高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的探討

劉青波

（中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司車體研發(fā)部，吉林長(zhǎng)春130062）

高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的探討

劉青波

（中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司車體研發(fā)部，吉林長(zhǎng)春130062）

總結(jié)了高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤的設(shè)計(jì)要求，探討了過(guò)渡車鉤的操作程序，分析了一些在過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)中值得關(guān)注的問(wèn)題，并有針對(duì)性地提出了一些措施，避免了這些問(wèn)題對(duì)過(guò)渡車鉤連掛操作的不利影響。

高速動(dòng)車組；密接車鉤；過(guò)渡車鉤

高速動(dòng)車組已經(jīng)在中國(guó)鐵路廣泛投入使用，為了保證列車高速運(yùn)行的平穩(wěn)性、舒適性，這些高速動(dòng)車組使用了各種制式的密接式車鉤[1]，與中國(guó)鐵路傳統(tǒng)機(jī)車車輛使用的自動(dòng)車鉤不能實(shí)現(xiàn)直接連掛，為了保證對(duì)這些動(dòng)車組的緊急救援和調(diào)車作業(yè)，有必要使用過(guò)渡車鉤。本文介紹了不同過(guò)渡車鉤的功能和技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合具體運(yùn)用，指出了過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)中值得注意的一些問(wèn)題和相應(yīng)的技術(shù)措施。

1現(xiàn)有動(dòng)車組用鉤緩情況介紹

目前高鐵線路在用的CRH系列動(dòng)車組中，CRH1、CRH3、CRH5和CRH380B系列動(dòng)車組頭車前端則采用歐式10型車鉤，如圖1所示，這種車鉤在世界范圍內(nèi)的高速列車上普遍使用，也是TSI標(biāo)準(zhǔn)（泛歐高速鐵路系統(tǒng)互通性技術(shù)條件）中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)車鉤輪廓類型。CRH2系列動(dòng)車組采用日式柴田車鉤，如圖2所示，這種車鉤在日本高速列車上普遍使用。

圖1 歐式10型車鉤

圖2 日式柴田車鉤

在各型動(dòng)車組中，裝用日式柴田車鉤的動(dòng)車組車鉤類型和高度相同，相互之間能夠連掛，但與其他動(dòng)車組無(wú)法實(shí)現(xiàn)連掛；裝用歐式10型車鉤動(dòng)車組相互之間車鉤高度差很小，相互之間可以保證機(jī)械車鉤連掛和分解，具備相互連掛救援的基本條件。

在動(dòng)車組無(wú)火回送和救援工況時(shí)，需使用機(jī)車進(jìn)行牽引。由于動(dòng)車組的自動(dòng)車鉤為歐洲10型或日式柴田密接車鉤，無(wú)法與安裝有中國(guó)AAR類型的13/15號(hào)車鉤的機(jī)車直接聯(lián)掛，需通過(guò)過(guò)渡車鉤轉(zhuǎn)換車鉤高度和車鉤頭類型。

2高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

2.1 過(guò)渡車鉤結(jié)構(gòu)

按照結(jié)構(gòu)型式，過(guò)渡車鉤分為整體式和分體式。CRH2型動(dòng)車組為整體式，其余動(dòng)車組均為分體式。

2.2 過(guò)渡車鉤技術(shù)參數(shù)

CRH系列動(dòng)車組過(guò)渡車鉤的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1所示。

表1 過(guò)渡車鉤技術(shù)參數(shù)

3高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤的功能及設(shè)計(jì)要求

3.1 實(shí)現(xiàn)不同制式車鉤之間的連掛

為了機(jī)車的13號(hào)車鉤與動(dòng)車組車鉤連掛，過(guò)渡車鉤一般都設(shè)計(jì)成背靠背的結(jié)構(gòu)，該車鉤一端可與歐式10型車鉤或日式柴田車鉤連掛，另一端與13號(hào)自動(dòng)車鉤連掛。為了簡(jiǎn)化過(guò)渡車鉤結(jié)構(gòu)，13號(hào)車鉤端一般做成鉤舌固定的型式，連掛和解鉤時(shí)需要操作機(jī)車上的13號(hào)車鉤解鉤裝置。

