全自动车钩介绍与应用探讨

杨峰

（南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210012）

全自动车钩介绍与应用探讨

杨峰

（南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210012）

本文主要是介绍南京地铁电客车全自动车钩的基本结构、功能原理，在设计上的一些细微差别；重点介绍全自动车钩在检修维护过程中维护重点与盲点；探讨全自动车钩在实际应用过程中的一些问题。

全自动车钩；救援；连挂；维护

0 引言

南京地铁电客车车钩是采用福伊特驱动技术系统（上海）有限公司生产的模块化、轻维护35型车钩。35型车钩有强度高，可连挂区域大等特点，广泛应用于地铁与轻轨车辆上。南京地铁一号线、一号南延线、二号线，以及新线的全自动车钩均为35型车钩，既可以实现同一种类型车辆的自动连挂，也可以轻松实现不同车型间的自动连挂。

1　全自动车钩结构与功能原理介绍

（1）全自动车钩基本结构（图1），主要包括车钩头、钩锁装置、电动车钩头、气动对中装置、接地装置、带支座的轴承座、带减震器的车钩柄、气动元件、接地装置等。全自动车钩可以实现两个全自动车钩自动连挂的功能，主要包括机械、电气以及气路的连挂，连挂快速且准确，在救援编组连挂时十分方便快捷，适用于城市轨道交通的特性。较传统车钩相比，又有着轻量化、构造精密、外型优美等特点。在解钩时，司机可以通过位于司机室操作台上的解钩按钮进行解钩。通过过渡车钩同样可以实现与配置13号车钩的工程车进行连挂作业。

图1　全自动车钩结构简图

图2　连挂后力学分析

（2）重点部件介绍。①钩头下部红色截止阀位置对车钩的影响。②5/2阀对车钩钩头的控制全自动车钩的电动钩采用气动方式驱动，列车主风管（MR）直接为之提供风源。当列车连挂时，一列车缓慢行驶（V≤3 km/h）并逐渐接近另外一列车时，凸锥与凹锥相互耦合，棘爪得以释放，并在拉簧力的作用下，车钩锁中枢轴逆时针旋转，5/2路阀门被换向导通，电动钩头在风缸作用力下实现钩头的移动、打开。当列车解钩时，位于5/2路阀使电动头首先缩进，然后机械连接被分离。③全自动车钩主要功能及应用：全自动车钩的主要功能包括车辆连挂、车辆解钩以及通过缓冲器实现能量吸收功能。在正线的救援连挂、列车轮对不落轮镟修、库内无动力转轨、列车无动力转场等都需要使用到全自动车钩。④全自动车钩连挂原理：当两列车连挂在一起时，两列车之间钩舌与挂钩板相互耦合，钩锁装置会形成一个平行四边形形状，这样可以将牵引荷载均匀地分布在两个钩锁装置上。车钩锁只受到拉伸负荷的影响，并负荷均匀地分布到两个钩舌上（图2）。通过简单的力学模型计算可知整个钩锁装置相对于车钩锁中枢轴的旋转力矩大小相等，方向相反，实现了车钩的安全锁闭功能。南京地铁各条线路使用的35型车钩在具体运用过程中存在些许差别，具体情况如表1所示。

表1　南京地铁35型车钩运用状态

2　全自动车钩维护要求与检查重点

（1）润滑与维护。车钩润滑点主要包括七大部件，确保在车钩连挂过程转动灵活，无卡涩现象，确保一次连挂到位。这些都是大家耳熟能详的部件，主要包括连挂锥面，连挂杆与连挂锥面摩擦处，棘爪，转动轴，连挂杆头，车钩钩面，挂钩板等。但车钩头内部件检查往往是检修过程中容易忽略的部分，如拉簧、压簧以及导杆等部件。针对这种情况，专业技术人员到现场进行作业指导，对发现的故障问题及时修复，全面提高了车钩各部件的可靠性。

