全自動車鉤介紹與應(yīng)用探討

楊峰

（南京地鐵運營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012）

全自動車鉤介紹與應(yīng)用探討

楊峰

（南京地鐵運營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012）

本文主要是介紹南京地鐵電客車全自動車鉤的基本結(jié)構(gòu)、功能原理，在設(shè)計上的一些細(xì)微差別；重點介紹全自動車鉤在檢修維護(hù)過程中維護(hù)重點與盲點；探討全自動車鉤在實際應(yīng)用過程中的一些問題。

全自動車鉤；救援；連掛；維護(hù)

0 引言

南京地鐵電客車車鉤是采用福伊特驅(qū)動技術(shù)系統(tǒng)（上海）有限公司生產(chǎn)的模塊化、輕維護(hù)35型車鉤。35型車鉤有強(qiáng)度高，可連掛區(qū)域大等特點，廣泛應(yīng)用于地鐵與輕軌車輛上。南京地鐵一號線、一號南延線、二號線，以及新線的全自動車鉤均為35型車鉤，既可以實現(xiàn)同一種類型車輛的自動連掛，也可以輕松實現(xiàn)不同車型間的自動連掛。

1　全自動車鉤結(jié)構(gòu)與功能原理介紹

（1）全自動車鉤基本結(jié)構(gòu)（圖1），主要包括車鉤頭、鉤鎖裝置、電動車鉤頭、氣動對中裝置、接地裝置、帶支座的軸承座、帶減震器的車鉤柄、氣動元件、接地裝置等。全自動車鉤可以實現(xiàn)兩個全自動車鉤自動連掛的功能，主要包括機(jī)械、電氣以及氣路的連掛，連掛快速且準(zhǔn)確，在救援編組連掛時十分方便快捷，適用于城市軌道交通的特性。較傳統(tǒng)車鉤相比，又有著輕量化、構(gòu)造精密、外型優(yōu)美等特點。在解鉤時，司機(jī)可以通過位于司機(jī)室操作臺上的解鉤按鈕進(jìn)行解鉤。通過過渡車鉤同樣可以實現(xiàn)與配置13號車鉤的工程車進(jìn)行連掛作業(yè)。

圖1　全自動車鉤結(jié)構(gòu)簡圖

圖2　連掛后力學(xué)分析

（2）重點部件介紹。①鉤頭下部紅色截止閥位置對車鉤的影響。②5/2閥對車鉤鉤頭的控制全自動車鉤的電動鉤采用氣動方式驅(qū)動，列車主風(fēng)管（MR）直接為之提供風(fēng)源。當(dāng)列車連掛時，一列車緩慢行駛（V≤3 km/h）并逐漸接近另外一列車時，凸錐與凹錐相互耦合，棘爪得以釋放，并在拉簧力的作用下，車鉤鎖中樞軸逆時針旋轉(zhuǎn)，5/2路閥門被換向?qū)?，電動鉤頭在風(fēng)缸作用力下實現(xiàn)鉤頭的移動、打開。當(dāng)列車解鉤時，位于5/2路閥使電動頭首先縮進(jìn)，然后機(jī)械連接被分離。③全自動車鉤主要功能及應(yīng)用：全自動車鉤的主要功能包括車輛連掛、車輛解鉤以及通過緩沖器實現(xiàn)能量吸收功能。在正線的救援連掛、列車輪對不落輪鏇修、庫內(nèi)無動力轉(zhuǎn)軌、列車無動力轉(zhuǎn)場等都需要使用到全自動車鉤。④全自動車鉤連掛原理：當(dāng)兩列車連掛在一起時，兩列車之間鉤舌與掛鉤板相互耦合，鉤鎖裝置會形成一個平行四邊形形狀，這樣可以將牽引荷載均勻地分布在兩個鉤鎖裝置上。車鉤鎖只受到拉伸負(fù)荷的影響，并負(fù)荷均勻地分布到兩個鉤舌上（圖2）。通過簡單的力學(xué)模型計算可知整個鉤鎖裝置相對于車鉤鎖中樞軸的旋轉(zhuǎn)力矩大小相等，方向相反，實現(xiàn)了車鉤的安全鎖閉功能。南京地鐵各條線路使用的35型車鉤在具體運用過程中存在些許差別，具體情況如表1所示。

表1　南京地鐵35型車鉤運用狀態(tài)

2　全自動車鉤維護(hù)要求與檢查重點

（1）潤滑與維護(hù)。車鉤潤滑點主要包括七大部件，確保在車鉤連掛過程轉(zhuǎn)動靈活，無卡澀現(xiàn)象，確保一次連掛到位。這些都是大家耳熟能詳?shù)牟考?，主要包括連掛錐面，連掛桿與連掛錐面摩擦處，棘爪，轉(zhuǎn)動軸，連掛桿頭，車鉤鉤面，掛鉤板等。但車鉤頭內(nèi)部件檢查往往是檢修過程中容易忽略的部分，如拉簧、壓簧以及導(dǎo)桿等部件。針對這種情況，專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)，對發(fā)現(xiàn)的故障問題及時修復(fù)，全面提高了車鉤各部件的可靠性。

