城市軌道交通車輛車鉤緩沖裝置設(shè)計

前言 隨著我國城市化進程的加快，城市交通擁堵、事故頻繁、環(huán)境污染等交通問題日益成為城市發(fā)展的難題。城市軌道交通以其大運量、高速準時、節(jié)省空間及能源等特點，已逐漸成為我國城市交通發(fā)展的主流。在城市軌道交通系統(tǒng)中，跨座式單軌交通制式因其線路占地少、可實現(xiàn)大坡度、小曲率線徑運行，且線路構(gòu)造簡單、噪聲小、乘坐舒適、安全性好等優(yōu)點而逐漸受到關(guān)注。而車鉤緩沖裝置作為城軌車輛的重要組成部分，用來連接列車中各車輛，使之彼此保持一定的距離，并且傳遞和緩和列車在運行中或在調(diào)車時所產(chǎn)生的縱向力或沖擊力。因此，加強城軌車輛車鉤緩沖裝置的研究對我過發(fā)展，運用跨座式單軌交通系統(tǒng)以及解決車輛在運行、維護中遇到的問題等發(fā)面有著深遠的意義。車鉤緩沖裝置是用于使車輛與車輛，機車或動車相互連掛，傳遞牽引力，制動力并緩和縱向沖擊力的車輛部件。它由車鉤，緩沖器、鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架構(gòu)端的牽引梁內(nèi)。為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩沖裝置安裝的互換性，我國鐵路機車車輛有關(guān)規(guī)程規(guī)定：車鉤緩沖器裝車后，其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態(tài)下的高度，客車為880mm（允許+10mm，-5mm誤差），貨車為880mm（10mm）。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大于75mm。 車鉤是用來實現(xiàn)機車和車輛或車輛和車輛之間的連掛，傳遞牽引力及沖擊力，并使車輛之間保持一定距離的車輛部件。車鉤按開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。通過車鉤鉤頭上部的提升機構(gòu)開啟的叫上作用式（一般貨車大都采用此式）；借助鉤頭下部推頂杠桿的動作實現(xiàn)開啟的叫下作用式（客車采用）。車鉤按其結(jié)構(gòu)類型分為螺旋車鉤、密接式自動車鉤、自動車鉤及旋轉(zhuǎn)車鉤等。螺旋車鉤使用最早，但因缺點較多已被淘汰，密接式自動車鉤多為高速鐵路車輛所用。中國除在大秦鐵路重載單元列車上使用旋轉(zhuǎn)車鉤外，現(xiàn)一律采用自動車鉤。所謂自動車鉤，就是先將一個車鉤的提桿提起后，再用機車拉開車輛或與另一車輛車鉤碰撞時，能自動完成摘構(gòu)或掛鉤的動作的車鉤。中國鐵道部門1956年確定1、2號車鉤為標準型車鉤。但隨著列車速度的提高和牽引噸位的增加，又于1957、1965年先后設(shè)計制造了15號車鉤和13號車鉤?？蛙囀褂?5號車鉤，貨車則逐步用13號車鉤代替2號車鉤。目 錄摘要IABSTRACTII第一章 緒論11.1城市軌道交通車輛概述和發(fā)展11.2城市軌道車輛的基本組成和主要參數(shù)9第二章 城軌車輛車體結(jié)構(gòu)122.1 車體的概述122.2 車體的基本特征與結(jié)構(gòu)132.2.1車體的基本特征132.2.2車體的結(jié)構(gòu)形式132.2.3車體的基本結(jié)構(gòu)14第三章 城軌車輛車鉤緩沖裝置153.1車鉤緩沖裝置的簡介153.2車鉤的結(jié)構(gòu)和功能153.3緩沖器的原理和分類16第四章 車鉤的結(jié)構(gòu)組成及選擇184.1車鉤的構(gòu)造184.2車鉤的主要技術(shù)要求（設(shè)計參數(shù)）184.3 上作用式十三號車鉤組成194.3.1鉤體194.4車鉤三態(tài)204.5 車鉤的基本尺寸和性能參數(shù)214.5.1基本尺寸214.5.2主要性能214.5.3車鉤在靜載下的強度214.5.4車鉤制造尺寸及性能224.5.5車鉤的質(zhì)量22第五章 緩沖裝置（器）的結(jié)構(gòu)和性能255.1緩沖器的構(gòu)造255.2緩沖器的作用255.3緩沖器的性能參數(shù)26第六章 結(jié)論與展望32致謝34參考文獻35 摘要我國軌道鐵路重載運輸自1984年以來,大概經(jīng)歷了四個階段,自從我國第一條雙線重載電氣化運煤專線大秦鐵路修建成功以來,我國重載運輸迅速發(fā)展。