（2）全自动车钩的高度校准。全自动车钩必须与车辆纵轴对齐。由于全自动车钩本身重力作用可能会造成车钩的垂直偏差（下垂）。这势必会减小车钩的连挂范围。因此，必须定期检查车钩倾斜角 度。最小倾斜角度：-0.5°，最大倾斜角度：±0°。刚交付的新车橡胶堆支撑塑性变形大，需缩短调整周期。因此，要求对新车必须每隔 2 个月检查一次车钩倾斜度。待一年后，橡胶堆逐步硬化，形变量变小，依照维护要求把维修周期固定为每半年时间进行一次车钩倾斜度调整。（3）手动功能测试。在车钩检查作业过程中必须进行手动功能测试，当车钩从准备连挂到连挂过程中电动钩头盖必须打开迅速；再进行测试解钩测试，电动钩头回收过程要动作平缓，电动钩头要先于机械连接分离，且车钩电气盒关闭到位。（4）车钩拉簧故障。车钩拉簧是在列车连挂时，带动挂钩板旋转，实现列车连挂的重要部件，拉簧拉力不足或者断裂会造成列车连挂失败。在专项整治过程中发现的T1～T17车为细型拉簧，T18～T35为外径更粗的新型拉簧，新型拉簧的簧丝直径、弹性强度远高于故障拉簧，后续生产的新车钩都已采用新型拉簧。为确保列车可正常连挂，对不符合要求的拉簧全部更换成新拉簧。

3　全自动车钩应用探讨

（1）全自动车钩高度对救援连挂影响。全自动车钩的橡胶支撑是用于调节车钩处于水平状态，而不是用于调整车钩高度的。车钩实际高度很大程度上取决于车体上车钩的安装位置以及车体上车钩安装固定板的垂直度状况，图3为全自动车钩自动连挂范围。两列车的全自动车钩高度在相差多少，还能完成自动连挂呢？①列车新轮直径为840 mm，磨耗到限的轮径为770 mm，磨耗半径为（840-770）/2=35 mm，在理论上两列车全自动车钩在垂直方向上的最大高度差为35 mm，表明列车是完全可以进行自动连挂的。②并且当列车半径磨耗达到12 mm时，列车就会进行转向架加垫作业重新调整车体高度，全自动车钩同样固定在车体上，车钩高度也会相应增加。在正常情况下两列车全自动车钩在垂直方向上的最大高度差不会大于12 mm，完全可以满足列车的自动连挂。结论：全自动车钩的高度实际调整的是车钩与车辆纵轴对齐，车钩的姿态要水平，只要满足这两个条件列车就可以满足连挂的条件。

图4　电控盒距离挂钩面的距离

图3　自动连挂区域

（2）弯道救援连挂。弯道救援连挂条件要比平时的演练更加复杂，曲线半径小，容易发生连挂失败。南京地铁曾经发生由于被连挂车钩与救援车的全自动车钩不在自动连挂范围，造成凸锥与凸锥相撞事件，车钩在巨大的冲击力作用下左右摆动撞坏左右裙板。因此在列车救援连挂过程时，司机应充分观察轨道条件（目测曲线半径大小），确认是否具备连挂条件。必要时可以手动截至车钩下方红色截止阀门，手动对中后再缓慢进行连挂。

（3）当被救援列车严重漏气，电动钩头无法打开，是否会影响连挂救援。图4中X的距离为电动钩头电气盒最外侧到挂钩面的距离大约为2.5 mm左右，与连挂车钩的电气盒完全不会接触。只要在连挂过程中确保两个钩头都在连挂范围内，就可以实现列车的救援连挂。列车电控盒无法打开，救援列车电控盒可以打开，列车完全可以进行连挂。此结论同样适用于一号线列车（红色截止阀处于关断位置，电控盒无法打开）与一号南延线或者二号线列车的连挂。这时就需要截断两列车之间的主风管阀门，避免把被救援车的故障带入救援车，造成救援时间延误。

（4）过渡车钩与半自动车钩的连挂。当过渡车钩与半全动车钩进行连挂时，应使用与SCHAKU公司生产的35型过渡车钩，并且应确定过渡车钩高度是否在连挂范围内，否则同样会造成连挂失败。

4　结语

南京地铁电客车全自动车钩选用的是SCHAKU公司的35型车钩，这款35型车钩广泛应用于国内外轨道交通行业，在结构、强度设计与地铁列车相匹配。本文主要是从南京地铁车钩维护与运用的实际角度出发，探讨全自动车钩在检修、运用过程中的一些问题，并采取相应的措施以及针对性意见。

[1] 严隽耄，成建民.车辆工程.中国铁道出版社：北京，2003.

[2] 南京地铁二号线全自动车钩培训手册.上海福伊特驱动技术系统公司.

U270.34

A

1671-0711（2016）09（下）-0116-02