苏州地铁2号线车钩缓冲装置
车辆产品与零部件
（）文章编号：１００２７６０２２０１３０９００２２０３－－－
铁道车辆 第５１卷第９期２０１３年９月
苏州地铁２号线车钩缓冲装置
张小俊
（）南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司，江苏南京２１００３１
摘 要：根据苏州地铁２号线对车钩缓冲装置性能的要求，确定了车钩连挂系统、压溃装置、弹性胶泥缓冲器等功能并通过冲击吸能计算进行了验证。模块的形式和参数，
关键词：苏州地铁２号线；车钩缓冲装置；结构；参数中图分类号：Ｕ２７０．３４ 文献标志码：Ｂ
１ 苏州地铁２号线对车钩缓冲装置的要求
苏州地铁２号线地铁列车为５辆编组，编组头尾端采用全自动车钩缓冲装置，车辆间使用半永久车钩缓冲装置。
该项目的车钩采购技术规范规定了车钩缓冲装置的具体形式及性能，且车钩缓冲装置应满足通过车场线和正线最小曲线半径１５０ｍ的要求。１．１ 全自动车钩
全自动车钩可以实现列车之间机械、气路和电气系统的自动连挂和分解。可以在司机室内对全自动车钩进行电控解钩作业，也可在轨道边通过拉环进行手会自动恢复到连动解钩操作。车钩解钩作业完成后，挂预备状态。
全自动车钩的主要技术要求有：
（）包含机械、气路和电气系统的自动连挂和分１
解装置，当自动解钩系统出现故障时，可以通过拉动解钩手柄完成车钩的解钩操作。
（）可手动解钩，在垂直方向有高度调节装置，在２
水平方向有自动对中装置。
（）设置１个能量吸收装置，当２列ＡＷ３０或
／冲ＡＷ２工况下的列车以５ｋｍｈ的速度相互碰撞时，
击能量全部由能量可复原的缓冲器吸收。
（）当２列ＡＷ／４０工况下的列车以１５ｋｍｈ的速度相互碰撞时，冲击能量全部由可复原和不可复原的能量吸收元件吸收，过载保护不触发，不会造成车体结构的损坏。
（）当２列ＡＷ／５０工况下的列车以２０ｋｍｈ的速
冲击能量除了由可复原和不可复原的度相互碰撞时，
；收稿日期：修订日期：２０１２１０１５２０１３０５１４－－－－，作者简介：张小俊（男，工程师。１９８２－）
能量吸收元件吸收外，车辆两端的车体结构碰撞变形能量吸收区也参与碰撞能量的吸收，但不破坏司机室。（）车钩纵向压缩屈服载荷为１车钩纵６２００ｋＮ，
向拉伸屈服载荷为８５０ｋＮ。１．２ 半永久车钩
半永久车钩可以实现车辆之间机械系统的手动连气路系统的自动连挂和分解、电气系统的手挂和分解、
动连挂。半永久车钩包括能量吸收装置、高度调整装置等。
２ 车钩缓冲装置技术方案
２．１ 头车用全自动车钩缓冲装置
头车用全自动车钩缓冲装置用于５辆编组列车的头尾端，由连挂系统、压溃装置、缓冲系统、电气系统和如图１所示。过载保护装置等组成，２．１．１ 连挂系统
连挂杆、回复弹簧、解３３０型密接式车钩由钩舌、钩手柄等构成。车钩有待连挂位（同时也是锁定位）和全开位２种状态。
当车钩要连挂时，通过两车钩的相互撞击，钩体内部的钩舌等机构发生顺时针旋转，对方钩体的凸锥推到达全开动本车的钩舌等连挂机构旋转到最大角度，位，然后在弹簧的作用下迅速回复到锁定位，到达完全连挂后的位置状态。图２为连挂和分解状态示意图。
在解钩时，向解钩汽缸充风或者人工扳动解钩手柄，使钩舌等机构旋转到最大角度，到达全开位，此时两车钩可以正常分离，然后释放解钩手柄，在回复弹簧的作用下，钩舌等机构回复到待连挂位。
头车连挂系统的钩体上装有风管连接器，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。
·２２·
苏州地铁２号线车钩缓冲装置 张小俊
图１
头车用全自动车钩缓冲装置示意图
触发力时，所有的冲击能量均由缓冲器来吸收
。
图２ 连挂系统的连挂和分解状态
２．１．２ 压溃装置
全自动车钩缓冲装置的压溃装置采用膨胀式压溃当列车在运行管。压溃管具有较大的能量吸收能力，
或连挂过程中发生碰撞，车钩缓冲装置受到的纵向压缩载荷大于设定值时，压溃管就会产生塑性变形，最大限度地吸收冲击能量，以达到保证车辆、人身安全和保护车辆设备的目的。
