第四章動車組連接裝置作用原理

2023/2/21第四章動車組連接裝置作用原理分類：歐系日系;特點：結(jié)構(gòu)精度;使用方式(端-間)4.1密接式車鉤的組成與作用原理歐洲的密接式車鉤緩沖裝置主要有德國的沙庫（Schafenberg）公司（已被福伊特公司收購）、瑞典丹納（dellner）公司、德國的BSI-COMPACT等公司的產(chǎn)品。2023/2/224.1.1歐洲密接式車鉤的組成與作用原理1.沙庫密接式車鉤緩沖裝置沙庫公司為高速列車開發(fā)了型式齊全，系列化的車鉤緩沖裝置。其中包括用于各列車單元之間的自動密接式車鉤緩沖置；用于各列車單元內(nèi)部的半永久式車鉤緩沖裝置；以及用于列車（動車組）前端的可伸縮密接式車鉤緩沖裝置。2023/2/21)沙庫自動密接式車鉤緩沖裝置的組成主要由鉤頭、鉤體、電力連接器、風(fēng)管連接器、尾部橡膠彈性彈簧活節(jié)（緩沖器）、中心調(diào)整裝置、鉤頭電加熱裝置和含能夠吸收較大沖擊能量的金屬壓潰管（含于鉤體之中）等部件組成。鉤頭組成：圖示1圖示2(機構(gòu)簡圖)2023/2/2

鉤舌固定在中心軸上，鉤舌繞中心軸轉(zhuǎn)動時可帶動鉤鎖連桿動作；鉤舌呈不規(guī)則幾何形狀，設(shè)有供連接時定位和供解鉤時解鉤風(fēng)缸活塞桿作用的凸舌，以及鉤鎖連桿的定位槽、鉤嘴等，是車鉤實現(xiàn)動作的關(guān)鍵零件；鉤鎖連桿在鉤鎖彈簧拉力作用下使車鉤連接可靠；鉤舌定位桿上設(shè)有兩個定位凸緣，使鉤舌定位在待掛或解鉤狀態(tài)；定位桿頂塊可以在連掛時頂動鉤舌定位桿實現(xiàn)兩鉤的閉鎖。2023/2/2沙庫自動密接式車鉤緩沖裝置連掛原理（待掛狀態(tài)）2023/2/22、三態(tài)作用原理沙庫自動密接式車鉤有待掛、閉鎖和解鉤三種狀態(tài)。(1)待掛狀態(tài)為車鉤連接前的準(zhǔn)備狀態(tài)。此時鉤舌定位桿被固定在待掛位置，鉤鎖彈簧處于較大拉伸狀態(tài)，鉤鎖連桿退縮至鉤頭錐體內(nèi)，鉤舌上的鉤嘴對著鉤頭正前方。2023/2/2(2)閉鎖狀態(tài)相鄰兩鉤的凸錐體伸入對方的凹錐孔并推動定位桿頂塊，定位桿頂塊擺動迫使鉤舌定位桿離開待掛位置，這時鉤鎖彈簧的回復(fù)力使鉤舌作逆時針轉(zhuǎn)動，并帶動鉤鎖連桿伸進相鄰車鉤鉤舌的鉤嘴，完成兩鉤的連接閉鎖。這時兩鉤的鉤鎖連桿和鉤舌形成平行四邊形連桿機構(gòu)，當(dāng)車鉤受牽拉時，拉力由兩鉤的鉤鎖連桿均勻分擔(dān)，使鉤舌始終處于鎖緊狀態(tài)，當(dāng)車鉤受沖擊時，壓力通過兩車鉤殼體凸緣傳遞。2023/2/2閉鎖狀態(tài)2023/2/2(3)解鉤狀態(tài)司機操縱按鈕，控制電磁閥使解鉤風(fēng)缸充氣，風(fēng)缸活塞桿推動鉤舌順時針轉(zhuǎn)動，使兩鉤的鉤鎖連接桿脫開對方鉤舌的鉤嘴，同時使鉤鎖連接桿克服鉤鎖彈簧的拉力縮入鉤頭錐體內(nèi)，這時定位桿頂塊控制鉤舌定位桿使鉤舌處于解鉤狀態(tài)。