铁路客车钩缓装置改造研究

佚名

摘要：近年来，在铁路客车运用过程中，钩缓装置故障对铁路正常运营造成一定影响。为了消除铁路客车钩缓装置运用中的隐患，收集、统计近几年出现的客车钩缓装置故障，并进行分析研究，以改进铁路客车钩缓装置，优化钩缓装置检修要求。基于此，本篇文章对铁路客车钩缓装置改造进行研究，以供参考。

关键词：铁路客车；钩缓装置；改造研究

引言

随着列车运行数量的增多,运行环境愈发复杂,碰撞事故时有发生。虽然近年来列车主被动安全技术有较大发展,但仍难以完全避免碰撞事故的发生,近年来国内外多次发生铁路车辆碰撞事故,因此车辆被动安全性领域的研究日益受到社会的关注。由于列车是多节车辆编组而成的,最优的钩缓装置的阻抗力配置,可以使位于碰撞界面附近的车辆加速度峰值减小,进而降低乘客受伤的风险。基于此，本文探究铁路客车钩缓装置改造研究。

1车钩的工作原理

短编组城际动车组列车两端采用自适应连挂的车钩缓冲装置，为10型全自动车钩缓冲装置示。在该车钩缓冲装置上安装有电气车钩及推送装置，能够实现机械、电气、风路的自动连接与解钩，在有需要时可以手动解钩。该车钩设置有机械连挂的探测装置，能够识别车钩的类型，从而判断电气车钩是否自动伸出。与同类型的列车重联时，电气车钩能够自动伸出，实现互联互通。该车钩在与不同类型的列车重联时，由机械车钩执行重联，电气车钩不会伸出。车钩在单钩状态下，机械车钩与电气车钩都处于待挂位状态。缓冲装置采用气液缓冲器和环形弹簧组合方案，为拉压独立结构，拉伸时环形弹簧作用，压缩由气液缓冲器独立作用。该缓冲装置能有效提升缓部件的初始阻抗力和能量吸收率，且结构紧凑。

2车钩缓冲装置结构

车钩型式为柴田式半自动密接钩，缓冲器为W动作型复式橡胶缓冲器，用于传递纵向载荷并缓冲吸收冲动能量。其主要结构为钩体、钩舌、气阀、横销、纵销、框接头、缓冲器框体和橡胶缓冲器组成。柴田式车钩可实现自动连挂和解钩。当相邻两车钩以一定的速度相互接近，其中1个车钩的钩舌与对应车钩凸锥相接触，并在该凸锥斜端面的压迫下逆时针转动，逐渐进入钩舌腔内，2个半圆形钩舌形成一个完整的圆柱体和钩体中的钩舌腔相互嵌套，完成连挂。解钩时，动作相反。橡胶缓冲器组由2组橡胶板组成。两缓冲器被立板隔开，采用前后从板，经预压缩安装在缓冲器框体内。当车钩缓冲装置未受到拉伸与压缩时，缓冲器的橡胶片和立板在初始压力的作用下保持平衡。橡胶缓冲装置结构如图1所示，不受力状态如图2所示。

图1橡胶缓冲装置结构

图2橡胶缓冲装置在不受力的状态

当车钩缓冲装置受到压缩力时，缓冲器框压缩2号橡胶缓冲器，1号缓冲器跟随回弹，吸收车辆间冲动能量;当缓冲器受到牵引力时，缓冲器框压缩1号橡胶缓冲器，2号橡胶缓冲器跟随回弹，吸收车辆间冲动能量。通过缓冲器吸能原理可知，无论车钩缓冲装置是受哪种车间作用力，至少会有1个缓冲器被压缩起到吸能作用，同时另一个缓冲器迅速回弹。因缓冲器一直处于压缩状态，从板与从板座始终密贴，避免了金属与金属出现间隙，从而消除了缓冲盲区，提高了动车组的乘坐舒适性。