隨著列車質(zhì)量增大,長度的增加,車輛軸重的增大,列車運行過程中的牽引力與制動力加大,制動波傳遞時間加長,而且列車所占的線路縱橫斷面比較復(fù)雜,因此,重載列車的受力情況遠較一般列車復(fù)雜,列車的沖動、斷鉤、脫鉤、脫軌,以及貨物及車輛設(shè)備損壞增多、線路變形及養(yǎng)護維修工作量增大、輪軌磨耗加劇等,已成為重載鐵路運輸中的突出問題。車鉤緩沖裝置作為傳遞和緩和列車運行過程中或在調(diào)車時所產(chǎn)生的縱向力和沖擊力的裝置,在列車的運行過程中發(fā)揮著極其重要的作用,是重載列車關(guān)鍵技術(shù)之一。國內(nèi)外車鉤緩沖裝置型號與種類繁多,應(yīng)用范圍也各不相同,因此,對車鉤緩沖裝置的特性進行研究至關(guān)重要。本設(shè)計是通過分析了城市軌道交通車輛的發(fā)展現(xiàn)狀和前景后，在市場需求下，對車鉤緩沖裝置進行的設(shè)計和選擇。關(guān)鍵詞：城市軌道車輛,車鉤緩沖裝置,設(shè)計ABSTRACTThe heavy haul transportation in China railway has probably experienced four stages since 1984, and developed rapidly after Datong-Qingdao railway the first double-lane and electrified heavy haul rail of China was built successful. However,with the increasing of train marshalling and hauling weight, and also a longer in length, more heavy of axle load and higher speed, the traction and braking force is increased and much more propagation time of brake wave. But also the vertical and horizontal cross-section are much more complicated occupied by the train set, so the force and response situation is more complex than the usual train. Causing impulse force, broken hook, decoupling hook, derail and other problems such as freight and car facilities damaged, the geometric structure of rail changed, wheel and rail abrasion aggravated, all the above lead to more maintenances is needed and have become the intractable issues.The raft gear device is used to transmit and alleviate longitudinal force and impact force during the running or marshalling of the train, plays a very important role in the running operation of the train, and has proved to be one of key technologies in heavy haul train.The paper design and choose the coupler buffer device by anlaysis the development trend of the urban rail transit.Key words: design,urban rail transit,coupler buffer deviceI 第一章 緒論1.1城市軌道交通車輛概述和發(fā)展 隨著我國城市規(guī)模的不斷擴大，城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和現(xiàn)代化水平的提高，軌道交通已成為我國各城市公共交通體系的最佳選擇，得到了很大發(fā)展。