兩鉤分離后，解鉤風(fēng)缸排氣，定位桿頂塊由于彈簧作用復(fù)位，鉤舌回至待掛位，車鉤又恢復(fù)到待掛狀態(tài)。2023/2/22023/2/22.BSI-COMPACT型密接式車鉤的組成BSI-COMPACT型密接式車鉤德國制造的BSI-COMPACT型密接式車鉤在歐洲、巴西等許多國家的地鐵、輕軌車輛和城郊列車上獲得廣泛應(yīng)用。1、BSI-COMPACT型密接式車鉤的組成有凸錐體、凹錐體、鎖栓、鎖栓定位彈簧、解鉤杠桿、解鉤風(fēng)缸、導(dǎo)向桿組成。2023/2/22、三態(tài)作用原理

這種車鉤也有待掛、閉鎖和開鎖三個位置。（a）待掛位置當(dāng)兩鉤連掛時，兩鉤的鎖栓側(cè)面相互擠壓，壓縮各自的定位彈簧，直至兩鎖栓的鼻子彼此咬合，彈簧回復(fù)原位，達到兩鉤連掛閉鎖。（b）鎖閉位置2023/2/2（a）待掛位置2023/2/2（b）鎖閉位置

2023/2/2（c）解鎖位置欲將兩連掛的車鉤分解，操縱電磁閥，使解鉤風(fēng)缸充氣，風(fēng)缸活塞頂起解鉤杠桿，將一個鉤的鎖栓回拉到與另一個鉤的鎖栓能夠脫開為止，或者也可同時操縱兩個鉤的解鉤風(fēng)缸，使兩鉤的鎖栓同時動作，彼此脫開。也可用人工扳動解鉤杠桿，使兩鉤分解。2023/2/2（c）解鎖位置2023/2/24.1.2日本密接式車鉤的組成與作用原理1929年柴田衛(wèi)氏（設(shè)計普通車鉤的柴田兵衛(wèi)氏之弟）提出了密接式車鉤的設(shè)計方案，1931年完成了研制和現(xiàn)車試驗，1932年開始在新造電動車上全面采用。之后，陸續(xù)在各區(qū)段運用，至1938年，大部分電動車基本都采用了密接式車鉤。由于密接式車鉤是柴田家族人設(shè)計的，故密接式車鉤也稱柴田密接式車鉤。2023/2/2該型車鉤由鉤頭、鉤舌、解鉤風(fēng)缸、鉤身、鉤尾等部分組成。鉤頭為帶一平面的凸圓錐體，側(cè)面是帶有凹孔的鉤身。兩鉤連掛時，凸錐插進對方相應(yīng)的凹錐孔中，此時凸錐的內(nèi)側(cè)面在前進中推壓對方的鉤舌使其轉(zhuǎn)動，這時解鉤風(fēng)缸的彈簧受壓縮，鉤舌旋轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鉤連接面接觸后，凸錐的內(nèi)側(cè)面已不再壓迫對方的鉤舌，由于彈簧的作用，使鉤舌向相反方向旋轉(zhuǎn)恢復(fù)到原來的狀態(tài)，此時處于閉鎖位置，完成了兩車連掛。2023/2/2分解時，由司機操縱解鉤閥，壓縮空氣由總風(fēng)管進入本車的解鉤風(fēng)缸，同時經(jīng)解鉤風(fēng)管連接器將壓縮空氣送入相連掛的另一輛車的解鉤風(fēng)缸，活塞桿向前推并帶動解鉤桿，使鉤舌轉(zhuǎn)動至開鎖位置，此時兩鉤即可解開。當(dāng)采用手動解鉤時，只要用人力推動解鉤桿，使鉤舌轉(zhuǎn)動至開鎖位置，從而實現(xiàn)兩鉤的分解。2023/2/24.2緩沖器裝置的組成與作用原理按結(jié)構(gòu)特征和工作原理，緩沖器分為：彈簧式緩沖器；摩擦式緩沖器；橡膠緩沖器；摩擦橡膠式緩沖器；粘彈性膠泥緩沖器；液壓緩沖器及氣-液緩沖裝置等。