3.2 實(shí)現(xiàn)不同高度車鉤之間的連掛

機(jī)車車鉤高度880 mm，為實(shí)現(xiàn)和不同動(dòng)車組車鉤之間的連掛高度，需要兩側(cè)鉤高差不同的過(guò)渡車鉤，具體過(guò)渡車鉤的類型參見(jiàn)表2.

表2 不同動(dòng)車組過(guò)渡車鉤類型

3.3 過(guò)渡車鉤的重量要求

由于進(jìn)行調(diào)車和救援作業(yè)時(shí)，需要以人力搬運(yùn)和安裝過(guò)渡車鉤，過(guò)渡車鉤的重量不宜過(guò)重，根據(jù)UIC660規(guī)定，過(guò)渡車鉤單體重量不能超過(guò)50 kg，所以過(guò)渡車鉤會(huì)盡可能地采取減重措施，并設(shè)計(jì)成多個(gè)模塊，以減輕人工搬運(yùn)的重量。

3.4 過(guò)渡車鉤的強(qiáng)度要求

過(guò)渡車鉤應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，滿足調(diào)車和救援作業(yè)的需要。由于受過(guò)渡車鉤重量的要求，同時(shí)車鉤兩端存在高度差，傳遞縱向力時(shí)會(huì)承受附加彎矩，過(guò)渡車鉤難以實(shí)現(xiàn)很高的強(qiáng)度?，F(xiàn)有動(dòng)車組過(guò)渡車鉤強(qiáng)度詳見(jiàn)表1.

3.5 過(guò)渡車鉤操作程序

考慮到過(guò)渡車鉤一個(gè)主要功能是正線運(yùn)行的緊急救援，以下操作程序應(yīng)較為合理：

（1）先把過(guò)渡車鉤的密接車鉤端模塊安裝到動(dòng)車組的密接車鉤上；

（2）依次安裝過(guò)渡車鉤的其他模塊；

（3）向下按壓過(guò)渡車鉤，利用組裝后的過(guò)渡車鉤重量，使過(guò)渡車鉤與動(dòng)車組密接車鉤連掛（適用于帶有輔助掛鉤的過(guò)渡車鉤）；

（4）救援機(jī)車到達(dá)后，使用提鉤桿將救援機(jī)車的13號(hào)車鉤打開(kāi)至“全開(kāi)位置”；

（5）向動(dòng)車組移動(dòng)救援機(jī)車，使13號(hào)車鉤與過(guò)渡車鉤的13號(hào)車鉤端實(shí)現(xiàn)連掛；

（6）連接過(guò)渡車鉤與機(jī)車的列車管；

4高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

傳統(tǒng)機(jī)車車輛兩車鉤連掛后，鉤舌在縱向傳遞牽引力，在橫向互相約束，不能脫開(kāi)，在垂向會(huì)發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，整個(gè)車鉤在車輛運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)發(fā)生在垂直平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。密接車鉤的安裝方式則不同，以CRH380BL動(dòng)車組自動(dòng)車鉤為例（如圖3），車鉤尾部通過(guò)橡膠緩沖器、關(guān)節(jié)軸承等裝置固定在車鉤安裝板上，不能發(fā)生相對(duì)位移，但是可以發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)（圍繞圖3中的點(diǎn)A）。

圖3 密接式車鉤的安裝方式

CRH380BL動(dòng)車組自動(dòng)車鉤車鉤尾部有一個(gè)橡膠支撐彈簧，用于支撐車鉤重量，保持車鉤的水平狀態(tài)。車鉤連掛后間隙很小，兩車鉤頭連掛后在各個(gè)方向上都不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，而兩車鉤的高度不可能總是保持一致，故車輛運(yùn)行中車鉤會(huì)圍繞點(diǎn)A發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