正常使用中，车钩缓冲装置在牵引工况时，牵引载荷会通过压溃装置内部的刚性连接来传递，变形元件在压缩工况时，车钩缓冲装置的压缩载荷远不受影响；
变形元件不发生动作，压缩能低于压溃装置的设定值，量由弹性胶泥缓冲器来吸收。２．１．３ 缓冲系统
缓冲系统包括安装吊挂系统和弹性胶泥缓冲器两承部分。缓冲器在结构上与安装吊挂系统融为一体，水平对中、垂直支撑等功担车钩缓冲装置的弹性缓冲、
能。图３为缓冲系统内部结构示意图。
缓冲系统的核心元件是弹性胶泥缓冲器，弹性胶泥芯子在拉、压２个方向通过内部结构实现拉／压转换，拉、压２个方向的能量吸收能力均衡。相比采用常用的橡胶吸能元件的紧凑式缓冲器，这种缓冲器寿命更长，能量吸收特性和舒适度更高。缓冲器在弹性变形范围内吸收冲击能量，当压缩载荷低于压溃装置的
图３ 缓冲系统内部结构示意图
支撑装置起着在垂直方向支撑 安装吊挂系统中，
车钩缓冲装置的作用。安装座内部的回转体与缓冲器壳体和安装座形成同时相互垂直的铰连接，给车钩缓安装冲装置提供水平方向和垂直方向的转动自由度；座通过４个安装螺栓完成车钩缓冲装置主体与车钩冲击板的连接，起着传递纵向载荷的作用。对中装置的作用是在水平面内推动车钩缓冲装置向车钩纵向中心线回复，使其自动对中；在车钩缓冲装置水平旋转范围之内，有较大的对中力矩，超过±１时对中±１５°５°力矩消失，但是车钩缓冲装置可以继续旋转到±２的５°范围内，以方便在特殊环境下的检修作业。２．１．４ 过载保护装置
过载保护装置用于列车在超速连挂或者受到强烈冲击时，使车钩脱离车体安装板向后回退，以使车体上的防爬器能够相互咬合。
缓冲器通过４个过载保护螺栓组装在缓冲器壳体上，如图４所示。当车钩缓冲装置在正常牵引状态时，牵引力通过缓冲器壳体传递，过载保护螺栓并不承受牵引力；当车钩缓冲装置在正常顶推状态时，纵向压缩力通过缓冲器传递到过载保护螺栓，再通过过载保护螺栓传递给缓冲器壳体，最终通过安装座传递到车体。
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铁道车辆 第５１卷第９期２０１３年９月
当车钩缓冲装置受到的压缩载荷达到过载保护装置过载保护螺栓将发生断裂，缓冲器部分的额定触发力时，
与壳体脱离，车钩在压缩力的作用下可以向后运动
。
使用关节轴承，以保证车钩在水平方向和垂直方向一并带有自支撑功能，在车钩分解状定范围内自由旋转；
态下可以保证车钩处于水平状态
。
图５ 带压溃管的半永久车钩缓冲装置
２．２．２ 带缓冲器的半永久车钩缓冲装置
带缓冲器的半永久车钩缓冲装置（图６）的头部也以保证与带压溃管的是带有凸凹锥的卡环连接结构，半永久车钩缓冲装置连接。
图４ 过载保护装置结构示意图
采用了弹性胶泥缓冲系统，主要由缓冲器芯子、内。车钩受牵引力筒、牵引杆和壳体总成等组成（图７）时，牵引力通过内筒将力传递到弹性胶泥芯子上，弹性最后通过回转胶泥芯子再将力传递到缓冲器壳体上，
机构将力传递到车体上；而车钩受压时，压力传递的顺序为内筒→弹性胶泥芯子→缓冲器壳体
。
２．１．５ 电气连接器
电气连接器是全自动车钩缓冲装置中执行车组之间电气系统自动连挂和分解的功能模块。
当车钩处于待连挂状态时，电气连接器在推送汽缸电气连接器防雨前盖正常关闭。的作用下处于回缩状态，
当车钩连挂时，首先完成机械车钩的连挂，再触发电气连接器的连挂，汽缸将电气连接器向前推出，同时电气连接器防雨前盖打开，电气连接器连挂面紧靠在一起实现连挂。
当车钩分解时，首先进行电气连接器的分解，电气连接器在汽缸的作用下回退，同时电气连接器防雨前盖关闭，然后进行机械车钩的分解。２．２ 中间车用半永久车钩缓冲装置
半永久车钩缓冲装置分为Ａ、Ｂ两部分，Ａ部分为带压溃管的半永久车钩缓冲装置，Ｂ部分为带弹性胶中间采用卡环连接。泥缓冲器的半永久车钩缓冲装置，
２种半永久车钩缓冲装置在列车小单元内部各个断面
成对使用。半永久车钩缓冲装置与车体通过４个专用的安装螺栓连接。
２．２．１ 带压溃管的半永久车钩缓冲装置
带压溃管的半永久车钩缓冲装置（图５）的头部是带有凸凹锥的卡环连接结构，以保证与带缓冲器的半永久车钩缓冲装置的连接。