車輛是軌道交通中運送乘客的重要工具，車輛的數(shù)量、品種、質(zhì)量和技術(shù)水平直接影響城市軌道交通發(fā)展規(guī)模和速度。 制定城市軌道交通車輛長期發(fā)展戰(zhàn)略，將對指導(dǎo)車輛發(fā)展的方針和政策的制定至關(guān)主要，有利于車輛的制造業(yè)和車輛國產(chǎn)化，有利于車輛的系列化和標準化，有利于車輛技術(shù)水平的提高，并將極大促進城市軌道交通的發(fā)展。我國城市軌道交通發(fā)展的規(guī)劃 進入21世紀，我國首次把“發(fā)展城市軌道交通”列入國民經(jīng)濟第十個五年計劃發(fā)展綱要，并作為拉動國民經(jīng)濟、特別是大城市經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略。 目前，北京、上海、廣州、天津、大連等城市軌道交通的運營里程達258km，擁有車輛1800多輛(表1)?，F(xiàn)有北京、上海、廣州、天津、深圳、南京、重慶、大連、武漢、長春等城市正在建設(shè)有16條線共330多公里，需車輛約2000輛左右。沈陽、哈爾濱、濟南、青島、西安、鄭州、成都、杭州、福州、長沙、廈門、昆明、佛山等大中城市在積極籌劃建設(shè)不同類型的軌道交通。據(jù)預(yù)測，未來10年新建各種類型的軌道交通將達到1000公里左右，需車輛50006000輛，我國城市軌道交通車輛將進入快速發(fā)展的歷史時期。國外城市軌道交通車輛發(fā)展趨勢國外城軌車輛概況：國外城軌車輛已投入運營的主要有三種類型：地鐵車輛、輕軌車輛和高架獨軌車輛。地鐵車輛自1863年1月10日英國倫敦第一條地鐵開通以來，截止2001年，經(jīng)過近140年的發(fā)展，全世界己有44個國家115個城市建成地鐵，總計運營里程6300多公里，擁有運營車輛58800多輛，均以直流傳動車為主。主要集中在英國、法國、德國、瑞典、西班牙、俄羅斯、美國和日本等國的大城市，其運營里程占42，擁有車輛占520，見表2。輕軌車輛自1888年美國弗吉尼亞市第一條有軌電車投入商業(yè)運行以來，雖有較大發(fā)展，但由于有軌電車速度慢、噪音大、運量小、安全性差、正點率低等原因，20世紀50年代各國城市都紛紛拆除有軌電車線路，發(fā)展地鐵交通。到8090年代，又由于地鐵造價高、能耗大、環(huán)保噪音問題等原因，在建設(shè)地鐵同時又發(fā)展了新型輕軌交通。據(jù)統(tǒng)計，已有50個國家建設(shè)了360條輕軌鐵路(表1.2)。這些車輛大部分都是1OO或70的低地板車輛，截止2003年，由西門子公司、龐巴迪爾公司和阿爾斯通公司共生產(chǎn)了1300列合計4000多關(guān)節(jié)式車輛。快速軌道交通表1.1 世界主要城市(線路長100km以上)地鐵概況高架獨軌車輛 高架獨軌交通具有線路占地少，構(gòu)造簡單，投資是地鐵三分之一，能爬大坡(6)和過小半徑曲線(50m)，噪聲低(膠輪)，乘客舒適視野寬廣，受到各國中小城市交通的歡迎。 自1980年法國建立了世界上第一條蒸汽牽引的跨座式獨軌交通以來，特別是50年代以后，在日本、美國、瑞典、法國、德國、意大利都先后建立了獨軌鐵路，一般線長10km左右。日本自1955年將獨軌鐵路列為城市軌道交通的重要工具以來，已發(fā)展了20多條高架獨軌鐵路，生產(chǎn)了獨軌車輛。高架獨軌車輛的主要特點是用橡膠輪胎支持和導(dǎo)向、電力驅(qū)動、空氣彈簧支持車體等。表1.2世界輕軌鐵路國家名稱線路數(shù)量國家名稱線路數(shù)量國家名稱線路數(shù)量俄羅斯71葡萄牙3阿根廷1德國62拉托維亞3日本18烏克蘭25斯洛伐克3哈薩克斯士日5羅馬尼亞15克羅地亞2中國3波蘭14挪威2吐耳其3瑞士9芬蘭1啊塞拜疆2法國8愛沙尼亞1中國香港2捷克7波斯尼亞1亞美尼亞1奧地利7塞爾維亞1烏茲別克斯坦1英國6保加利亞1印度1荷蘭6格魯吉亞1朝鮮1意大利6美國25菲律賓1比利時6加拿大4馬來西亞1匈牙利4巴西4澳大利亞4瑞典4墨西哥3埃及2白俄羅斯4巴拉圭1南非1西班牙3突尼斯1提高車輛最高運行速度 巴黎地鐵車輛初期最高運行速度為80kmh，旅行速度為237kmh，近年來已將通過地面地鐵車輛的最高速度提高到100kmh，旅行速度達到50kmh莫斯科地鐵車輛最高運行速度由90kmh提高到100kmh，平均旅行速度達到41kmh。