以下幾個(gè)因素會(huì)影響密接車鉤以及安裝在其上的過(guò)渡車鉤的高度，這些因素值得在設(shè)計(jì)和運(yùn)用中關(guān)注，并采取必要措施避免其帶來(lái)的不利影響：

（1）受橡膠蠕變作用的影響，支撐彈簧的高度在運(yùn)用中會(huì)發(fā)生一點(diǎn)變化，導(dǎo)致車鉤向下傾斜，運(yùn)用中需要定期調(diào)整支撐彈簧，恢復(fù)密接車鉤的水平狀態(tài)。

（2）過(guò)渡車鉤有一定的重量，過(guò)渡車鉤安裝后，會(huì)造成車鉤頭的高度降低。

（3）考慮各種車鉤相應(yīng)結(jié)構(gòu)對(duì)連掛造成不利影響，過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)減小鉤高差值，以此來(lái)補(bǔ)償鉤高過(guò)低的狀況。

5統(tǒng)型過(guò)渡車鉤在高速動(dòng)車組的應(yīng)用

目前國(guó)內(nèi)各型動(dòng)車組中，不同系列動(dòng)車組由于前端自動(dòng)車鉤的形式和安裝高度不同，相互之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械車鉤連掛，導(dǎo)致不同類型動(dòng)車組之間在需要時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)相互救援。為解決此問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了高速動(dòng)車組相互救援用過(guò)渡車鉤。

統(tǒng)型的過(guò)渡車鉤方案按照?qǐng)D4所示的模塊化整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖4 統(tǒng)型過(guò)渡車鉤結(jié)構(gòu)

動(dòng)車組統(tǒng)型過(guò)渡車鉤實(shí)現(xiàn)了鉤高調(diào)整、風(fēng)管防塵，連掛輔助掛鉤間隙調(diào)整，克服了既有動(dòng)車組過(guò)渡車鉤運(yùn)行中存在的問(wèn)題。動(dòng)車組統(tǒng)型過(guò)渡車鉤方案各模塊采用成熟結(jié)構(gòu)，模塊間插隼連接結(jié)構(gòu)合理，可以保證救援運(yùn)用的安全性、可靠性，并具有良好的操作性。過(guò)渡車鉤與各型動(dòng)車組前端車鉤連掛功能良好，性能可靠，操作便捷。

6結(jié)束語(yǔ)

本文總結(jié)了當(dāng)前我國(guó)高速動(dòng)車組過(guò)渡車鉤的設(shè)計(jì)要求，探討了過(guò)渡車鉤的操作程序，分析了一些在過(guò)渡車鉤設(shè)計(jì)中值得關(guān)注的問(wèn)題，并有針對(duì)性地提出了過(guò)渡車鉤相應(yīng)的技術(shù)措施，避免了這些問(wèn)題對(duì)過(guò)渡車鉤連掛操作的不利影響，統(tǒng)型過(guò)渡車鉤的成功開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了CRH系列不同類型動(dòng)車組之間的相互救援。

[1]嚴(yán)雋耄.車輛工程[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1999.

Discuss Related to the Design of EMU Transition Coupler

LIU Qing-bo
（R&D Changchun Zhongche Railway Vehicle Body Limited by Share Ltd.，Jilin Changchun 130062，China）

Summary the design requirements of high speed EMU transition coupler，discusses the transition coupler operating procedures，analysis some concern in the transition coupler design problems，and puts forward some measures to avoid these problems，even the adverse effects of hanging operation for transition coupler.

EMU tightlock coupler；transition coupler

U266

A

1672-545X（2016）12-0129-03

2016-09-02

劉青波（1979－），男，吉林長(zhǎng)春人，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向：軌道客車車端連接設(shè)計(jì)。