在带压溃管的半永久车钩缓冲装置的头部集成了直通式的总风管连接器，可以在连接车钩缓冲装置的同时完成列车内部总风的连接。半永久车钩回转机构·２４·
图６
带缓冲器的半永久车钩缓冲装置
图７ 弹性胶泥缓冲系统
回转机构采用与Ａ部分半永久车钩相同的结构。
该半永久车钩缓冲装置的头部也集成了直通式的总风管连接器，和Ａ部分车钩风管连接器连接，保证列车车间风路系统的连通。
（下转第３７页）
杜兆波 内藏门在地铁车辆中的应用问题和改进措施 李淑俊，
上面的安装孔对准方螺母的位置，使用与方螺母匹配这样就解决了门机构的螺栓将门机构固定于车体上，
安装面空间的问题，且调整机构方便，减轻了劳动强度，提高了安装效率。图５为沈阳地铁２号线车辆门机构安装图。
北京地铁１号线车辆的隔离锁是安装在驱动机构
没有北京地铁八通线车辆锁芯与侧顶板对孔问上的，
题，但乘务员需要将侧顶板打开才能对车门进行隔离，车辆在线运行时由于车辆停站时间较短，司机隔离车门就相当困难，极有可能延误发车。
沈阳地铁２号线车辆设计中为了克服上述２种结，将隔离锁安装在门板上（图６）车门隔离效构的缺点，
果完全和上述２种情况相同。在门板上安装隔离锁还可以实现乘务员在车辆外侧隔离车门，大大缩短了乘务员在车内的穿行时间。
图５ 沈阳地铁２号线车辆门机构安装图
２．２ 隔离锁的改进
北京地铁八通线车辆隔离锁安装在驱动机构上，乘务员隔离门时需要将钥匙穿入侧顶板预先留好的孔内，再转动钥匙将隔离锁锁上。隔离锁锁芯需要和侧顶板上的孔对中，钥匙才能在孔中转动，但由于结构的限制，锁芯很难和孔对中。
图６ 沈阳地铁２号线车辆隔离锁位置
（编辑：任 海）
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
（上接第２４页）２．２．３ 半永久车钩缓冲装置之间的连接
带压溃管的半永久车钩缓冲装置和带缓冲器的半永久车钩缓冲装置由专用的连接卡环通过４个专用螺栓连接，可以保证连接环节完全消除纵向间隙。连接及分解操作由人工完成。连接卡环结构可靠，安装、拆卸方便。
）表１２．３ 主要技术参数（
表１ 车钩缓冲装置主要技术参数
参数
／车钩长度（连挂面距安装面）ｍｍ 纵向压缩屈服载荷／ｋＮ纵向拉伸屈服载荷／ｋＮ（）最大水平转角／°（）最大垂直转角／°压溃管行程／ｍｍ 胶泥缓冲器行程／ｍｍ 电气连接器触头个数电气连接器额定电压／Ｖ 电气连接器单体时密封等级电气连接器连接时密封等级
全自动车钩１５２０ ２００≥１ ５０≥８±２５±６２２０ ７３ ２×３５ＤＣ１１０ ＩＰ５４ＩＰ５６
半永久车钩１３８０ ２００≥１ ５０≥８±３５±６１８５７３————
３ 地铁列车冲击吸能计算
计算采用了青岛四方车辆研究所有限公司的列车按照列车纵向动力学理论，将整纵向动力学计算程序，
列车视为由车钩缓冲装置连接的若干单自由度（纵向）质点，通过对质点系运动微分方程组求解，得出不同速度撞击时车钩缓冲装置和车体的受力情况及能量吸收情况。
计算结果表明，列车能量吸收装置的设计完全达到了规定的冲击碰撞要求。
４ 结束语
根据苏州地铁２号线车钩缓冲装置的技术要求，选择确定了包括钩头、缓冲器、压溃管、防爬器、中间车钩等主要部件的结构和技术参数。碰撞仿真计算表明，所选择的车钩缓冲装置完全达到了相关规定的要求。
（编辑：颜 纯）
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ＡＢＳＴＲＡＣＴ
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下 期 要 目
出口孟加拉动车组动车车体钢结构设计及强度分析
侧梁钢管贯穿结构优化分析转向架构架横梁、
城市轨道车辆电气控制柜的模块化设计深圳地铁３号线转向架的研制
考虑车体弹性振动的车辆系统动力学及悬挂设计 铁道车辆转向架构架侧滚载荷研究
Ｑ Ｓ６型运输汽车专用车单车试验意外紧急制动 的研究
待续） 我国铁路货车钩缓技术发展及展望（
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