紐約地鐵車輛最高運行速度由70kmh逐步提高到通過地面時的130 kmh。1974年R一44型地鐵車輛的最高速度達到133kmh。日本地鐵車輛在地下最高速度為7080kmh，到地面行駛的最高速度已達到120kmh，如東京地鐵車輛3000系、5O00系車輛最高速度都是120kmh。發(fā)展交流傳動車輛 早期地鐵車輛是蒸汽牽引，1890年改為電力牽引后一直采用直流電動機牽引，由凸輪變阻調(diào)速控制，后來發(fā)展到斬波器調(diào)速控制。20世紀90年代由于電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，大功率自關(guān)斷元器件(GTO、IGBT、IPM)走向產(chǎn)品化和實用化，變頻變壓調(diào)速控制(VVVF)技術(shù)迅速發(fā)展，交流傳動車輛廣泛應(yīng)用用于城軌交通。日本東京、大阪、名古屋等城市地鐵從1991年開始新造地鐵車全部采用lGBT或IPM的VVVF交流傳動裝置。巴黎地鐵和德國法蘭克福地鐵新造車也開始采用交流傳動車輛。英國、俄國斯、美國、韓國、墨西哥、西班牙等國家城軌交通都在訂購交流傳動車輛。發(fā)展不銹鋼車和鋁合金車 美國最早由巴德公司生產(chǎn)了不銹鋼車，紐約地鐵大部分是不銹鋼車。60年代初日本從美國引進不銹鋼車體技術(shù)，從1 962年開始生產(chǎn)日本最早的南海電鐵6000系，京王電鐵3000系和東急電鐵7000系地鐵車輛，截止1998年日本不銹鋼車輛約占60左右。加拿大，韓國等國家地鐵也都使用了不銹鋼車。 鋁合金車于20世紀初開始，法國于1896年將鋁合金用于鐵路客車車窗上，1905年英國鐵路電動車的外墻板采用了鋁合金，美國在19231932年間有700輛電動車和客車的側(cè)墻和車頂采用鋁合金材料。60年代以來，德國科隆、波恩市郊電動車和慕尼黑地鐵車體也采用了鋁合金。日本從80年代先后在6000系、7000系、8000系等地鐵車輛上采用了鋁合金；意大利米蘭地鐵和奧地利維也納地鐵以及新加坡地鐵都應(yīng)用了鋁合金車輛。發(fā)展空調(diào)車輛 紐約地鐵自1976年第一列裝有空調(diào)的R一38型地鐵車投入使用以來，到1992年95的地鐵列車都安裝了空調(diào)。東京地鐵車輛到1997年空調(diào)車占全部車輛總數(shù)的50左右。韓國、新加坡、中國香港和臺北地鐵車都裝有空調(diào)。車輛的模塊化設(shè)計和生產(chǎn) 世界生產(chǎn)地鐵車輛和輕軌車輛的主要制造商是西門子公司、阿爾斯通公司、龐巴迪公司以及日本的東急等公司。它們從90年代開始進行車輛模塊化設(shè)計和生產(chǎn)。龐巴迪公司為香港地鐵生產(chǎn)了模塊化車輛，阿爾斯通公司和西門子公司生產(chǎn)了模塊化的低地板輕軌車輛。廣泛采用微機控制與診斷和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 自90年代以來，各國城軌車輛新造車，在牽引和制動控制中采用了微機控制和診斷技術(shù)，由單微機控制發(fā)展多微機控制。同時，積極發(fā)展和采用通信網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，實現(xiàn)了列車設(shè)備運行控制和故障診斷，旅客信息的傳遞和服務(wù)。發(fā)展模擬式電氣控制制動系統(tǒng) 世界各國地鐵和輕軌車輛都選用了模擬式電氣控制制動系統(tǒng)。主要制造商是克諾爾公司，韋斯汀豪斯公司和日本NABCO公司。該系統(tǒng)能滿足城軌車輛制動頻繁、制動距離短和停車精度高的要求。發(fā)展低地板輕軌車輛新技術(shù) 新型低地板輕軌車輛關(guān)鍵技術(shù)是獨立車輪的轉(zhuǎn)向架、交流傳動裝置的一體化與輕量化以及聯(lián)合制動系統(tǒng)。目前西門子公司、龐巴迪公司和阿爾斯通公司掌握了這些關(guān)鍵技術(shù)，并走向?qū)嵱没?，投入了批量生產(chǎn)，已在歐洲、俄羅斯、美國、澳大利亞和日本等許多城市廣泛運用。我國城軌車輛發(fā)展的差距 目前我國城市軌道交通車輛發(fā)展的現(xiàn)狀，與我國各城市軌道交通發(fā)展規(guī)劃的要求以及與世界城市軌道交通車輛的發(fā)展水平尚有一定差距，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。