全自動車鉤介紹與應用探討

楊峰

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210012）

全自動車鉤介紹與應用探討

楊峰

（南京地鐵運營有限責任公司，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構、功能原理，在設計上的一些細微差別；重點介紹全自動車鉤在檢修維護過程中維護重點與盲點；探討全自動車鉤在實際應用過程中的一些問題。

全自動車鉤；救援；連掛；維護

0 引言

南京地鐵電客車車鉤是采用福伊特驅動技術系統（上海）有限公司生產的模塊化、輕維護35型車鉤。35型車鉤有強度高，可連掛區域大等特點，廣泛應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，既可以實現同一種類型車輛的自動連掛，也可以輕松實現不同車型間的自動連掛。

1　全自動車鉤結構與功能原理介紹

（1）全自動車鉤基本結構（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兩個全自動車鉤自動連掛的功能，主要包括機械、電氣以及氣路的連掛，連掛快速且準確，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。較傳統車鉤相比，又有著輕量化、構造精密、外型優美等特點。在解鉤時，司機可以通過位于司機室操作臺上的解鉤按鈕進行解鉤。通過過渡車鉤同樣可以實現與配置13號車鉤的工程車進行連掛作業。

圖1　全自動車鉤結構簡圖

圖2　連掛后力學分析

（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動，列車主風管（MR）直接為之提供風源。當列車連掛時，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，5/2路閥門被換向導通，電動鉤頭在風缸作用力下實現鉤頭的移動、打開。當列車解鉤時，位于5/2路閥使電動頭首先縮進，然后機械連接被分離。③全自動車鉤主要功能及應用：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、庫內無動力轉軌、列車無動力轉場等都需要使用到全自動車鉤。④全自動車鉤連掛原理：當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荷的影響，并負荷均勻地分布到兩個鉤舌上（圖2）。通過簡單的力學模型計算可知整個鉤鎖裝置相對于車鉤鎖中樞軸的旋轉力矩大小相等，方向相反，實現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

2　全自動車鉤維護要求與檢查重點

（1）潤滑與維護。車鉤潤滑點主要包括七大部件，確保在車鉤連掛過程轉動靈活，無卡澀現象，確保一次連掛到位。這些都是大家耳熟能詳的部件，主要包括連掛錐面，連掛桿與連掛錐面摩擦處，棘爪，轉動軸，連掛桿頭，車鉤鉤面，掛鉤板等。但車鉤頭內部件檢查往往是檢修過程中容易忽略的部分，如拉簧、壓簧以及導桿等部件。針對這種情況，專業技術人員到現場進行作業指導，對發現的故障問題及時修復，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。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，依照維護要求把維修周期固定為每半年時間進行一次車鉤傾斜度調整。（3）手動功能測試。在車鉤檢查作業過程中必須進行手動功能測試，當車鉤從準備連掛到連掛過程中電動鉤頭蓋必須打開迅速；再進行測試解鉤測試，電動鉤頭回收過程要動作平緩，電動鉤頭要先于機械連接分離，且車鉤電氣盒關閉到位。（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，實現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現的T1～T17車為細型拉簧，T18～T35為外徑更粗的新型拉簧，新型拉簧的簧絲直徑、彈性強度遠高于故障拉簧，后續生產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節車鉤處于水平狀態，而不是用于調整車鉤高度的。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行自動連掛的。②并且當列車半徑磨耗達到12 mm時，列車就會進行轉向架加墊作業重新調整車體高度，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。結論：全自動車鉤的高度實際調整的是車鉤與車輛縱軸對齊，車鉤的姿態要水平，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雜，曲線半徑小，容易發生連掛失敗。南京地鐵曾經發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，司機應充分觀察軌道條件（目測曲線半徑大小），確認是否具備連掛條件。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行連掛。

（3）當被救援列車嚴重漏氣，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，就可以實現列車的救援連掛。列車電控盒無法打開，救援列車電控盒可以打開，列車完全可以進行連掛。此結論同樣適用于一號線列車（紅色截止閥處于關斷位置，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。當過渡車鉤與半全動車鉤進行連掛時，應使用與SCHAKU公司生產的35型過渡車鉤，并且應確定過渡車鉤高度是否在連掛范圍內，否則同樣會造成連掛失敗。

4　結語

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型車鉤廣泛應用于國內外軌道交通行業，在結構、強度設計與地鐵列車相匹配。本文主要是從南京地鐵車鉤維護與運用的實際角度出發，探討全自動車鉤在檢修、運用過程中的一些問題，并采取相應的措施以及針對性意見。

[1] 嚴雋耄，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手冊.上海福伊特驅動技術系統公司.

U270.34

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1671-0711（2016）09（下）-0116-02