楊峰

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012）

全自動(dòng)車(chē)鉤介紹與應(yīng)用探討

楊峰

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)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(chē)全自動(dòng)車(chē)鉤的基本結(jié)構(gòu)、功能原理，在設(shè)計(jì)上的一些細(xì)微差別；重點(diǎn)介紹全自動(dòng)車(chē)鉤在檢修維護(hù)過(guò)程中維護(hù)重點(diǎn)與盲點(diǎn)；探討全自動(dòng)車(chē)鉤在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的一些問(wèn)題。

全自動(dòng)車(chē)鉤；救援；連掛；維護(hù)

0 引言

南京地鐵電客車(chē)車(chē)鉤是采用福伊特驅(qū)動(dòng)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(chē)鉤。35型車(chē)鉤有強(qiáng)度高，可連掛區(qū)域大等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于地鐵與輕軌車(chē)輛上。南京地鐵一號(hào)線、一號(hào)南延線、二號(hào)線，以及新線的全自動(dòng)車(chē)鉤均為35型車(chē)鉤，既可以實(shí)現(xiàn)同一種類(lèi)型車(chē)輛的自動(dòng)連掛，也可以輕松實(shí)現(xiàn)不同車(chē)型間的自動(dòng)連掛。

1　全自動(dòng)車(chē)鉤結(jié)構(gòu)與功能原理介紹

（1）全自動(dòng)車(chē)鉤基本結(jié)構(gòu)（圖1），主要包括車(chē)鉤頭、鉤鎖裝置、電動(dòng)車(chē)鉤頭、氣動(dòng)對(duì)中裝置、接地裝置、帶支座的軸承座、帶減震器的車(chē)鉤柄、氣動(dòng)元件、接地裝置等。全自動(dòng)車(chē)鉤可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)全自動(dòng)車(chē)鉤自動(dòng)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(shí)十分方便快捷，適用于城市軌道交通的特性。較傳統(tǒng)車(chē)鉤相比，又有著輕量化、構(gòu)造精密、外型優(yōu)美等特點(diǎn)。在解鉤時(shí)，司機(jī)可以通過(guò)位于司機(jī)室操作臺(tái)上的解鉤按鈕進(jìn)行解鉤。通過(guò)過(guò)渡車(chē)鉤同樣可以實(shí)現(xiàn)與配置13號(hào)車(chē)鉤的工程車(chē)進(jìn)行連掛作業(yè)。

圖1　全自動(dòng)車(chē)鉤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2　連掛后力學(xué)分析

（2）重點(diǎn)部件介紹。①鉤頭下部紅色截止閥位置對(duì)車(chē)鉤的影響。②5/2閥對(duì)車(chē)鉤鉤頭的控制全自動(dòng)車(chē)鉤的電動(dòng)鉤采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，列車(chē)主風(fēng)管（MR）直接為之提供風(fēng)源。當(dāng)列車(chē)連掛時(shí)，一列車(chē)緩慢行駛（V≤3 km/h）并逐漸接近另外一列車(chē)時(shí)，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(chē)鉤鎖中樞軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，5/2路閥門(mén)被換向?qū)?，電?dòng)鉤頭在風(fēng)缸作用力下實(shí)現(xiàn)鉤頭的移動(dòng)、打開(kāi)。當(dāng)列車(chē)解鉤時(shí)，位于5/2路閥使電動(dòng)頭首先縮進(jìn)，然后機(jī)械連接被分離。③全自動(dòng)車(chē)鉤主要功能及應(yīng)用：全自動(dòng)車(chē)鉤的主要功能包括車(chē)輛連掛、車(chē)輛解鉤以及通過(guò)緩沖器實(shí)現(xiàn)能量吸收功能。在正線的救援連掛、列車(chē)輪對(duì)不落輪鏇修、庫(kù)內(nèi)無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)軌、列車(chē)無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)場(chǎng)等都需要使用到全自動(dòng)車(chē)鉤。④全自動(dòng)車(chē)鉤連掛原理：當(dāng)兩列車(chē)連掛在一起時(shí)，兩列車(chē)之間鉤舌與掛鉤板相互耦合，鉤鎖裝置會(huì)形成一個(gè)平行四邊形形狀，這樣可以將牽引荷載均勻地分布在兩個(gè)鉤鎖裝置上。車(chē)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(gè)鉤舌上（圖2）。通過(guò)簡(jiǎn)單的力學(xué)模型計(jì)算可知整個(gè)鉤鎖裝置相對(duì)于車(chē)鉤鎖中樞軸的旋轉(zhuǎn)力矩大小相等，方向相反，實(shí)現(xiàn)了車(chē)鉤的安全鎖閉功能。南京地鐵各條線路使用的35型車(chē)鉤在具體運(yùn)用過(guò)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(chē)鉤運(yùn)用狀態(tài)