城軌車輛品種還不能滿足城市軌道交通快速發(fā)展的需要 目前我國百萬人口以上大城市有36座，501 00萬人口間城市有43座。現(xiàn)在很多大中城市為了改善城市交通擁堵狀況，引導(dǎo)城市經(jīng)濟發(fā)展，減少環(huán)境污染，保護城市環(huán)境，都在積極發(fā)展城市軌道交通。由于各城市的需求和發(fā)展的差異，城市軌道交通的類型呈現(xiàn)多元化，城軌車輛的品種要求多樣化。從北京、上海、廣州、天津和大連等已建成的地鐵和快軌交通來看，都是采用A型或B型地鐵車輛。但是，廣州4號線和5號線準備采用直線電機車輛，正在可行性論證中。重慶采用高架獨軌交通，高架跨座獨軌車輛正在制造中。天津濱海快速軌道交通采用城郊快速城軌車輛，即將投入試運行。大連、長春等城市正在探討發(fā)展低地板輕軌車輛的可行性。因此，我國城軌車輛的品種必須滿足城市軌道交通發(fā)展多元化的需求。交流傳動車輛還不能滿足城市軌道交通發(fā)展的需求 在2003年8月份經(jīng)專家審定通過的地鐵車輛通用技術(shù)條件(GBT7928)中規(guī)定，今后我國新造地鐵車輛全部采用交流傳動車輛。目前我國已訂購和投入運營的交流傳動城軌車輛有808輛，約占車輛總數(shù)的47。因此，必須大力發(fā)展交流傳動城軌車輛，滿足城市交通發(fā)展的需要。鋁合金和不銹鋼城軌車輛不能滿足城市軌道交通發(fā)展的需要 目前北京地鐵、天津地鐵和大連快軌的運營公司擁有車輛的車體材料全部采用普通鋼和耐候鋼。上海地鐵車輛和廣州地鐵車輛都是采用鋁合金車體。正在建設(shè)的天津濱?？焖佘壍儡囕v采用了輕量化不銹鋼車體。現(xiàn)在，我國擁有鋁合金車輛有768輛，約占45;如果將天津濱?？焖佘壍儡囕v計算在內(nèi)，不銹鋼車輛有116輛，約占6。因此，必須加大發(fā)展不銹鋼和鋁合金車輛力度，滿足城市軌道交通發(fā)展的需要。空調(diào)車輛還不能滿足城市軌道交通發(fā)展的需求 目前，北京和天津地鐵大部分車輛都沒有安裝空調(diào)裝置，上海地鐵、廣州地鐵和大連快速軌道車輛裝有空調(diào)，國內(nèi)城軌空調(diào)車輛有904輛，約占53。因此，為提高乘客的舒適度，新造車輛都應(yīng)安裝空調(diào)裝置，同時要加快非空調(diào)車輛的改造。車輛的交流傳動裝置、制動裝置、微機控制及診斷系統(tǒng)還沒有完全實現(xiàn)國產(chǎn)化 交流傳動裝置、制動裝置、微機控制及診斷系統(tǒng)是城軌車輛的核心技術(shù)和關(guān)鍵部件。目前，我國城軌車輛的交流傳動裝置，包括輔助電源供電設(shè)備以及微機控制與診斷系統(tǒng)，全部由國外西門子公司、阿爾斯通公司、龐巴迪公司和東芝公司等提供產(chǎn)品與軟件。由株洲電力機車研究所自主開發(fā)的城軌車輛交流傳動裝置至今還沒有裝車投入運行，還沒有自己品牌的交流傳動系統(tǒng)。制動裝置基本上由克諾爾公司和日本NABCO公司提供產(chǎn)品，由四方車輛研究所和鐵科院機輛所負責開發(fā)的城軌車輛制動裝置仍處于樣品階段，還沒有裝車投入運用考核。因此，加速上述關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化是當務(wù)之急。城軌車輛制造質(zhì)量和技術(shù)水平有待提高 目前我國已經(jīng)生產(chǎn)城軌車輛的工廠主要是長春客車廠，近幾年浦鎮(zhèn)車輛廠、株洲電力機車廠、四方機車車輛廠和大連機車車輛廠也拿到生產(chǎn)城軌車輛的訂單，開始生產(chǎn)城軌車輛。長客廠和浦鎮(zhèn)廠通過合資或合作方式生產(chǎn)了鋁合金車，但最初兩列車全部在國外造好運到國內(nèi)，驗收合格后投入運用，后續(xù)車輛在國內(nèi)組裝，而鋁合金型材、交流傳動裝置和制動系統(tǒng)也都是在國外采購后運到國內(nèi)組裝。長客廠為天津濱?？焖佘壍澜煌ㄉa(chǎn)的不銹鋼車、不銹鋼型材全部從日本進口，太原鋼廠生產(chǎn)的不銹鋼型材還不能滿足城軌車輛的要求。大連機車廠生產(chǎn)的快速軌道車輛的交流傳動系統(tǒng)和制動裝置由日本東芝公司提供產(chǎn)品。因此，這些工廠正在逐步掌握交流車、鋁合金車和不銹鋼車的制造工藝和質(zhì)量。這些工廠還沒有掌握車輛模塊化生產(chǎn)技術(shù)，也沒有掌握低地板輕軌車輛、高架獨軌車輛和線性電機車輛的關(guān)鍵技術(shù)。