（2）全自動車鉤的高度校準(zhǔn)。全自動車鉤必須與車輛縱軸對齊。由于全自動車鉤本身重力作用可能會造成車鉤的垂直偏差（下垂）。這勢必會減小車鉤的連掛范圍。因此，必須定期檢查車鉤傾斜角 度。最小傾斜角度：-0.5°，最大傾斜角度：±0°。剛交付的新車橡膠堆支撐塑性變形大，需縮短調(diào)整周期。因此，要求對新車必須每隔 2 個月檢查一次車鉤傾斜度。待一年后，橡膠堆逐步硬化，形變量變小，依照維護(hù)要求把維修周期固定為每半年時間進(jìn)行一次車鉤傾斜度調(diào)整。（3）手動功能測試。在車鉤檢查作業(yè)過程中必須進(jìn)行手動功能測試，當(dāng)車鉤從準(zhǔn)備連掛到連掛過程中電動鉤頭蓋必須打開迅速；再進(jìn)行測試解鉤測試，電動鉤頭回收過程要動作平緩，電動鉤頭要先于機(jī)械連接分離，且車鉤電氣盒關(guān)閉到位。（4）車鉤拉簧故障。車鉤拉簧是在列車連掛時，帶動掛鉤板旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)列車連掛的重要部件，拉簧拉力不足或者斷裂會造成列車連掛失敗。在專項整治過程中發(fā)現(xiàn)的T1～T17車為細(xì)型拉簧，T18～T35為外徑更粗的新型拉簧，新型拉簧的簧絲直徑、彈性強(qiáng)度遠(yuǎn)高于故障拉簧，后續(xù)生產(chǎn)的新車鉤都已采用新型拉簧。為確保列車可正常連掛，對不符合要求的拉簧全部更換成新拉簧。

3　全自動車鉤應(yīng)用探討

（1）全自動車鉤高度對救援連掛影響。全自動車鉤的橡膠支撐是用于調(diào)節(jié)車鉤處于水平狀態(tài)，而不是用于調(diào)整車鉤高度的。車鉤實際高度很大程度上取決于車體上車鉤的安裝位置以及車體上車鉤安裝固定板的垂直度狀況，圖3為全自動車鉤自動連掛范圍。兩列車的全自動車鉤高度在相差多少，還能完成自動連掛呢？①列車新輪直徑為840 mm，磨耗到限的輪徑為770 mm，磨耗半徑為（840-770）/2=35 mm，在理論上兩列車全自動車鉤在垂直方向上的最大高度差為35 mm，表明列車是完全可以進(jìn)行自動連掛的。②并且當(dāng)列車半徑磨耗達(dá)到12 mm時，列車就會進(jìn)行轉(zhuǎn)向架加墊作業(yè)重新調(diào)整車體高度，全自動車鉤同樣固定在車體上，車鉤高度也會相應(yīng)增加。在正常情況下兩列車全自動車鉤在垂直方向上的最大高度差不會大于12 mm，完全可以滿足列車的自動連掛。結(jié)論：全自動車鉤的高度實際調(diào)整的是車鉤與車輛縱軸對齊，車鉤的姿態(tài)要水平，只要滿足這兩個條件列車就可以滿足連掛的條件。

圖4　電控盒距離掛鉤面的距離

圖3　自動連掛區(qū)域

（2）彎道救援連掛。彎道救援連掛條件要比平時的演練更加復(fù)雜，曲線半徑小，容易發(fā)生連掛失敗。南京地鐵曾經(jīng)發(fā)生由于被連掛車鉤與救援車的全自動車鉤不在自動連掛范圍，造成凸錐與凸錐相撞事件，車鉤在巨大的沖擊力作用下左右擺動撞壞左右裙板。因此在列車救援連掛過程時，司機(jī)應(yīng)充分觀察軌道條件（目測曲線半徑大?。_認(rèn)是否具備連掛條件。必要時可以手動截至車鉤下方紅色截止閥門，手動對中后再緩慢進(jìn)行連掛。

（3）當(dāng)被救援列車嚴(yán)重漏氣，電動鉤頭無法打開，是否會影響連掛救援。圖4中X的距離為電動鉤頭電氣盒最外側(cè)到掛鉤面的距離大約為2.5 mm左右，與連掛車鉤的電氣盒完全不會接觸。只要在連掛過程中確保兩個鉤頭都在連掛范圍內(nèi)，就可以實現(xiàn)列車的救援連掛。列車電控盒無法打開，救援列車電控盒可以打開，列車完全可以進(jìn)行連掛。此結(jié)論同樣適用于一號線列車（紅色截止閥處于關(guān)斷位置，電控盒無法打開）與一號南延線或者二號線列車的連掛。這時就需要截斷兩列車之間的主風(fēng)管閥門，避免把被救援車的故障帶入救援車，造成救援時間延誤。

（4）過渡車鉤與半自動車鉤的連掛。當(dāng)過渡車鉤與半全動車鉤進(jìn)行連掛時，應(yīng)使用與SCHAKU公司生產(chǎn)的35型過渡車鉤，并且應(yīng)確定過渡車鉤高度是否在連掛范圍內(nèi)，否則同樣會造成連掛失敗。

4　結(jié)語

南京地鐵電客車全自動車鉤選用的是SCHAKU公司的35型車鉤，這款35型車鉤廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外軌道交通行業(yè)，在結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計與地鐵列車相匹配。本文主要是從南京地鐵車鉤維護(hù)與運用的實際角度出發(fā)，探討全自動車鉤在檢修、運用過程中的一些問題，并采取相應(yīng)的措施以及針對性意見。

[1] 嚴(yán)雋耄，成建民.車輛工程.中國鐵道出版社：北京，2003.

[2] 南京地鐵二號線全自動車鉤培訓(xùn)手冊.上海福伊特驅(qū)動技術(shù)系統(tǒng)公司.

U270.34

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1671-0711（2016）09（下）-0116-02