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1、 兰州交通大学机电学院机车车辆系商跃进 欢迎学习动车组构造 第五章车端连接装置 一 概述二 车钩三 缓冲器四 典型的车端连接装置 第一节概述 一 车端连接装置的作用与组成二 车钩缓冲装置三 风档 一 车端连接装置的作用与组成 1 车端连接装置的作用2 车端连接装置的组成 1 车端连接装置的作用 车端连接装置是指连接两车辆间或连接两车列间的所有机械 空气和电气装置 高速动车组的车端连接装置除了具有上述机械连接功能以外 还必须具有车厢间的密封功能 以及传递压缩空气 电气信号和控制信号等功能 车端连接装置为车辆组成部件中一个必不可少的重要装置 从某种意义上来说 正是车端连接装置的存在才将列车中各个车
2、厢 车辆 连接组成了真正意义上的列车 而车端连接装置的性能将直接影响动车组 列车 的运行品质 2 车端连接装置的组成 车钩缓冲装置 3 风档 车端连接装置主要包括车钩缓冲装置 内外风挡 车体间减振器 空气管路连接器和电气连接器等 车钩 亦称牵引连挂装置 用来保证动车和车辆彼此连接 传递拉伸 压缩力 牵引力 制动力 并且保证相邻车辆灵活转动 缓冲装置 亦称缓冲器 用来传递和缓冲压缩力 并且使车辆彼此之间保持一定的距离 内风挡 风挡是客车之间的柔性运动部件 可在车与车之间实现相对运动并给旅客提供安全舒适的通道 保证整个列车具有良好的伸缩性 气密性和水密性 外风挡 外风挡是为了降低和隔离车外的噪声而
3、设置的防护装置 同时具有在停车时防止乘客掉下站台和运行时抑制车体振动的功能 车体间减振器 主要作用是抑制车辆间的相互摇动 提高乘客的乘坐舒适度 空气管路连接器 传递制动线路压力和主风缸压力的压缩空气 以及车钩解钩压缩空气 电气连接器 传递各种中低压电流 各种控制信号和网络通信信号等 2 电气与风管连接器 二 车钩缓冲装置 1 车钩缓冲装置的作用2 车钩缓冲装置的组成3 钩缓传力过程4 车钩高相关规定 1 车钩缓冲装置的作用 连接定距 连接列车中的各车辆 并使之保持一定距离 传力缓冲 传递牵引力 传递和缓和纵向冲击力 即 连挂 牵引和缓冲三种功能 2 车钩缓冲装置的组成 牵引缓冲装置包括车钩 缓
4、冲器及车钩复原装置等安装装置3部分 1 普通车钩 Scharfenberg密接式车钩缓冲装置1 密接式车钩钩头2 引导对准爪把3 风管连接器4 电气连接器5 钩身6 橡胶弹簧7 支撑弹簧 2 密接式车钩缓冲装置 作用在冲击座上安装车钩复原装置 可以增加车钩摆动的灵活性和复原能力 是使列车能顺利地通过曲线 以及在曲线半径R不小于250m的弯道处摘挂列车的措施之一 组成复原装置由吊杆 均衡梁组成 3 车钩复原装置 当列车牵引时 车钩 钩尾销 钩尾框 后从板 缓冲器 前从板 从板座 牵引梁 当列车压缩时 车钩 前从板 缓冲器 后从板 后从板座 牵引梁 由此可见 钩缓装置无论是承受牵引力还是冲击力 都
5、要经过缓冲器将力传递给牵引梁 这样就有可能使车辆间的纵向冲击振动得到缓和和消减 从而改善了运行条件 保护车辆及货物不受损坏 3 钩缓传力过程 安装位置及受力状态 a 安装位置 b 牵拉状态 c 压缩状态 车钩缓冲装置在车上的安装位置1 车钩缓冲装置 2 冲击座及车钩托梁 3 牵引梁 4 前从板座 5 钩尾框托板 6 后从板座 4 车钩高相关规定 车钩缓冲装置由车钩 缓冲器 钩尾框 从板等组成一个整体 安装于车底架构端的牵引梁内 为了保证车辆连挂安全可靠和车钩缓冲装置安装的互换性 我国铁路机车车辆有关规程规定 车钩缓冲器装车后 其车钩钩舌的水平中心线距钢轨面在空车状态下的高度 客车为880mm