為此，這些工廠應(yīng)不斷提高城軌車輛的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量。我國城市軌道交通車輛發(fā)展戰(zhàn)略 當為適應(yīng)未來20年我國城市軌道交通大發(fā)展的要求，城市軌道車輛發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)是： 大城市應(yīng)大力發(fā)展A型或B型地鐵車輛，中等城市應(yīng)兼顧發(fā)展B型地鐵車輛和中運量的輕軌車輛，小城市應(yīng)積極發(fā)展小運量的低地板輕軌車輛。 城市有特殊需求時，可適當發(fā)展高架獨軌車輛或直線電機車輛。因為A型或B型地鐵車輛單向高峰小時客運量可達3.O萬人次以上，能夠滿足大城市大運量運送旅客的要求；中運量的輕軌車輛單向高峰小時客運量為0.63.0萬人次，能夠滿足中等城市運能的要求：小運量的低地板輕軌車輛單向高峰小時客運量0.60.8萬人次，能夠滿足小城市運能的要求。當城市要求線路占地少，車輛能在大坡度(6以上)和小半徑曲線(50m)上運行，噪聲低，視端廣闊和乘座舒適時，可適當發(fā)展高架獨軌車輛或直線電機車輛。發(fā)展交流傳動車輛，逐步取低直流傳動車輛 發(fā)展交流傳動車輛是當今世界城市軌道車輛發(fā)展方向。據(jù)日本京城電鐵統(tǒng)計，采用交流傳動后與變阻控制車相比，交流傳動車每萬公里的用電量減少50左右，再生制動率達到30以上：每輛車閘瓦用量減少一半，車輪磨耗少，使用壽命提高50；電機維修量大大減少，三年內(nèi)不用檢修。北京地鐵復(fù)八線交流傳動車每百車公里的耗電量為175kWh，比直流車耗電量減少25.5：電機已運用2年不用維修。因此，必須大力發(fā)展交流傳動車輛。大力發(fā)展不銹鋼車輛，適當發(fā)展鋁合金車輛 目前在我國不銹鋼新車價格便宜，是鋁合金的70左右。鋁合金熔點低，發(fā)生火災(zāi)車體熔化速度比不銹鋼車體快，安全性差，因此紐約地鐵不采用鋁合金車輛。鋁合金車體長時間運用后表面發(fā)生點蝕，面蝕和變色現(xiàn)象，維修量和維修費比不銹鋼車體高。由于采用鋁合金和不銹鋼材料而使車輛自重減輕所帶來的節(jié)能經(jīng)濟效果不明顯。從兩種車壽命周期費用分析看，鋁合金車輛的壽命周期費用是不銹鋼車輛的1.25倍。因此，城軌交通應(yīng)大力發(fā)展不銹鋼車輛。發(fā)展空調(diào)車輛，取代機械通風(fēng)車輛 車輛空調(diào)裝置是提高乘客舒適度的重要手段，是城軌車輛的發(fā)展方向。我國城市大都處于熱帶或溫濕帶，春夏秋季氣溫都較高，特別近幾年各地氣溫達到35以上，城軌車輛安裝空調(diào)勢在必行。因此，今后新造城軌車輛應(yīng)是空調(diào)車，舊車應(yīng)加快安裝空調(diào)的改造步伐。 加快實現(xiàn)車輛交流傳動系統(tǒng)、微機控制及診斷系統(tǒng)及制動系統(tǒng)的國產(chǎn)化步伐 交流傳動系統(tǒng)、微機控制及診斷、制動系統(tǒng)是城軌車輛的三大關(guān)鍵技術(shù)，長期依靠進口不是長久之計，應(yīng)有自主的知識產(chǎn)權(quán)。國家對城市軌道交通技術(shù)裝備國產(chǎn)化很重視，成立國產(chǎn)化領(lǐng)導(dǎo)小組和專家小組，加強指導(dǎo)，制定了國產(chǎn)化政策。目前國內(nèi)有關(guān)工廠和科研單位正在聯(lián)合開發(fā)新一代地鐵車輛，三大關(guān)鍵技術(shù)已掌握，生產(chǎn)了樣機產(chǎn)品。應(yīng)加快國產(chǎn)化步伐，盡快取代進口，創(chuàng)造國內(nèi)品牌，形成新產(chǎn)業(yè)，成為國民經(jīng)濟新的增長點。 發(fā)展低地板輕軌車輛 用低地板輕軌車輛取代有軌電車低地板輕軌車輛已成為世界小城市軌道交通的發(fā)展方向，成為城市公共交通的一條亮麗的風(fēng)景線。由于該型車輛噪音小、上下車方便、視野寬闊、乘坐舒適、造價低，深受政府和市民的歡迎。我國應(yīng)加快發(fā)展低地板輕軌車輛。1.2城市軌道車輛的基本組成和主要參數(shù)城軌車輛的基本組成一般地鐵車輛有動車和拖車、帶司機室車和不帶司機室車等多種形式。而輕軌車輛一般也有3種形式：4軸全動車、6軸單鉸接式車和8軸雙鉸接式車。