2　全自動(dòng)車(chē)鉤維護(hù)要求與檢查重點(diǎn)

（1）潤(rùn)滑與維護(hù)。車(chē)鉤潤(rùn)滑點(diǎn)主要包括七大部件，確保在車(chē)鉤連掛過(guò)程轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無(wú)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(dòng)軸，連掛桿頭，車(chē)鉤鉤面，掛鉤板等。但車(chē)鉤頭內(nèi)部件檢查往往是檢修過(guò)程中容易忽略的部分，如拉簧、壓簧以及導(dǎo)桿等部件。針對(duì)這種情況，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)指導(dǎo)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的故障問(wèn)題及時(shí)修復(fù)，全面提高了車(chē)鉤各部件的可靠性。

（2）全自動(dòng)車(chē)鉤的高度校準(zhǔn)。全自動(dòng)車(chē)鉤必須與車(chē)輛縱軸對(duì)齊。由于全自動(dòng)車(chē)鉤本身重力作用可能會(huì)造成車(chē)鉤的垂直偏差（下垂）。這勢(shì)必會(huì)減小車(chē)鉤的連掛范圍。因此，必須定期檢查車(chē)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(chē)橡膠堆支撐塑性變形大，需縮短調(diào)整周期。因此，要求對(duì)新車(chē)必須每隔 2 個(gè)月檢查一次車(chē)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(shí)間進(jìn)行一次車(chē)鉤傾斜度調(diào)整。（3）手動(dòng)功能測(cè)試。在車(chē)鉤檢查作業(yè)過(guò)程中必須進(jìn)行手動(dòng)功能測(cè)試，當(dāng)車(chē)鉤從準(zhǔn)備連掛到連掛過(guò)程中電動(dòng)鉤頭蓋必須打開(kāi)迅速；再進(jìn)行測(cè)試解鉤測(cè)試，電動(dòng)鉤頭回收過(guò)程要?jiǎng)幼髌骄?，電?dòng)鉤頭要先于機(jī)械連接分離，且車(chē)鉤電氣盒關(guān)閉到位。（4）車(chē)鉤拉簧故障。車(chē)鉤拉簧是在列車(chē)連掛時(shí)，帶動(dòng)掛鉤板旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)列車(chē)連掛的重要部件，拉簧拉力不足或者斷裂會(huì)造成列車(chē)連掛失敗。在專(zhuān)項(xiàng)整治過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的T1～T17車(chē)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(chē)鉤都已采用新型拉簧。為確保列車(chē)可正常連掛，對(duì)不符合要求的拉簧全部更換成新拉簧。