6、允许 10mm 5mm误差 货车为880mm 10mm 两相邻车辆的车钩水平中心线最大高度差不得大于75mm 安装控制参数 车钩高和钩高差 三 风档 1 风档的功能2 风档的类型3 密接式风挡的基本结构4 性能特点及参数5 高速列车对风档的要求 1 风档的功能 客车在高速下运行 客车厢体内外极易形成负压 大部分冷空气及灰尘通过车辆连接处进入车厢 造成客车热量损失和车内空气质量混浊 直接影响到列车的运用质量 为了防止风沙 雨水侵入车内及运行时便于旅客安全地在列车内通行 车辆两端连接处装有风挡装置 也称折棚装置 防风沙 挡雨雪 隔声热 便通行 2 风档的类型 目前我国使用的风挡装置有三种型式 铁风
7、挡装置 橡胶风挡装置和折叠风挡装置 一 铁风挡铁风挡装置由面板 风挡 风挡弹簧 缓冲杆和圆弹簧组成 车辆连挂后 借弹簧的弹力 使两风挡面板紧密贴合 在列车通过曲线时 面板左右滑动 不会产生间隙 从而保证安全 二 橡胶风挡橡胶风挡主要由橡胶板组成的横橡胶囊和立橡胶囊及下部缓冲装置所构成 三 折棚风挡折棚风挡 又称密接式风挡 由连接架 拉杆 折棚 挂钩 通道 踏板 板簧 锁盒八个组件组成 3 密接式风挡的基本结构 1 安装架 2 地板革 3 活动踏板 4 固定踏板 5 滑管 6 耐磨垫 7 横梁 8 折棚 9 中心构架 10 吊拖 4 性能特点及参数 5 高速列车对风档的要求 风档的空气阻力应尽量
8、小 要做到车辆连接处的平整光滑 以减少列车运行的空气阻力 要有良好的气密性 以保证车内的舒适性 要有足够的强度 为了适应车外气压波的急剧变化 除保证气密性要求外 还要满足气动载荷下的强度要求 德国规定气动载荷为3 9 5 5kPa 日本规定为7 5kPa 风档的隔音性能要好 这也是保证车内舒适性的要求 此外 为了防火 风档所用非金属材料阻燃性要好 在紧急情况下风档还应能自动分解开 第二节车钩 1 车钩的类型2 车钩的开启方式3 车钩三态作用4 车钩组成 一 基础知识 1 车钩的类型2 车钩的三态作用3 车钩组成4 对车钩的基本要求 1 车钩的类型 1 按连挂方式分 自动车钩 非自动车钩 由人工
9、完成车辆的连接 2 按连结紧密程度分 A 非刚性自动车钩 允许相连的车钩钩体之间有一定的垂向相对位移 即两车钩总轴线有高差时 车钩处于水平位置 非刚性车钩结构较简单 强度高 重量轻 与车体的连接较为简单 用于货车和普通客车 B 刚性自动车钩 密接式车钩 不允许相连的车钩钩体之间有垂向相对位移 即两车钩总轴线有高差时 两车钩处于同一条斜直线上 其特点是 连接紧密 冲击小 噪声低 可实现机械 电器 空气的自动连接 用于提速客车 高速客车和城轨车 上作用式 下作用式 3 车钩按开启方式分为上作用式及下作用式两种 通过车钩钩头上部的提升机构开启的叫上作用式 一般货车大都采用此式 借助钩头下部推顶杠杆的
10、动作实现开启的叫下作用式 客车采用 2 车钩组成 钩头 锁闭装置 钩身钩尾 3 车钩的三态作用 车钩的各种零件组装成为完整的车钩 各零件处于不同的位置时 起着不同的作用 从而使车钩具有闭锁 开锁 全开三种作用 俗称为车钩的三态作用 1 普通自动车钩三态作用 闭锁 全开锁 全开锁 闭锁 开锁 全开锁 密接式车钩内部结构与作用原理a 连挂状态b 解钩状态c 待挂状态1 钩头2 钩舌3 解钩杆4 弹簧5 解钩风缸 作用原理该车钩有待挂 连接和解钩三种状态 如图所示 2 柴田式车钩三态作用 密接式车钩工作原理a 连挂状态b 解钩状态c 待挂状态1 钩锁连接杆弹簧2 钩锁连接杆3 中心轴4 钩舌5 钩头
11、壳体6 钩嘴7 解钩杆8 解钩风缸 3 Scharfenberg密接式车钩三态作用 二 普通车钩 1 组成2 各部分的作用3 三态作用 1 组成 钩舌 装在上下钩耳之间 以钩舌销为轴回转进行车辆摘挂 钩舌销 装在钩耳孔及钩舌销孔中 作为钩舌的回转轴 钩锁铁 安装在钩锁腔内 主要作用是 在闭锁位置时 挡住钩舌尾部 使钩舌不能转动 在全开位置推动钩舌推铁 使钩舌张开 钩舌推铁 横放在钩锁腔内的轴孔中 在其下部有钩舌推铁轴和钩锁腔底面的轴孔配合 其作用是推动钩舌张开达到全开位 下 上锁销 锁销杆 为下 上作用式车钩顶起钩锁用 2 各部分的作用 3 三态作用 13号车钩三态作用 flv 三 密接式车钩