一般城軌車輛由以下8部分組成：(1) 車體 車體分有司機室車體和無司機室車體2種。 作用：安裝基礎(chǔ)+承載骨架。 車體是容納乘客和司機駕駛（對于有司機室的車輛）的地方，又是安裝與連接其他設(shè)備及部件的基礎(chǔ)和骨架。通常車體由底架、端墻、側(cè)墻和車頂?shù)冉M成。 近代城軌車輛車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)或輕金屬結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)在最輕的自重條件下滿足強度和剛度要求。(2) 轉(zhuǎn)向架 轉(zhuǎn)向架有動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架之分。 作用：承載+轉(zhuǎn)向+平穩(wěn)， 而動力轉(zhuǎn)向架還有驅(qū)動（牽引）作用。 轉(zhuǎn)向架位于車輛的最下部，車體與軌道之間。它牽引和引導(dǎo)車輛沿著軌道行駛，并承受和傳遞來自車體及線路的各種載荷，同時緩和其動力作用，它是保證車輛運行品質(zhì)的關(guān)鍵部件。 轉(zhuǎn)向架一般由構(gòu)架、彈簧懸掛裝置、輪對軸箱裝置和基礎(chǔ)制動裝置等組成。而對于動力轉(zhuǎn)向架還裝設(shè)有牽引電動機和齒輪傳動裝置。(3) 牽引緩沖連接裝置 主要是指車鉤緩沖裝置，包括各種鉸接裝置。 作用：連接車輛成列+緩和縱向沖擊。 車輛編組成列必須借助于連接裝置，即所謂車鉤。為了改善列車縱向平穩(wěn)性，一般在車鉤的后部裝設(shè)緩沖裝置，以緩和列車沖動。另外，還必須借助于簡便且可靠的連接頭將車輛之間的電氣和空氣管路很好連通。牽引緩沖連接裝置有以下幾種形式：（1） 全自動車鉤和緩沖器。（2） 半自動車鉤和緩沖器。（3） 半永久牽引桿。（4） 各種形式的鉸接裝置。(4)制動裝置 包括機械部分、空氣管路部分和電氣控制部分。 作用：產(chǎn)生一定的制動力，使列車減速或停車。 制動裝置是保證列車安全運行必不可少的裝置。不僅在動車上設(shè)制動裝置，而且在拖車上也要設(shè)制動裝置，這樣才能使運行中的車輛按需要減速或在規(guī)定的距離內(nèi)停車。(5)受流裝置 作用：將電流（能）導(dǎo)入動車。 從接觸導(dǎo)線（接觸網(wǎng)）或?qū)щ娷墸ǖ谌墸㈦娏饕雱榆嚨难b置成為受流裝置或受流器。 受流裝置按其受流方式可分為以下5種形式：（1） 桿形受流器：外形為2根平行桿，上部有2個受電軌（導(dǎo)線），一“正”一“負”，廣泛應(yīng)用于城市無軌電車。（2） 弓形受流器：形狀如梯形，屬上部受流，弓可升可降。上部與一根導(dǎo)線接觸，與下面的導(dǎo)軌（鋼軌）構(gòu)成電流回路。一般用于城市有軌電車。（3） 側(cè)面受流器：在車頂?shù)膫?cè)面受流，又稱“旁弓”，多用于礦山裝貨物的電力機車上。（4） 軌道式受流器：從底部導(dǎo)電軌受流，又稱第三軌受流。這時列車周圍空間可得到充分利用。通常用于速度較高且在隧道內(nèi)運行的列車。北京地鐵和歐美大部分城市地鐵均采用這種受流方式。（5） 受電弓受流器：屬上部受流，形狀如“倒三角形”，弓可升降。適用于運行速度較高的干線電力機車，上海地鐵和廣州地鐵均采用這種方式。 在受流制式上，目前世界上地鐵發(fā)展較早的城市大都采用直流750V，個別有采用的600V的。北京地鐵選擇的是直流750V，而上海和廣州地鐵均采用直流1500V。(6) 車輛內(nèi)部設(shè)備作用：保證乘客乘坐安全舒適+車輛運行平穩(wěn)。 車輛內(nèi)部設(shè)備包括服務(wù)于乘客的車體內(nèi)的固定附屬裝置和服務(wù)于車輛運行的輔助設(shè)備(7) 車輛電氣系統(tǒng) 作用：實現(xiàn)電能傳遞和轉(zhuǎn)換+控制列車正常運行。 車輛電氣包括車輛上的各種電氣設(shè)備及其控制電路。按其作用和功能可分為主電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)和電子與控制電路系統(tǒng)3部分。(8) 列車信息網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 作用：對整個列車的牽引、制動和車內(nèi)所有設(shè)備進行控制、監(jiān)測和診斷。 