车钩4中国机车的车钩型号AAR型式5CRH3动车组车钩中心距轨面的高度mm10006中国机车的车钩中心距轨面的高度mm8807过渡车钩组成第1部分：夏芬伯格10号钩头；第2部分：用于不同高度过渡的部分；第3部分：中国车钩(AAR型号)钩头8过渡车钩的数量每列车一套过渡车钩主要技术参数表过渡车钩的参数序号参

数单位要

求9过渡车钩所有部件的总重kg大约10510压缩空气供应通过主风缸管11在动车段最大轨道坡度‰30(局部)12采用过渡车钩(牵引/拖拽)一列动车组时，最大起动坡度‰1213采用过渡车钩(牵引/拖拽)一列动车组时，最大运行坡度‰2014允许的(牵引/拖拽)速度km/h取决于每种情况下的具体情况以及制动计算15拉伸强度kN35016压缩强度kN400过渡车钩主要技术参数表1．制动系统：动车组为全电气指令式制动方式。作为基本条件，机车牵引运行时也需要启用制动系统，因此必须确保DC100V电源，DC100V可以由列车搭载的蓄电池供电。2．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。过渡车钩的使用注意事项3.制动控制：将机车与制动管软管连接，用头车的空/电气更换装置使制动管压力转换为电气指令，让空气制动器作用。4.行车速度：30km/h以下（救援速度）。过渡车钩的使用注意事项过渡车钩的使用方法过渡车钩可以使装有中国标准型车钩的机车在紧急情况下牵引动车组。过渡车钩是车组的一个永久性零件，放置在头等车FC05的地板的下方，且分解成三部分放置，使用时按规定步骤组合在一起。过渡车钩的使用方法如下：1.停用电动钩头操纵机构，使电动钩头保持在其缩回位置。2.检查10号自动车钩的车钩锁是否位于准备连挂位置。3.清洁转接器车钩以及10号自动车钩的接触表面。4.检查转接器车钩以确保闭锁机构自由移动，同时对钩舌腹板和钩板开槽进行适当润滑。过渡车钩的使用方法5.将转接器车钩连接到10号自动车钩上时，将自动车钩的钩舌钩到转接器车钩的钩板开槽中，同时将转接器车钩的钩舌与10号自动车钩的钩板啮合。6.将高度转接器与转接器车钩相连。7.将AAR钩头与高度转接器相连。8.将国产车钩的AAR钩头连挂到AAR车钩上。9.