第4章 车钩缓冲装置.ppt

1、2020/10/1,城市轨道交通车辆,1,第四章 车钩缓冲装置,作用:连接机车车辆，传递牵引力和制动力，缓和车钩间的冲击力。 组成:由车钩和缓冲器两部分组成，安装在车底架中梁两侧。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,2,教学内容,车钩缓冲装置的用途及分类 密接式中央牵引、缓冲连挂装置,2020/10/1,城市轨道交通车辆,3,2020/10/1,城市轨道交通车辆,4,2020/10/1,城市轨道交通车辆,5,2020/10/1,城市轨道交通车辆,6,4-1 车钩缓冲装置的用途及分类,车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一。它是用来连接列车中各车辆，使之彼此保持一定的距离，并且传递和

2、缓和列车在运行中或在调车时所产生的纵向力或冲击力。 如果上述的作用是由同一装置来承担的，那么该装置称之为牵引缓冲装置。如果它们分别由不同的装置来承担，则分别称之为牵引连挂装置和缓冲装置。牵引连挂装置用来保证动车和车辆彼此连接，并且传递和缓和拉伸(牵引)力的作用。缓冲装置(缓冲盘)用来传递和缓和压缩的作用，并且使车辆彼此之间保持一定的距离。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,7,按照牵引连挂装置的连接方法，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。我国铁路和城市轨道车辆均采用自动车钩。 自动车钩可分为两种基本类型：非刚性车钩和刚性车

3、钩。此外，还有半刚性自动车钩。 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，两个钩呈阶梯形状，并且各自保持水平位置。由于钩体的尾端相当于销接，这就保证了车钩在水平面内的位移。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,8,刚性车钩不允许两连挂车钩存在相对位移，如果在车辆连挂之前两车钩的纵向轴线高度已有偏差那么在连挂后，两车钩的轴线处在同一条直线上并呈倾斜状态。两钩体的尾端具有完全的销接，这就能保证两连挂车辆之间可以具有相对的平移和角位移，保证具有这些位移的必要性是由于线路的水平面及纵剖面是变化的，以及由于车体在弹簧上的振动和作用于车辆上的力所决定的。,

4、2020/10/1,城市轨道交通车辆,9,刚性车钩与非刚性车钩相比有如下优点： 大大简化了制动空气主管、电气线路等自动连挂的条件，这对于列车实现编组完全自动化具有重大意义并且也改善和减轻了工人的劳动条件； 减小了两个车钩连接表面之间的间隙，从而也降低了列车中的纵向力，提高了列车运行的平稳性； 由于车钩零件的位移减小了，并且在这些零件上所作用的力也减小了，因此改善了自动车钩内机构的工作条件； 减小了车钩连接表面的磨耗； 减小了由于两连挂车钩相互冲击面产生的噪音，这对于城市轨道车辆和客车尤为重要； 避免在意外撞车事故时，发生一个车辆爬到另一个车辆上的危险。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,1

5、0,非刚性车钩与刚性车钩相比有如下优点： 简化了两车钩纵向中心线高度偏差较大的车辆相互连挂的条件； 不需要复杂的钩尾销连接结构和复杂的对心装置； 车钩钩体的结构和铸造工艺较为简单。 由于这些特点决定了刚性车钩主要用于地下铁道车辆和城市轻轨车辆，以及高速列车上。非刚性车钩较普遍地应用于一般铁路客车货车上。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,11,车钩由钩头、钩身、钩尾组成。 为了实现挂钩（车辆互相连接）和摘钩（车辆间互相分离），车钩具有三种作用位置，即车钩三态作用位置。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,12,2020/10/1,城市轨道交通车辆,13,2020/10/1,城市轨道交通车

6、辆,14,2020/10/1,城市轨道交通车辆,15,缓和并削减列车运行时车辆之间的冲击力，提高列车运行时的平稳性。目前我国铁路车辆上常用的是环簧式缓冲器除起缓冲作用外，还能吸收一部分冲击时产生的动能。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,16,2020/10/1,城市轨道交通车辆,17,2020/10/1,城市轨道交通车辆,18,4-2 密接式中央牵引、缓冲连挂装置,密接式中央牵引、缓冲连挂装置集牵引、缓冲和连接于一体，通过车辆彼此相向缓慢走行相互碰撞，使钩头的连接器动作，实现两车辆的机械、电气线路和空气管路的自动连接的一种装置。在两连挂车钩高度具有偏差，以及在有坡度线路和曲线上都能安全地

