城市轨道交通车辆构造项目四课件

1、项目4 1城轨交通车辆连接装置目录4.14.2车钩 缓冲装置和附属装置城轨车辆的连接装置包括车钩、缓冲器和贯通道。车钩可实现车辆之间的连接，并传递车辆之间的纵向力；缓冲器可缓和车辆之间的纵向冲击力；贯通道可实现客室之间的无间隙连接。 车钩、缓冲器连接列车中的车辆，使之保持一定的距离，传递、缓和列车在运行中或在调车作业时所产生的纵向力或冲击力，连接车辆间的电路和气路。图4-1 车钩及缓冲器装置它位于车辆两车厢连接处，有防雨、防风、防尘、隔声、隔热等功能，能使乘客安全、方便地穿行于车厢之间。 图4-2 贯通道图4-3 非刚性车钩与刚性车钩 (a)非刚性车钩 （b）刚性车钩4.1 车钩 4.1.1

2、车钩的种类（1）按材料的不同，车钩可分为非刚性车钩和刚性车钩。 非刚性车钩。非刚性车钩普遍应用于铁路客、货车车辆。 刚性车钩，也称为密接式车钩。4.1 车钩 刚性车钩与非刚性车钩相比，优点主要有：减小了两车钩连接表面之间的间隙，降低了列车中的纵向力，提高了列车运行的平稳性；减少了车钩间零件的位移，改善了车钩内部零件的工作条件；减小了车钩连接表面间的磨耗；减小了车钩相互冲击产生的噪声。4.1.1 车钩的种类4.1 车钩 非刚性车钩与刚性车钩相比，优点主要有：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，车钩强度大，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

3、简单。 刚性车钩主要用于城轨车辆和高速动车组上，都是刚性密接式车钩。4.1.1 车钩的种类4.1 车钩 （2）按照车辆牵引连挂装置连接方法的不同，车钩可分为非自动车钩（又分为半自动车钩和半永久性牵引杆）和自动车钩。 非自动车钩由人工来完成车辆的连接，自动车钩不需要人参与就能实现连接。非自动车钩和自动车钩的主要区别和特点如下：自动车钩可实现机械、气路和电路的完全自动连挂和解钩；半自动车钩的机械和气路连接机构作用原理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；半永久性牵引杆的机械、气路和电路的连挂和解钩都需要人工操作，但一般只在架车作业时

4、才进行分解。 4.1.1 车钩的种类4.1 车钩 自动车钩位于城轨车辆的两个车厢端部，电气和风路连接装置都组装在钩头上。当车辆连挂时，车钩上的机械、风路、电路系统都能自动连接；解钩时，可在司机室控制自动解钩或采用手动解钩。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；主风管连接器设有自动关闭装置，防止压缩空气泄漏。 自动车钩有两种形式：国产密接式车钩和Scharfenberg式车钩。4.1.2 自动车钩 4.1 车钩 国产密接式车钩缓冲装置如图4-4所示。其由密接式车钩钩头、橡胶缓冲器、风管连接器、电气连接器和风动解钩系统等组成。车辆连挂时依靠相邻钩头上的凸锥和凹

5、锥孔的相互插入，实现车钩的连接；并自动实现电路和空气通路的连接。分解时，可自动解钩，自动切断电路和空气通路。车钩托梁在缓冲器尾部，通过“十”字头连接器与车体上的冲击座相连，可实现水平方向和垂直方向的摆动。 4.1.2 自动车钩 1.国产密接式车钩图4-4 国产密接式车钩缓冲装置 1密接式车钩钩头； 2风管连接器； 3橡胶缓冲器； 4冲击座； 5“十”字头连接器； 6托梁； 7磨耗板； 8电气连接器4.1 车钩 4.1 车钩 国产密接式车钩由五部分组成。前端为钩头，有凸锥和凹锥孔；车钩内部还有半圆形的钩舌、解钩杆、解钩杆弹簧、解钩风缸等。图4-5为国产密接式自动车钩的作用原理，有待挂、连挂和解钩

6、状态。 4.1.2 自动车钩 1.国产密接式车钩图4-5 国产密接式自动车钩的作用原理 （a）待挂状态 （b）连挂状态 （c）解钩状态 1钩头； 2钩舌； 3解钩杆； 4弹簧； 5解钩风缸4.1 车钩 （1）待挂状态 （2）连挂状态 （3）解钩状态4.1 车钩 Scharfenberg密接式车钩缓冲装置如图4-6所示。其由密接式车钩钩头、电气连接器、橡胶弹簧、风管连接器、钩身等组成，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