12、 1 密接式车钩特点2 密接式车钩的类型3 密接式车钩的主要技术性能指标4 密接式自动车钩5 半永久车钩6 过渡车钩装置结构介绍 密接式车钩一般在高速铁路和地下铁道的车辆上使用 它的体积小 重量轻 两车钩连挂后各方向的相对移动量很小 可实现真正的 密接 同时 对提高制动软管 电气接头自动对接的可靠性极为有利 1 密接式车钩特点 密接式车钩特点可实现真正的 密接 可实现机械 电路和气路三路连接 可以实现自动解钩 2 密接式车钩的类型 前端自动车钩半永久车钩过渡车钩 3 密接式车钩的主要技术性能指标 Schafenberg自动密接式车钩和半永久式车钩的主要技术性能指标 4 国内外常见的密接式自动车
13、钩 国内外常见的密接式车钩结构形式 柴田式密接式车钩 日本新干线 北京地铁 Schafenberg型密接式车钩 欧洲地铁 轻轨及高速车辆 上海地铁车辆 3 BSI COMPACT型密接式车钩 1 柴田式密接式自动车钩 1 1 车钩组成1 2 密接式车钩工作原理 车钩组成 密接式车钩工作原理 A 闭锁过程 全开 闭锁 B 解钩过程 闭锁 全开 C 连挂动画D 解钩动画 A 闭锁过程 全开 闭锁 连挂时 钩头凸锥插入相邻车钩的凹锥孔内 钩头内侧面压迫相邻车钩钩舌逆时针转动40o 解钩风缸弹簧受压变形 当量钩舌连接面完全接触后 形成一个球体 在解钩风缸弹簧复原力的作用下 在凹锥孔内顺时针转动40o后
14、恢复原状 完成车辆连挂 车钩处于连挂状态 闭锁位置 闭锁 开锁 全开 B 解钩过程 闭锁 全开 自动解钩时 司机操纵解钩阀 压缩空气由总风缸进入解钩风缸 使活塞向前推动解钩杆并带动钩舌逆时针转动40o而使车钩处于待解状态 开锁位置 手动解钩时 依靠人力推动解钩杆使使车钩处于待解状态 开锁位置 C 连挂动画 D 解钩动画 2 Schafenberg型密接式自动车钩 2 1 车钩类型及组成2 2 车钩工作原理 组成 工作原理 1 闭锁过程 全开 闭锁 2 解钩过程 闭锁 全开 A 闭锁过程 全开 闭锁 连挂时 钩头凸锥插入相邻车钩的凹锥孔内 钩锁连接杆压迫相邻车钩钩舌的钩嘴使钩舌绕钩舌销逆时针转动
15、 带动钩锁连杆伸入相连钩舌的钩嘴内 钩锁弹簧复原 完成车钩连挂 B 解钩过程 闭锁 全开 解钩时 司机操纵电磁阀 使解钩风缸充气 风缸活塞杆推动钩舌绕中心轴顺时针转动 带动钩锁连接杆脱离对方钩嘴 并克服钩锁弹簧的拉力使其缩回到自身的钩头锥体内 此时 定位顶块控制钩舌定位杆使车钩处于解钩状态 C 解钩动画 沙库车钩 3 BSI COMPACT型密接式车钩 A 车钩组成B 三态作用 A 车钩组成 德国制造的BSI COMPACT型密接式车钩在欧洲 巴西等许多国家的地铁 轻轨车辆和城郊列车上获得广泛应用 这种车钩钩头的壳体设有凸锥体和凹锥孔 在凸锥的内侧面配备有用于车钩机械连接的锁栓 锁栓由高强度钢
16、制成 置于钩头前端的套筒中 利用弹簧使其保持正常位置 在凸锥体的外侧设有解钩杠杆 它与气动的 或液压的 解钩控制装置相连接 B 三态作用 1 组成钩头 机械连接锁栓 气动 电动或液动控制装置 手动和气动解钩装置 2 车钩工作原理 1 连挂闭锁位 两钩钩栓侧面相互挤压各自的弹簧 直至两锁栓鼻子彼此咬合 弹簧复原 两车钩完成连瓜 2 解钩位 扳动钩头手柄或操纵解钩风缸使一车钩的钩栓一直拉回到另一车钩钩栓完全脱开 或同时操纵两车钩钩栓使其脱开 闭锁位 开锁位 全开位 5 半永久车钩 图4 13半永久式A型车钩图 国产地铁车辆半永久性牵引杆1 连接座2 十字头3 缓冲器4 牵引杆5 磨耗板6 车钩托梁 半永久性车钩用于列车编组内各节车厢间 车钩用机械方式将一节车厢连接到另一节 连接应为刚性连接 无松动 连挂时由人工将两钩用连接螺栓锁死 解编时反之 6 过渡车钩 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 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 制动控制 将