3　全自動(dòng)車(chē)鉤應(yīng)用探討

（1）全自動(dòng)車(chē)鉤高度對(duì)救援連掛影響。全自動(dòng)車(chē)鉤的橡膠支撐是用于調(diào)節(jié)車(chē)鉤處于水平狀態(tài)，而不是用于調(diào)整車(chē)鉤高度的。車(chē)鉤實(shí)際高度很大程度上取決于車(chē)體上車(chē)鉤的安裝位置以及車(chē)體上車(chē)鉤安裝固定板的垂直度狀況，圖3為全自動(dòng)車(chē)鉤自動(dòng)連掛范圍。兩列車(chē)的全自動(dòng)車(chē)鉤高度在相差多少，還能完成自動(dòng)連掛呢？①列車(chē)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(chē)全自動(dòng)車(chē)鉤在垂直方向上的最大高度差為35 mm，表明列車(chē)是完全可以進(jìn)行自動(dòng)連掛的。②并且當(dāng)列車(chē)半徑磨耗達(dá)到12 mm時(shí)，列車(chē)就會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)向架加墊作業(yè)重新調(diào)整車(chē)體高度，全自動(dòng)車(chē)鉤同樣固定在車(chē)體上，車(chē)鉤高度也會(huì)相應(yīng)增加。在正常情況下兩列車(chē)全自動(dòng)車(chē)鉤在垂直方向上的最大高度差不會(huì)大于12 mm，完全可以滿足列車(chē)的自動(dòng)連掛。結(jié)論：全自動(dòng)車(chē)鉤的高度實(shí)際調(diào)整的是車(chē)鉤與車(chē)輛縱軸對(duì)齊，車(chē)鉤的姿態(tài)要水平，只要滿足這兩個(gè)條件列車(chē)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(dòng)連掛區(qū)域

（2）彎道救援連掛。彎道救援連掛條件要比平時(shí)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(chē)鉤與救援車(chē)的全自動(dòng)車(chē)鉤不在自動(dòng)連掛范圍，造成凸錐與凸錐相撞事件，車(chē)鉤在巨大的沖擊力作用下左右擺動(dòng)撞壞左右裙板。因此在列車(chē)救援連掛過(guò)程時(shí)，司機(jī)應(yīng)充分觀察軌道條件（目測(cè)曲線半徑大小），確認(rèn)是否具備連掛條件。必要時(shí)可以手動(dòng)截至車(chē)鉤下方紅色截止閥門(mén)，手動(dòng)對(duì)中后再緩慢進(jìn)行連掛。

（3）當(dāng)被救援列車(chē)嚴(yán)重漏氣，電動(dòng)鉤頭無(wú)法打開(kāi)，是否會(huì)影響連掛救援。圖4中X的距離為電動(dòng)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(chē)鉤的電氣盒完全不會(huì)接觸。只要在連掛過(guò)程中確保兩個(gè)鉤頭都在連掛范圍內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)列車(chē)的救援連掛。列車(chē)電控盒無(wú)法打開(kāi)，救援列車(chē)電控盒可以打開(kāi)，列車(chē)完全可以進(jìn)行連掛。此結(jié)論同樣適用于一號(hào)線列車(chē)（紅色截止閥處于關(guān)斷位置，電控盒無(wú)法打開(kāi)）與一號(hào)南延線或者二號(hào)線列車(chē)的連掛。這時(shí)就需要截?cái)鄡闪熊?chē)之間的主風(fēng)管閥門(mén)，避免把被救援車(chē)的故障帶入救援車(chē)，造成救援時(shí)間延誤。

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

4　結(jié)語(yǔ)

南京地鐵電客車(chē)全自動(dòng)車(chē)鉤選用的是SCHAKU公司的35型車(chē)鉤，這款35型車(chē)鉤廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外軌道交通行業(yè)，在結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)與地鐵列車(chē)相匹配。本文主要是從南京地鐵車(chē)鉤維護(hù)與運(yùn)用的實(shí)際角度出發(fā)，探討全自動(dòng)車(chē)鉤在檢修、運(yùn)用過(guò)程中的一些問(wèn)題，并采取相應(yīng)的措施以及針對(duì)性意見(jiàn)。

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

[2] 南京地鐵二號(hào)線全自動(dòng)車(chē)鉤培訓(xùn)手冊(cè).上海福伊特驅(qū)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)公司.

U270.34

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1671-0711（2016）09（下）-0116-02