3列车对缓冲器的技术要求

(1)车钩及缓冲器系统可吸收速度为8km/h的列车(AW0)与制动的列车(AW0)相撞时产生的冲击能量,任何部件不能损坏(或满足5km/h的列车(AW2)与制动的列车(AW2)相撞时产生的冲击能量)。(2)缓冲器系统可吸收速度为15km/h的列车(AW0)与制动的列车(AWO)相撞时产生的冲击能量。在此冲击速度下,车体不能损坏。(3)当两列AW0的列车(其中--列车施加停放制动或EN15227标准要求)在相对速度为15~25km/h相撞时，最大的碰撞能量发生在两辆头车之间。在自动车钩系统上设有过载保护措施,当车钩不能吸收多余能量后,司机室前端的防爬器吸收部分能量,如果仍然有未消耗的能量,将由司机室吸能区域通过变形吸收,客室结构没有任何变形。(4)列车实施坡道救援时,一列AW0列车救援一列无动力的AW3列车,在线路坡度差最大的变坡点位置上,在加速状态下施加紧急制动时所产生的最大作用力可被缓冲器完全吸收。根据《GB/T7928铁路车辆通用技术条件》中规定,线路坡度最大为35%o。根据上述吸能要求，需要配置缓冲器与压溃管相结合的方式。压溃管选型相对简单,主要在于压溃管稳态力的设置。缓冲器用来吸收车辆正常连挂及运行过程中的冲击能量,在出现意外碰撞等工况时最大限.度保护乘客安全,在列车碰撞及救援过程中发挥着重要作用。为满足上述列车吸能要求，必须对缓冲器进行分析选型,以达到最优的吸能效果。

4影响车钩偏转角的主要因素

4.1钩缓装置丛板摩擦系数降低

车钩与钩尾框采用扁销连接，当车钩受压出现偏转趋势时，需靠钩尾凸形圆弧面与前丛板凹形圆弧面间产生的摩擦力来提供抗偏转阻力矩，实现车钩的承压稳定。错位机车状态检查中发现，钩尾与前丛板的结合处存有油脂、污渍，使得丛板摩擦系数大大降低，车钩的稳钩能力变弱，在大压钩力作用下就会造成车钩偏转，产生一定的横向力，从而导致机车错位。

4.2车钩力的作用

通过试验验证：车钩受拉力作用产生的偏转角在-2°~2°之间，而且随着拉力的增加车钩逐渐趋于稳定；受压力作用时，车钩呈现出向同一侧偏转现象，而且偏转角度随着压力的增加保持线性增大的趋势。当压力为400kN左右时，车钩偏转角度就接近控制限度值。

5铁路客车钩缓装置改进建议

(1)优化除锈工艺措施，采用非机械加工方式去除表面锈蚀及机械损伤;(2)车钩连挂间隙及金属件配合间隙对车辆纵向冲动会产生影响。随着动车组运行里程的延长，金属件磨耗也随之增加，可通过更新低价值零部件，如横销和纵销，减小金属配合间隙;(3)优化产品设计结构，钩体、框接头、缓冲器框体等高价值零件理论上与动车组等寿命，可在销孔配合部位新增可更换的耐磨性衬套;(4)综合现车试验，结合动车组车钩缓冲装置检修经济性、可操作性等因素，进一步研究量化车钩缓冲装置金属件配合间隙最大允许值，从而制定合理的产品检修要求。（5）修订机车钩缓部件的工艺要求。1）禁止车钩尾部涂抹任何油脂，进一步增大钩尾摩擦力，降低车钩偏转角。2）禁止使用带工艺孔及钩尾加垫的车钩，保证钩尾与丛板的接触面状态良好，提升钩尾受压稳钩能力。（6）制定整治方案。根据机车走行部关键受力部件的性能状态，借鉴大秦铁路的相关经验，连续出现3次及以上车体错位故障的机车，须采取钩缓部件更新、二系圆簧旋转零点漂移180°及全车承重调簧的整治方案。通过采取上述措施，2万t列车车体错位问题已被控制在相对较小的发生概率、相对安全的范围。

结束语

总而言之，开展铁路客车钩缓装置改造研究，提高铁路客车受力安全性。深度分析钩缓装置结构特点，开展铁路客车钩缓装置参数优化和统型关键技术研究，从而大幅提升铁路客车的整体稳定性。

参考文献

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