4.2.1橡膠緩沖器橡膠緩沖器根據(jù)其作用原理不同又分為：平面拉壓型緩沖器、剪切型緩沖器。2023/2/2（一）平面拉壓型緩沖器平面拉壓型緩沖器由多片橡膠板和金屬基板粘接而成，金屬基板可提供安裝基礎(chǔ)及在緩沖過程中起散熱作用。該種緩沖器的緩沖作用主要是通過壓縮或拉伸橡膠板，讓橡膠板內(nèi)的橡膠分子互相摩擦生熱而消耗能量。2023/2/2（二）剪切型緩沖器剪切型橡膠緩沖器的作用原理不同于平面拉壓型橡膠緩沖器，它不是依靠橡膠片之間的擠壓過程吸收能量，而是由橡膠的剪切變形過程吸收能量。橡膠的可壓縮性較小，但是其剪切位移卻相對較大；同時，橡膠塊的剪切變形是雙向的，因此剪切型橡膠緩沖器也是一種復(fù)式(雙作用式)緩沖器。理論上其初壓力可以為0，這樣就能很好地吸收車輛之間數(shù)量較多且作用時間短暫的縱向沖動，大大提高乘坐的舒適性。2023/2/24.2.2氣-液緩沖裝置（一）結(jié)構(gòu)氣-液緩沖器內(nèi)部形成兩個油腔和一個氣腔。浮動活塞將柱塞內(nèi)腔分隔出油腔和氣腔兩個腔室。柱塞底座與缸體之間的間隔為另一油室。油腔內(nèi)充有液壓油，氣腔充有氮氣。2023/2/2（二）作用原理當(dāng)相鄰車輛間發(fā)生碰撞時，柱塞即被推入油腔1中，油腔1中的液壓油通過節(jié)流阻尼環(huán)與節(jié)流阻尼棒形成的環(huán)縫及單向錐閥與柱塞端部形成的錐閥節(jié)流孔,流到油腔2中。使得油腔2的油量增大。從而使浮動活塞向左移動，氣腔中的氮氣被壓縮。2023/2/2（三）性能特點氣-液緩沖器的動態(tài)特性與傳統(tǒng)的彈簧和橡膠緩沖器存在很大差異。這是由其特殊結(jié)構(gòu)所決定。氣-液緩沖器的阻抗力與沖擊速度成一定比例關(guān)系，即沖擊速度越大，阻抗力也越大。2023/2/2三種緩沖器的特性曲線比較若3種緩沖器的容量相等，即緩沖器加載曲線下面積相等，則氣-液緩沖器的最大阻抗力最??；緩沖加載曲線與卸載曲線所包圍的面積為該緩沖器在整個沖擊過程中吸收的能量，可見氣-液緩沖器幾乎把沖擊能量全部吸收，因此其具有較大的能量吸收率，這正是氣-液緩沖器的優(yōu)勢所在。彈簧緩沖器和橡膠緩沖器由于受結(jié)構(gòu)限制，欲提高緩沖器的容量，就必須相應(yīng)地增大緩沖器的最大阻抗力，而氣-液緩沖器則克服了上述缺點，能以較小的阻抗力獲得較大的緩沖容量。2023/2/2三、液壓緩沖裝置采用液體來吸收沖擊能量的液壓式緩沖器，主要用于客車或裝運易碎貨物的專用貨車。在外力作用下，活塞向右移動，壓縮彈簧，將活塞右側(cè)的液體經(jīng)溢流孔壓入活塞的左側(cè)空腔。控制溢流孔截面的大小，即可保證緩沖器達到所要求的特性曲線。液壓緩沖器在受沖擊時，阻抗力的大小決定于活塞的運動速度、溢流孔的截面尺寸和所采用的液體的粘度。2023/2/2三、液壓緩沖裝置