7、连挂，这种车钩属于刚性自动车钩，主要用于地下铁道车辆和城市轻轨车辆上。 密接式中央牵引、缓冲连挂装置按其钩头结构的不同具有多种型式: 我国制造的地下铁道车辆上采用凸锥和凹锥结构实现两钩的闭锁。 在欧洲大都采用Schafenberg和BSI-COMPACT型密接式车钩。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,19,一、我国制造的地铁车辆所采用的密接式车钩缓冲装置,对于地下铁道和城市轨道交通车辆中的车钩缓冲装置常采用风、电均能自动连接的密接式车钩。密接式车钩与一般车钩在构造和作用上完全不同，为刚性的自动车钩，它要求两钩连接后，其间没有上下和左有的移动，而且对前后的间隙要求限制在很小的范围之内。 我

8、国制造的地下铁道电动客车所采用的密接式车钩缓冲装置，它由密接式车钩、橡胶缓冲器、风管连结器、电气连结器和风动解钩系统等几部分组成。车辆连挂时，依靠两车钩相邻钩头上的凸锥和凹锥孔相互插入，起到紧密连接作用；同时自动将两车之间的电路、空气通路接通，并起到缓和连挂中车辆间的冲击作用。在两车分解时，亦可自动解钩，并自动切断两车间的电路和空气通路。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,20,2020/10/1,城市轨道交通车辆,21,ICE,2020/10/1,城市轨道交通车辆,22,新干线,25T型车密接式车钩缓冲装置,2020/10/1,城市轨道交通车辆,23,1、密接式车钩缓冲装置由以下5部分组

9、成 密接式车钩：钩头凸锥，钓舌(半圆盘)； 橡胶缓冲器：缓冲器壳体，前、后从板，橡胶缓冲片，牵引杆； 电器连接器：连接器体，电触点，定位销，防尘盖，定位孔； 风管连接器：总风管连接器，制动管连接器，解钩杆连接器； 解钩系统：解钩风缸，解钩杆，异型管。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,24,设计数据为： 最大牵引力 15t 最大冲击力 25t 允许最大冲击速度 3km/h 允许通过最小曲线半径 正常情况 400m 调车情况 80m 总重量 263.2kg 车钩安装高度 687mm10mm,2020/10/1,城市轨道交通车辆,25,准备,连挂,完毕,2、车钩闭锁、分解工作原理,2020/1

10、0/1,城市轨道交通车辆,26,3、橡胶缓冲器的结构及工作原理 橡胶缓冲器是用来缓和列车在运行中各车辆之间的纵向作用力，以及车辆在调车连挂时的冲击作用。提高列车运行的平稳性和舒适度，保护车辆不致损坏。 缓冲器由橡胶金属片，前、后钢制从板，牵引杆和缓冲器体组成。牵引杆由缓冲器后端，经橡胶金属片中间圆孔插至前端，并用螺栓紧固，置于缓冲器体中。 两车不论受牵拉或冲击均对缓冲器的橡胶片产生压缩作用，橡胶片在受压缩变形过程中吸收一部分冲击能。图35为缓冲器作用力行程特性曲线，图中曲线所包罗的面积，即为缓冲器在受冲击时所吸收的冲击能。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,27,2020/10/1,城市轨

11、道交通车辆,28,1：橡胶金属片 3：牵引杆 7：后从板 9：前从板,牵拉力(前车) 牵引杆前从板压缩橡胶金属片后从板缓冲器体钩头锥体与钩舌。,缓冲器缓和冲击的能力决定于它所能承受最大力和在该力下产生的行程(变形)之乘积，即缓冲器的容量，单位为kJ(千焦耳)。如果所承受的外力超过其允许值，弹性元件就要产生永久变形，失去缓和冲击的能力。该型缓冲器是按承受最大冲击力25t设计的。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,29,4、风管连接器 风管连接器由总风管、制动管、异型解钩管连接器组成，装设于钩头锥体的上、下侧。当两车连挂时风管连接器能自动将空气管路连通，两车分解时又可自动将两车间的空气管路切断

