城市轨道交通车辆构造课件：车钩缓冲装置

车钩缓冲装置

车钩缓冲装置课题目标（1）掌握车钩缓冲装置的作用和分类。（2）掌握不同类型车钩缓冲装置的结构与特点。（3）理解半自动车钩的工作原理。车钩缓冲装置车钩缓冲装置简称车钩或钩缓，是车辆连接最重要的部件之一，主要由车钩和缓冲器等零部件组成。车钩主要起连接车辆作用；缓冲器用来缓和车辆运行及调车作业时的纵向冲击，吸收冲击能量，从而提高车辆的运行舒适性和平稳性。一、车钩缓冲装置的作用－连接列车中各车辆，并使之保持一定的距离－

连通列车内部的机械、风路和电路，使车辆形成一个整体－传递车辆间的各纵向力或冲击力－

缓和纵向力或冲击力－转动使列车能顺利通过曲线二、车钩缓冲装置的分类1、按车钩连接特点分为非刚性车钩和刚性车钩非刚性刚性/密接式城市轨道交通车辆均采用刚性车钩/密接式车钩。二、车钩缓冲装置的分类（1）非刚性车钩

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，在水平面内可以摆动。因此，这种类型的车钩是一种非密接式连接，车钩间隙会远大于3mm。优点1、两车钩纵向中心线高度偏差大时也易相互连挂；2、强度大；3、不需对中装置；4、钩体结构和铸造工艺简单所以多用于货车或普速客车上。二、车钩缓冲装置的分类非刚性车钩二、车钩缓冲装置的分类（2）刚性车钩刚性车钩不允许两连挂车钩在垂直方向上有相对位移两车钩钩体的尾端具有完全的交接，可保证两连挂车辆之间可以具有相对的水平和垂向角位移。所以这种类型车钩为密接式连接，车钩间隙在3mm以下。优点1、密接式车钩的特点是连接间隙小，磨耗小，降低了纵向力；2、改善了自动车钩零件的工作条件；3、降低了车钩冲击噪声；4、可避免发生事故时后面车辆爬到前一车辆上的危险。所以刚性车钩在动车组和城市轨道交通车辆上得到了广泛的应用。二、车钩缓冲装置的分类2、按各部分连接方式不同分为：全自动钩缓装置

半自动钩缓装置

半永久钩缓装置一个单元编组列车上的车钩一般配置形式（1列6车编组）即：－Tc+Mp+M=M+Mp+Tc－其中，“－”为全自动钩缓装置；“=”为半自动钩缓装置；“+”为半永久钩缓装置。二、车钩缓冲装置的分类（1）

全自动钩缓装置位于列车端部，电气风路都组装在车钩上。车辆连挂时，机械、电路、风路自动接通，解钩可在司机室控制自动操作，或手动操作。车钩处于待挂状态时，电路断开盖板自动关闭，风路自动关闭断开。一般用于列车与列车间的相互联挂，主要是为了方便故障列车的救援及库内调车。二、车钩缓冲装置的分类（2）

半自动钩缓装置

半自动车钩一般设置在列车两单元之间，主要用于两单元之间的联挂，有时也设置在列车端部，可以实现机械、气路的自动连接和分离，但电路的连接和分离需要人工进行，以便检修作业。

半自动车钩可完成机械和空气管路的自动连接。二、车钩缓冲装置的分类（3）

半永久钩缓装置半永久车钩用于相邻两车辆之间的连接，主要为了实现车能组成一个固定的单元，确保机械连接和车辆主风管的连贯性。其机械、气路和电路的连接和解车钩都需要人工操作。在列车运行期间一般无须分解，只在维修时分解。二、车钩缓冲装置的分类机械连接方式气路连接方式电路连接方式全自动车钩半自动车钩半永久车钩填一填二、车钩缓冲装置的分类机械连接方式气路连接方式电路连接方式全自动车钩自动自动自动半自动车钩自动自动人工半永久车钩人工人工人工填一填二、车钩缓冲装置的分类3、密接式车钩缓冲装置的不同制式车钩的不同制式，就是车钩的车钩的机械连挂和闭锁机构的原理不同。不同制式的车钩是不能连挂在一起的。目前三种常见的密接式车钩结构形式：第一种为日本的柴田式密接式车钩；第二种为沙库（Scharenberg）型密接式车钩；第三种是德国的BSI-COMPACT型密接式车钩；目前我国车钩缓冲装置已实现国产化，采用由四方车辆所研制的CG系列车钩。二、车钩缓冲装置的分类日本柴田式车钩柴田式车钩是通过一个在车钩头内可以旋转的半圆形钩锁，实现车钩的密接式连接和锁闭的。二、车钩缓冲装置的分类日本柴田式车钩连挂时，对面车钩的凸锥会推动钩锁旋转，车钩面密贴到位后，钩锁在拉伸弹簧的作用下回复至倾斜位置，卡住连挂车钩的钩头体，实现连挂和锁闭。目前在中国使用这种车钩的车辆有：CRH-2动车组，25T型提速客车，北京地铁列车等。二、车钩缓冲装置的分类沙库（夏芬博格）车钩Scharfenberg密接车钩是德国人KarlScharfenberg在1903年发明的，在欧洲铁路和城市轨道交通已经成为标准配置