沖擊速度越大，緩沖器的阻抗力也隨之增大，容量也就越大。這是液壓緩沖器的一大優(yōu)點。但是，當(dāng)緩沖器受到緩慢的壓縮時，緩沖器受到的液體阻力顯得較小。當(dāng)液壓緩沖器中的圓彈簧剛度較小時，緩沖器幾乎不起緩沖作用，這是該型液壓緩沖器的一個主要缺點。2023/2/2四、彈性膠泥式緩沖裝置彈性膠泥緩沖器是近年來歐洲新開發(fā)的一種新型緩沖器，在法國、德國、波蘭的高速列車、客車和貨車上應(yīng)用獲得成功，現(xiàn)已被納入UIC標(biāo)準(zhǔn)（UIC526-1；UIC526-3）。圖示1圖示(15X)圖示(實體)用一種未經(jīng)硫化的有機硅化合物，稱彈性膠泥作為介質(zhì)，它具有彈性、可壓縮性和可流動性，其物理化學(xué)性能在-50-+250℃范圍內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性，抗老化、無臭、無毒，對環(huán)境無污染。2023/2/2且可根據(jù)需要改變配方予以調(diào)節(jié)，因此在液壓緩沖器中十分困難的密封問題在這里變得極為簡單。它具有固體和液體兩種屬性的特征，其動粘度(動力-運動)比普通液壓油大幾十至幾百倍工作原理：1）將彈性膠泥材料裝進一個能夠承受一定壓力的緩沖器活塞缸體內(nèi)，根據(jù)實際應(yīng)用的需要增加一定的預(yù)壓縮力，當(dāng)彈性膠泥緩沖器活塞柱受到一定的壓力(靜壓力或沖擊力)時，活塞利用活塞缸內(nèi)節(jié)流孔或節(jié)流2023/2/2間隙以及彈性膠泥材料本身體積被壓縮后的反作用力產(chǎn)生一定的阻抗力。主要優(yōu)點:容量大、體積小、質(zhì)量輕、檢修周期長,它兼有液壓和橡膠緩沖器兩者的優(yōu)點,同時克服了液壓緩沖器制造比較復(fù)雜、密封困難以及橡膠緩沖器吸收率低等缺點。這種緩沖器由于具有其他傳統(tǒng)緩沖器不可比擬的高技術(shù)性能,所以迅速得到了推廣。2023/2/24.3動車組車輛連接風(fēng)擋主要結(jié)構(gòu)形式與性能特點4.3.1滑動式風(fēng)擋滑動風(fēng)擋是把車鉤緩沖裝置全部包容在內(nèi)的雙波紋結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)有點類似于鐵風(fēng)擋，風(fēng)擋的外端連接面為滑動面，利用彈簧的壓力保持滑動面連掛后的持續(xù)壓緊。其滑動面的寬度應(yīng)確保車輛間發(fā)生橫向位移時不產(chǎn)生錯位縫隙。渡板固定在車的端墻上，可向上翻起。2023/2/2二、雙包折棚風(fēng)擋雙包折棚風(fēng)擋具有良好的密封性能、耐壓強度和隔聲性能。內(nèi)外層折棚件在折疊時反方向?qū)χ?。兩車的端墻面之間距離為700mm。風(fēng)擋周邊封閉，在運行中通道內(nèi)凈寬可保持1100mm左右。渡板采用鉸接?xùn)糯畎?，可防止在曲線運行時出現(xiàn)縫隙。在車端外形輪廓處設(shè)有彈性護板，縮小了車輛端墻之間的間隙，外觀看避免了兩車間的內(nèi)凹，