12、。其中总风管连接器内装有自动密封阀，以使两车分解后将总风管密封，防止压缩空气泄漏。在每个管口处均装有橡胶密封圈，以保证在两车连挂风管接通时将管口封闭。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,30,5、电器连接器 电器连接器外形呈箱式，安装于钩头的下部。该电器连接器的型式为触点式，额定电压110 v，额定电流10 A。在连接器面配置有90个镀银弹性触点(其中有效触点48)。在连接面的箱体上左右对称设有定位销孔和定位销，以保证连接时准确地定位。在连接器箱体接触面的四周有一圈橡胶防尘圈和一个防尘盖，以便在连接和分解时保持触点的清洁。 电器连接器的作用是在两车连接时自动接通两车之间的低压电路，使司机得

13、以操纵全列车同步工作。在两车分解时又可自动将两车间的电路切断。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,31,二、上海地铁车辆的车钩缓冲器装置,上海地铁车辆的车钩缓冲装置有3种不同的类型，即全自动车钩、半自动车钩和半永久车钩。全自动车钩可以实现机械、气路、电路的自动连接。半自动车钩的机械、气路连接结构与作用原理基本上与全自动车钩相同，但是电路需要人工手动连接。半永久车钩的机械、气路、电路的连接都需要人工手动操作，一般只有在车间维修时才进行分解。,2020/10/1,城市轨道交通车辆,32,2020/10/1,城市轨道交通车辆,33,钩头机械连接部分由壳体、中心轴、钩舌、钩锁连接杆、钩锁弹簧、钩舌

14、定位杆及弹簧、定位杆顶块及弹簧和解钩风缸组成。壳体的前部一半为凸锥体、一半为凹锥孔，在连接时和相邻车钩凸锥体和凹锥孔相互插入；中心轴上固定有钩舌，钩舌绕个心轴转动可带动钩锁连接杆动作；钩舌呈不规则几何形状，设有供连接时定位和供解钩风缸活塞杆作用的凸舌、以及钩锁连接杆的定位槽、钩嘴等，是车钩实现动作的关键零件；钩锁连接杆在钩锁弹簧拉力作用下使车钩连接可靠，钩舌定位杆上设有两个定位凸缘，使钩舌定位在待挂或解钩状态；定位杆顶块可以在连挂时顶动钩舌定位杆实现两钩的连挂。,1、车钩,2020/10/1,城市轨道交通车辆,34,2020/10/1,城市轨道交通车辆,35,工作原理,2020/10/1,城市

15、轨道交通车辆,36,钩头的后面为环弹簧缓冲器，它由弹簧盒、弹簧前后座板、外环弹簧(共7片)、内环弹簧(5片内环弹簧、1片开口环弹簧和2片半环弹簧组成)、端盖、球形支座、牵引杆等组成。缓冲器的容量为18.7kJ，最大作用力为580kN，行程为58mm，能量吸收率为66。,2、缓冲器,2020/10/1,城市轨道交通车辆,37,2020/10/1,城市轨道交通车辆,38,三、Scharfenberg型密接式车钩缓冲装置,2020/10/1,城市轨道交通车辆,39,1、钩头结构,车钩的闭锁机构由钩舌(64)和钩锁杆(6)组成，两者通过销子彼此可摆动地相连接。中心锁用来作为钩舌在钩头壳体中的支座。,2

16、020/10/1,城市轨道交通车辆,40,2、车钩闭锁、分解工作原理 连挂准备位 连挂闭锁位,2020/10/1,城市轨道交通车辆,41,解钩 手动解钩 气动解钩 3、自动空气管路连接器,2020/10/1,城市轨道交通车辆,42,4、牵引缓冲装置,1）拉杆； 2）轴套； 3）锥型环圈； 4）法兰； 6）垫圈； 8）橡胶弹簧； 9）橡胶弹簧； 15）变型管,2020/10/1,城市轨道交通车辆,43,在正常运行时，车辆之间所产生的牵引和压缩力主要由两橡胶弹簧来承担。这时车辆连佳冲击速度小于3km/h。在图3一15所示的力行程图中作用力小于100 kN，行程小于58mm，橡胶弹簧在变形中所吸收的功如图中所示的影线面积。 当车辆在事故冲击时，车辆的碰撞速度超过5kmh一8kmh，这时车钩所受到的冲击压缩力超过橡胶弹簧的承载能力，靠近钩头的冲击吸收装置起作用，变形管(15)与锥形环圈(3)彼此相互挤压，把冲击能转变为变形管和锥形环圈的变形功和摩擦功，变形管产生永久变