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，有CRH-1动车组，CRH-5动车组，CRH-3动车组，上海地铁，广州地铁，深圳地铁等。三、车钩缓冲装置的结构国产CG-12型车钩车钩缓冲装置的主要技术参数参数全自动车钩半自动车钩半永久车钩纵向拉伸屈服载荷（kN）≥850≥850≥850纵向压缩屈服载荷（kN）≥1250≥1250≥1250最大主动对中角±15°±15°±35°最大垂直转角±6°±6°±6°压溃管参数行程（mm）295295330稳态力（kN）10001000950缓冲器的行程≤55≤55≤73过载保护螺栓触发力(kN)12001200-三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）主要结构部件由连挂系统、压溃装置、缓冲装置和内置过载装置几大部分组成。连挂系统：车钩+主风管连接器连挂反馈机构：行程开关缓冲系统：压溃管+内置拉断式弹性胶泥缓冲器安装吊挂：橡胶支撑+回转机构+机械对中三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）连挂系统连挂系统采用330型密接式地铁机械钩头，集成机械连挂和风路连通的功能，能手动（或自动）进行解钩操作。三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）三态三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）钩体上装有自闭塞式风管连接器（总风管、连挂面上方），可以在列车连挂时自动连通列车管路，在列车分解时自动关断管路。1.

橡胶环；2.套口；3.橡胶管；4.垫圈；5.阀挺杆；6.压簧；7.阀室；8.压簧；9.O形环三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）自闭塞式风管连接器三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）连挂反馈装置机械车钩上方设置有连挂反馈装置，可以实现当车钩连挂不到位或者意外脱钩时对司机室的信号反馈。三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）压溃装置压溃装置采用膨胀式压溃管。压溃管具有较大的能量吸收能力，当列车在运行或连挂过程中发生碰撞，钩缓装置受到的纵向压载荷大于设定值时，压溃管就发生作用产生塑性变形，最大限度吸收冲击能量，以达到保证车上人身安全和保护车辆设备目的。压溃装置上部设置了一个触发判断的指示销，当压溃管触发时，指示销被剪断，由此来判断压溃管触发。钩缓装置在牵引工况时，牵引载荷通过压溃管内部的刚性连接来传递，变形元件不会受到影响；当钩缓装置受到压载荷超过压溃管触发力值时，压溃管膨胀元件按照设计的变形模式吸收冲击能量。三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）缓冲系统缓冲系统用于缓和车辆在运行中由于牵引力的变化或在启动、制动及调车作业时车辆相互碰撞而引起的纵向冲动和振动。目前国内典型的缓冲器环弹簧摩擦式缓冲器、液压缓冲器、环形橡胶缓冲器和弹性胶泥缓冲器。缓冲器在结构上与安装吊挂系统融为一体，承担钩缓装置的弹性缓冲、水平对中、垂直支撑等功能。环形橡胶缓冲器三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）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。三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）安装吊挂系统水平支撑、调节采用机械对中对中装置由凸轮板、滚轮和碟簧组成，碟簧提供回复力提供回复力的角度范围为±15°三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）对中装置车钩必须能在水平平面内发生一定的转动，以使车辆能顺利通过水平曲线，但是车钩在没有连挂的状态下，必须能保持在车辆纵向中心线的位置上，不能发生自由的横向摆动。车钩对中装置的功能就是使车钩在解钩状态下能回复至车辆纵向中心线的位置。使用较多的是一种机械式的对中装置。三、车钩缓冲装置的结构（半自动钩缓装置CG-12型车钩为例）过载保护装置过载保护装置的关键元件是位于弹性胶泥缓冲器尾部的四个拉断螺栓，其作用是通过四个拉断螺栓自身的断裂破坏使得钩缓装置内部结构与车体牵引梁分离，从而使受冲击车辆的防爬器和车体吸能区发挥作用。三、车钩缓冲装置的结构（全自动钩缓装置）全自动钩缓装置与半自动钩缓装置的结构基本相同，只是在车钩的连挂系统上增加了电气连接装置。车钩在自动连挂时，能将两列车的电气控制电路自动连通。1-机械钩头；2-空气连接管；3-电气连接装置；4-缓冲器；5-钩尾座CRH5动车组全自动车钩缓冲装置三、车钩缓冲装置的结构（半永久钩缓装置）分为A、B部分A部分为带有压溃装置的半永久钩缓装置B部分为带弹性胶泥缓冲器的半永久钩缓装置，中间采用卡环连接。两种半永久钩缓装置在列车小单元内部各个断面成对使用。1.带缓冲器半永久车钩；2.带压溃管半永久车钩；3.卡环连接；4.风管连接器AB三、车钩缓冲装置的结构（半永久钩缓装置）带压溃管半永久钩缓装置的头部是带有凸凹锥的卡环连接结构，以保证与B部分半永久钩缓装置连接。三、车钩缓冲装置的结构（半永久钩缓装置）带缓冲器半永久钩缓装置的头部也是带有凸凹锥的卡环连接结构，以保证与A部分半永久车钩连接。车钩缓冲装置案例分析2005年12月1日，南京地铁在小行—安德门上行区间，距安德门站约300米处，7:40，行调指令基地内131