高速動車組過渡車鉤設計有關問題的探討

劉青波

（中車長春軌道客車股份有限公司車體研發部，吉林長春130062）

高速動車組過渡車鉤設計有關問題的探討

劉青波

（中車長春軌道客車股份有限公司車體研發部，吉林長春130062）

總結了高速動車組過渡車鉤的設計要求，探討了過渡車鉤的操作程序，分析了一些在過渡車鉤設計中值得關注的問題，并有針對性地提出了一些措施，避免了這些問題對過渡車鉤連掛操作的不利影響。

高速動車組；密接車鉤；過渡車鉤

高速動車組已經在中國鐵路廣泛投入使用，為了保證列車高速運行的平穩性、舒適性，這些高速動車組使用了各種制式的密接式車鉤[1]，與中國鐵路傳統機車車輛使用的自動車鉤不能實現直接連掛，為了保證對這些動車組的緊急救援和調車作業，有必要使用過渡車鉤。本文介紹了不同過渡車鉤的功能和技術特點，并結合具體運用，指出了過渡車鉤設計中值得注意的一些問題和相應的技術措施。

1現有動車組用鉤緩情況介紹

目前高鐵線路在用的CRH系列動車組中，CRH1、CRH3、CRH5和CRH380B系列動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的高速列車上普遍使用，也是TSI標準（泛歐高速鐵路系統互通性技術條件）中規定的標準車鉤輪廓類型。CRH2系列動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

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

在動車組無火回送和救援工況時，需使用機車進行牽引。由于動車組的自動車鉤為歐洲10型或日式柴田密接車鉤，無法與安裝有中國AAR類型的13/15號車鉤的機車直接聯掛，需通過過渡車鉤轉換車鉤高度和車鉤頭類型。

2高速動車組過渡車鉤結構及技術參數

2.1 過渡車鉤結構

按照結構型式，過渡車鉤分為整體式和分體式。CRH2型動車組為整體式，其余動車組均為分體式。

2.2 過渡車鉤技術參數

CRH系列動車組過渡車鉤的主要技術參數見表1所示。

表1 過渡車鉤技術參數

3高速動車組過渡車鉤的功能及設計要求

3.1 實現不同制式車鉤之間的連掛

為了機車的13號車鉤與動車組車鉤連掛，過渡車鉤一般都設計成背靠背的結構，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號自動車鉤連掛。為了簡化過渡車鉤結構，13號車鉤端一般做成鉤舌固定的型式，連掛和解鉤時需要操作機車上的13號車鉤解鉤裝置。

3.2 實現不同高度車鉤之間的連掛

機車車鉤高度880 mm，為實現和不同動車組車鉤之間的連掛高度，需要兩側鉤高差不同的過渡車鉤，具體過渡車鉤的類型參見表2.

表2 不同動車組過渡車鉤類型

3.3 過渡車鉤的重量要求

由于進行調車和救援作業時，需要以人力搬運和安裝過渡車鉤，過渡車鉤的重量不宜過重，根據UIC660規定，過渡車鉤單體重量不能超過50 kg，所以過渡車鉤會盡可能地采取減重措施，并設計成多個模塊，以減輕人工搬運的重量。

3.4 過渡車鉤的強度要求

過渡車鉤應具有一定的強度，滿足調車和救援作業的需要。由于受過渡車鉤重量的要求，同時車鉤兩端存在高度差，傳遞縱向力時會承受附加彎矩，過渡車鉤難以實現很高的強度。現有動車組過渡車鉤強度詳見表1.

3.5 過渡車鉤操作程序

考慮到過渡車鉤一個主要功能是正線運行的緊急救援，以下操作程序應較為合理：

（1）先把過渡車鉤的密接車鉤端模塊安裝到動車組的密接車鉤上；

（2）依次安裝過渡車鉤的其他模塊；

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

（4）救援機車到達后，使用提鉤桿將救援機車的13號車鉤打開至“全開位置”；

（5）向動車組移動救援機車，使13號車鉤與過渡車鉤的13號車鉤端實現連掛；

（6）連接過渡車鉤與機車的列車管；

4高速動車組過渡車鉤設計中應注意的問題

傳統機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，在垂向會發生相對錯動，整個車鉤在車輛運行過程中不會發生在垂直平面內的旋轉。密接車鉤的安裝方式則不同，以CRH380BL動車組自動車鉤為例（如圖3），車鉤尾部通過橡膠緩沖器、關節軸承等裝置固定在車鉤安裝板上，不能發生相對位移，但是可以發生轉動（圍繞圖3中的點A）。

圖3 密接式車鉤的安裝方式

CRH380BL動車組自動車鉤車鉤尾部有一個橡膠支撐彈簧，用于支撐車鉤重量，保持車鉤的水平狀態。車鉤連掛后間隙很小，兩車鉤頭連掛后在各個方向上都不會發生相對位移，而兩車鉤的高度不可能總是保持一致，故車輛運行中車鉤會圍繞點A發生旋轉。

以下幾個因素會影響密接車鉤以及安裝在其上的過渡車鉤的高度，這些因素值得在設計和運用中關注，并采取必要措施避免其帶來的不利影響：

（1）受橡膠蠕變作用的影響，支撐彈簧的高度在運用中會發生一點變化，導致車鉤向下傾斜，運用中需要定期調整支撐彈簧，恢復密接車鉤的水平狀態。

（2）過渡車鉤有一定的重量，過渡車鉤安裝后，會造成車鉤頭的高度降低。

（3）考慮各種車鉤相應結構對連掛造成不利影響，過渡車鉤設計時可以適當減小鉤高差值，以此來補償鉤高過低的狀況。

5統型過渡車鉤在高速動車組的應用

目前國內各型動車組中，不同系列動車組由于前端自動車鉤的形式和安裝高度不同，相互之間無法實現機械車鉤連掛，導致不同類型動車組之間在需要時無法實現相互救援。為解決此問題，開發了高速動車組相互救援用過渡車鉤。

統型的過渡車鉤方案按照圖4所示的模塊化整體結構進行設計。

圖4 統型過渡車鉤結構

動車組統型過渡車鉤實現了鉤高調整、風管防塵，連掛輔助掛鉤間隙調整，克服了既有動車組過渡車鉤運行中存在的問題。動車組統型過渡車鉤方案各模塊采用成熟結構，模塊間插隼連接結構合理，可以保證救援運用的安全性、可靠性，并具有良好的操作性。過渡車鉤與各型動車組前端車鉤連掛功能良好，性能可靠，操作便捷。

6結束語

本文總結了當前我國高速動車組過渡車鉤的設計要求，探討了過渡車鉤的操作程序，分析了一些在過渡車鉤設計中值得關注的問題，并有針對性地提出了過渡車鉤相應的技術措施，避免了這些問題對過渡車鉤連掛操作的不利影響，統型過渡車鉤的成功開發，實現了CRH系列不同類型動車組之間的相互救援。

[1]嚴雋耄.車輛工程[M].北京：中國鐵道出版社，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，吉林長春人，本科，高級工程師，主要研究方向：軌道客車車端連接設計。