7、之间的电气线路和空气通路。 4.1.2 自动车钩 2.Scharfenberg密接式车钩图4-6 Scharfenberg密接式车钩缓冲装置 1引导对准爪把； 2密接式车钩钩头； 3电气连接器； 4钩身； 5橡胶弹簧； 6转动中心； 7支承簧； 8风管连接器； 9侧向最大摆角； 10恢复位4.1 车钩 4.1 车钩 （1）车钩结构。钩头壳体为焊接件，它由两部分组成，前面为一带有锥体和喇叭口的凸出件，后面为连接法兰。当两钩连接时，前面的锥体和喇叭口用来作为引导对准之用，伸出在前面的爪把用来扩展车钩的连接范围。4.1.2 自动车钩 2.Scharfenberg密接式车钩4.1 车钩 （2）工作原理

8、。图4-7为Scharfenberg密接式车钩作用原理，它也分为待挂状态、连挂状态和解钩状态。 4.1.2 自动车钩 2.Scharfenberg密接式车钩图4-7 Scharfenberg密接式车钩作用原理 （a）待挂状态 (b)连挂状态 （c）解钩状态 4.1 车钩 1钩锁连接杆弹簧； 2钩锁连接杆； 3中心轴； 4钩舌； 5钩头壳体； 6钩嘴； 7解钩杆； 8解钩风缸4.1 车钩 待挂状态。这时钩头中的钩锁连接杆轴线平行于车钩的轴线，钩锁连接杆的连接销中心与钩舌中心销连接线垂直于车钩的轴线。弹簧处于松弛状态，该位置为车钩连挂准备位。连挂状态。欲使两钩连挂，原来处于连挂准备位的两钩相互接近

9、并碰撞时，在钩头前端的锥形喇叭口引导下彼此精确地对中，两钩向前伸出的钩锁连接杆由于受到对方钩舌的阻碍，各自推动钩舌绕顺时针方向转动，直至在弹簧拉力作用下钩锁连接杆滑入对方钩舌的嘴中，并推动钩舌绕逆时针方向返回到原来的位置为止。4.1.2 自动车钩 2.Scharfenberg密接式车钩4.1 车钩 这时，两钩的钩锁连接杆与两钩的钩舌构成一平行四边形，力处于平衡状态，两钩刚性地无间隙地彼此连接，处于闭锁状态。在连挂闭锁时，钩舌和钩锁连接杆的位置与连挂准备状态完全相同，钩舌在弹簧作用下力图保持闭锁位。当两钩受牵拉时，拉力均匀地分配在由钩锁连接杆和钩舌组成的平行四边形两对边，即钩锁连接杆上。当两钩冲

10、击时，冲击力由两钩壳体喇叭口凸缘传递。 4.1.2 自动车钩 2.Scharfenberg密接式车钩4.1 车钩 解钩状态。 气动解钩。由司机操作解钩控制阀进行解钩。这时，压力空气经过解钩管充入钩头中的解钩风缸中，推动活塞向前运动，压迫在解钩杆上所设置的滚子上，两钩头中的钩舌被同时推至解钩位置。达到解钩状态后再排气，风缸中的受压弹簧使活塞返回到原始位置。 手动解钩。通过拉动钩头一侧的解钩手柄，经钢丝绳、杠杆和解钩杆使两钩的钩舌转动，直至钩锁连接杆脱出钩舌的嘴口，由此使两钩脱开，处于解钩位。4.1.2 自动车钩 2.Scharfenberg密接式车钩4.1 车钩 图4-8是半自动车钩的结构。半自

11、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与自动车钩也相同。两个相同的车钩可以在直线线路和曲线线路上自动连挂，可实现列车单元之间机械和风管的自动连接，电气连接只能手动。解钩时机械和气路部分可自动操作，也可手动操作，但不能在司机室集中控制。4.1.3 半自动车钩 图4-8 半自动车钩的结构4.1 车钩 1MRP； 2风管（MRP）；3压溃管； 4连接环； 5缓冲装置； 6过载保护装置； 7转接板； 8、9螺栓； 10水平对中； 11水平支承； 12接地线； 13风管（BP）； 14手动解钩； 15钩舌； 16机械车钩； 17BP4.1 车钩 半永久性牵引杆只是将两车的连接方式由车钩连

12、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，但连接原理是一致的。图4-9为国产地铁车辆半永久性牵引杆，将两车的连接方式由车钩连接改为用一根牵引杆代替，将自动车钩中的两个车钩钩体取消，牵引杆的两端直接与两个缓冲器相连，同时取消了风路和电路的连接。4.1.4 半永久性牵引杆4.1 车钩 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在列车出轨时，车辆之间

13、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。每个半永久性牵引杆上均有贯通道支承座，用于车辆运行过程和解钩之后支承贯通道。支承座可以承受车辆正常运行时超员的情况下贯通道所承受的载荷。 4.1.4 半永久性牵引杆图4-9 国产车辆半永久性牵引杆 1缓冲器； 2车钩托梁； 3磨耗板； 4牵引杆； 5“十”字头； 6连接座4.1 车钩 4.2 缓冲装置和附属装置 缓冲装置是车辆牵引连挂装置的重要组成部分,主要用来传递、缓和纵向冲击力。 4.2.1 缓冲装置 4.2 缓冲装置和附属装置 图4-10是层叠式橡胶金属片缓冲器的结构，其最大牵引力为150 kN，最大冲击力为 250

