CRH2动车组车钩缓冲装置及其性能分析

CRH2动车组车钩缓冲装置及其性能分析

卓德志韩月娇

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

摘要：作为国内铁路引进的具备世界先进水平四大高速动车之一，CRH2在动车组内占据着重要的地位，在动车运行过程中，车钩缓冲装置在很大程度上影响着动车的稳定性能，关系着动车组的安全运行和使用，是动车组的重要部件。分析CRH2动车组车钩缓冲装置的结构、构造原理、性能特点，吸收消化先进技术，有助于动车组的运用检修，对于国内动车组的发展有着至关重要的作用和意义。本文简要叙述一般客、货车车钩缓冲装置，通过科学、合理的比较，探讨CRH2动车组车钩缓冲装置的类型、结构和作用原理，并进行高速动车组车钩、缓冲装置具备性能特征的分析，为CRH2动车组车钩缓冲装置性能优化提供一定的理论依据，促进国内CRH2动车组的发展。

关键词：CRH2动车组；车钩缓冲装置；性能分析

车钩缓冲装置主要有车钩和缓冲器构成，通常情况下都在车体底架两端牵引梁内安装，从而实现连挂列车、吸收挂车、传递牵引力以及在动车运行时产生纵向冲击振动，确保动车能够安全稳定运行。列车运行的平稳性在很大程度上取决于车钩缓冲装置的构造和性能，如果动车组车钩缓冲装置存在一定的缺陷或问题将会严重威胁着动车的运行，甚至会引发行车事故。现阶段，国内一般的货车、客车应用非刚性自动车钩，新型常速客车应用15号车钩，新型货车通常应用13号车钩，车钩作用原理基本一致，在结构方面上也是存在较小的差异。

1CRH2动车组车钩装置

在1929年，密接式车钩的设计方案由柴田卫式提出，在1931年实现了研制以及完成了试车实验，并在1932年逐渐被采用在新造电动车。随后，逐渐普及应用于各区段，到1938年，已经普遍应用于电动车。因为这种车钩是由柴田家族设计，因为也被称为柴田密接式车钩。如下图所示。

这种密接式车钩及缓冲器具备的主要性能参数为：拉伸载荷：1600KN；压缩载荷：3100KN；车钩中心线高：1000mm；车钩使用要求：车钩中心高度（轨道面以上）各车的车钩基准尺寸：1000mm；使用范围：985~1010mm；车辆间车钩的高度差20mm以内。

通过上图可以看出，该型车钩主要有钩舌、结构风管连接器、总风管连接器、截断塞门、钩身、缓冲器、制动风管连接器、电气连接器组成。另外，还有通常为带一瓶面的凸圆椎体的钩头。钩身通常位于侧面并带有凹孔。在实现两钩连挂时，在对方相应的凹锥孔中会有凹锥的插入，这是对方的钩舌会在凸锥内侧面前进的推压下发生转动，解钩风缸的弹簧在压缩的情况下促使钩舌旋转，在两钩连接面完成接触后，对方的钩舌不会在收到内锥的内侧面的压迫。在弹簧的作用下，钩舌会向相反的方向旋转并逐渐恢复原先的状态，这时就会处于闭锁位置，实现两车连挂。在车辆分解时，需要经过司机的操纵将钩阀揭开，在总风管内会有压缩空气的进入并被传输到解钩风缸，在解钩风管的连接器的传输下，压缩空气还会被送到另一辆的解钩风缸，在活塞杆向前推动的作用下，解钩杆被带动，促使钩舌发生转动转到开锁位置，这时两钩可以解开。在应用手动解钩方式解钩时，只需要人为推动解钩杆，促使钩舌转动到开锁位置即可。

CRH2动车组主要配置了三种柴田密接式车钩：

①头车密接式车钩

这种车钩主要应用与车头罩内，壳体座驾应用单侧支撑方式实现支撑，分解时拉释放杠杆的气缸被安装在车钩上。此外，在车钩的上方还进行了用于电气连接底座的设置。车钩还附带有空气管，并在底架上固定着，受到机体托架的支撑。在处于分离状态时，车钩提杆由配置的气缸实现拉动。缓冲器为橡胶制的RD19改良型。

②中间连接车钩

中间连接车钩为带总风管的密接式车钩，主要在底架上固定，并由机体托架支撑，在其后部是层压橡胶式的缓冲器。如图所示

③过渡车钩

过渡车钩是连接15号车钩机车实现救援和回送的部件，在结构要求上需要一侧可以连接到CR车钩，另一侧可以和15车钩连接。

2CRH2动车组缓冲装置

在动车组上普遍应用的是橡胶缓冲器、粘弹性橡胶泥缓冲器、空气缓冲器及液压缓冲器。其中，由于橡胶具备良好的弹性，被应用于很多缓冲减震场合。依据其作用原理可以分为平面拉压型缓冲器和剪切型缓冲器。平面拉压型缓冲器主要由多片橡胶板和金属基板粘接，主要通过压缩或者拉伸橡胶板消耗能量。剪切型橡胶缓冲器主要通过内部的几块橡胶剪切变形过程实现能量的消耗和吸收，结构如图所示：

3动车组车钩的性能特点

①间隙，现阶段应用的动车组通常应用密接式车钩，车钩连接面的纵向间隙小于两毫米，可以保证列车的运行平稳性和实现风管路和电气线路的自动对接。②载荷，动车组车钩装置主要进行纵向力的传递，需要具备足够的刚度和强度，通常具备的压缩载荷及拉伸载荷都大于1000KN。③自动摘挂与定位，在车钩缓冲装置实现连接和摘挂时，由于密封性能以及各种连接系统的安装的影响，十分不方便，因此，密接式钩缓装置需要可以实现自动连挂和分解，另外，还需要车钩有自导向入位功能，可以实现准确地各接头的对接。

4动车组缓冲器的性能特点

①容量，容量是衡量缓冲器能量大小的主要指标，如过容量太小，就会导致冲击力较大促使刚性冲击情况的发生，对于动力分散式动车组，可以很容易地控制连挂速度，分解连挂的次数也是相对较少，缓冲器的容量也就可以较低。②能量吸收率，吸收率代表着缓冲器吸收冲击能量的能力，能力越强，反冲作用就越小。③初压力，初压力主要影响列车起动时的加速度，需要在符合缓冲器容量要求的基础上减少初压力。

5结束语

本文主要探讨了CRH2动车组配置的三种车钩缓冲装置，并在此基础上进行了动车组车钩和缓冲器性能特点的分析，总结出CRH2动车组缓冲装置具备的特点。

参考文献：

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