14、kN，允许最大冲击速度为3 km/h,缓冲器容量为5.63 k。 此种缓冲器主要用于国产地铁车辆上。4.2.1 缓冲装置 1.层叠式橡胶金属片缓冲器图4-10 层叠式橡胶金属片缓冲器的结构 1滑套； 2前从板； 3橡胶金属片； 4缓冲器体； 5后从板； 6缓冲器后盖； 7牵引杆4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 图4-11是环弹簧缓冲器的结构。其最大作用力为580 kN，最大行程为58 mm，缓冲器的容量为18.7 k，能量吸收率为66。德国进口的上海地铁1号线车辆采用了这种缓冲装置。 4.2.1 缓冲装置 2.环弹簧缓冲器 图4-11 环弹簧缓冲器的结构 1弹簧盒; 2标记

15、环; 3牵引杆; 4端盖; 5内环弹簧; 6外环弹簧; 7弹簧前从板; 8开口弹簧; 9内环弹簧; 10弹簧后从板; 11预紧螺母; 12球形支座; 13橡胶嵌块4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 图4-12是环形橡胶缓冲器的结构。它属于免维护的橡胶缓冲装置，缓冲器安装在车钩安装座上，可以吸收拉伸和压缩能量。半自动车钩和牵引杆均用相同的方法安装固定。缓冲装置间不存在间隙，在承受拉伸和压缩载荷的同时，可以承受较大的剪切力。缓冲装置允许车钩做垂向摆动和扭转运动。缓冲装置的支承座用4个螺栓固定在车体底架上。深圳地铁车辆应用了此种缓冲器。4.2.1 缓冲装置 3.环形橡胶缓冲器 图4

16、-12 环形橡胶缓冲器的结构 1牵引杆； 2安装座； 3环形橡胶弹簧； 4缓冲器体； 5支承座4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 弹性胶泥缓冲器与传统意义上的缓冲器类似，在列车运行过程中起到吸收冲击能量、缓和纵向冲击和振动的作用。其后端通过钩尾销连接在安装座上，前端通过连接环与连挂系统连接。弹性胶泥缓冲器性能先进，缓冲器的可靠性和动态吸收性能较好。 图4-13为弹性胶泥缓冲器的结构。4.2.1 缓冲装置 4.弹性胶泥缓冲器图4-13 弹性胶泥缓冲器的结构 1牵引杆； 2弹性胶泥芯子； 3内半筒4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 如图4-14所示，带变形管的橡

17、胶缓冲器由拉杆、轴套、锥形环圈、法兰、垫圈、橡胶弹簧及变形管组成。轴套与钩头壳体螺纹连接，并由法兰紧固使之不致松动，轴套用来作为拉杆、锥形环圈和变形管的支承和导向，拉杆穿过弹簧6和7，其端部通过蝶形螺母将弹簧压紧。 4.2.1 缓冲装置 5.带变形管的橡胶缓冲器图4-14 带变形管的橡胶缓冲器的结构 1轴套； 2法兰； 3变形管； 4锥形环圈； 5拉杆； 6、7橡胶弹簧； 8垫圈； 9螺母4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 图4-15是可压溃变形管的结构。车钩缓冲装置是车辆冲击能量吸收系统中的一部分，可压溃变形管可作为车钩缓冲装置的重要部件，用来吸收车辆冲击能量。当两列列车相

18、撞时，将会产生可恢复的和不可恢复的变形。 4.2.1 缓冲装置 6.可压溃变形管 图4-15 可压溃变形管的结构 1、3可压溃筒体； 2可压溃变形管4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 风管连接器分为不带自闭装置的风管连接器和自动开闭式风管连接器。（1）制动主管连接器。图4-16为不带自闭装置的风管连接器的结构。当车钩互相连挂时，密封圈互相接触受压，借助于滑套、橡胶套和前弹簧使压力达到70160 N，保证气路开通时不会泄漏。在制动主管连接器后端的管路上装有一个截止阀。正常解钩时，应首先将截止阀关闭，以防止制动主管排风而产生紧急制动。4.2.2 附属装置 1.风管连接器图4-16 不带自闭装置的风管连接器的结构 1阀壳； 2密封圈； 3滑套； 4橡胶套； 5前弹簧； 6后接头； 7滤尘网4.2 缓冲装置和附属装置4.2 缓冲装置和附属装置 （2）自动开闭式风管连接器。图4-17为自动开闭式风管连接器的结构，它有自动开闭装置。