該系統(tǒng)主要由列車信息中央裝置、列車信息終端裝置、列車信息顯示器（含IC卡架等）以及車內(nèi)各種設(shè)備的監(jiān)控、診斷和顯示裝置等組成。 第二章 城軌車輛車體結(jié)構(gòu)2.1 車體的概述車體的作用與分類 車體是容納乘客和司機駕駛(對于有司機室的車輛)的部分，又是安裝和連接其他設(shè)備及組件的基礎(chǔ)。 按照車體所使用的材料可分為碳素鋼車體、鋁合金車體和不銹鋼車體三種，早期的城軌車輛車體材料基本上是碳素鋼(包括普通低碳鋼和耐候鋼)，目前主要使用鋁合金和不銹鋼。 按照車體結(jié)構(gòu)有無司機室可分為帶司機室車體和無司機室車體兩種。 按照車體尺寸可分為A型車車體、B型車車體和C型車車體，如廣州地鐵一、二號線和深圳地鐵車輛采用了A型車；廣州地鐵三、四號線和天津濱海輕軌采用了B型車。 按照車體結(jié)構(gòu)工藝不同可分為一體化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。如：廣州地鐵一號線車輛采用的是一體化結(jié)構(gòu)，而二號線采用的則是模塊化結(jié)構(gòu)。城市軌道車輛車體特點： 有拖車、動車之分； 座位少、車門開度大、服務(wù)設(shè)備簡單； 重量限制嚴格，要求輕量化； 防火及隔噪要求高；車體結(jié)構(gòu)特點 車體結(jié)構(gòu)設(shè)計上是整體承載的輕量化結(jié)構(gòu)，采用大斷面鋁合金擠壓中空型材、模塊化設(shè)計制造而成，使整車重量輕，能耗低，充分發(fā)揮了車體各個構(gòu)件中的強度，并大大提高了車體整體剛度。 車體的材料要求：具有一定的強度和剛度；耐腐蝕性，采用輕量化設(shè)計。 材料：碳素鋼車體；不銹鋼車體；鋁合金車體。車體結(jié)構(gòu)有如下特點：1） 車頂、底架、側(cè)墻板采用大型中空鋁合金型材拼焊，長焊縫，實現(xiàn)自動機械手焊接2）司機室作為在25km/h速度碰撞的吸能結(jié)構(gòu)，與后部鋁合金車體全部采用螺栓連接，一旦碰壞便于更換。并能實現(xiàn)司機室內(nèi)裝與設(shè)備的預(yù)組裝。3）墻板外側(cè)直接粘接窗玻璃，與門窗構(gòu)成一條窗帶4）空調(diào)機組安裝頂沉入車頂，可使空調(diào)機組外形與車頂一致，提供了很好的外觀造型5）在鋁合金型材上預(yù)先設(shè)計內(nèi)裝安裝槽作為預(yù)留內(nèi)裝接口，便于內(nèi)裝的安裝。6）底架邊梁、側(cè)墻、車頂邊梁為主縱向傳力結(jié)構(gòu)，寬厚的中空型材側(cè)墻結(jié)構(gòu)提供了車頂與底架的牢固連接，具有極強的垂向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度。7）車體剛度在AW0載荷工況下上撓度10mm，在AW3載荷工況下車體上撓度0mm，在各種載荷下不妨礙車門運動。2.2 車體的基本特征與結(jié)構(gòu)2.2.1車體的基本特征 (1)城軌車輛一般為電動車組，有單節(jié)、雙節(jié)、三節(jié)式等，有頭車(及帶有司機室的車輛)和中間車，以及動車與拖車之分，其車體結(jié)構(gòu)也就有其多樣性。 (2)由于城軌車輛是服務(wù)于城市內(nèi)的公共交通，乘客數(shù)量多，旅行時間短，上下車頻繁，因此車內(nèi)設(shè)置的座位數(shù)量少、車門數(shù)量多而且開度大，服務(wù)于乘客的車內(nèi)設(shè)備簡單。 (3)對車輛的重量限制較為嚴格，特別是高架輕軌，要求列車重量輕、軸重小，以降低線路設(shè)施的工程投資。 (4)為減輕列車自重，車輛必須輕量化，對于車體承載結(jié)構(gòu)一般采用大型中空截面擠壓鋁型材、高強度復(fù)合材料或不銹鋼等，采用整體承載筒形車體結(jié)構(gòu)，車輛的其他輔助設(shè)施也盡量采用輕型材料和輕量化結(jié)構(gòu)。 (5)城軌車輛一般運營于城市人口稠密地區(qū)，并用于乘載旅客，所以對車輛的防火要求嚴格，特別是地鐵車輛。通常車體的結(jié)構(gòu)采用防火設(shè)計，材料需經(jīng)過阻燃處理。 (6)對車輛的隔音和降噪有嚴格要求，以最大限度降低噪聲對乘客和沿線居民的影響。 (7)用于城市內(nèi)交通，車輛外觀造型和色彩必須考慮城市文化、環(huán)境美化，與城市景觀相協(xié)調(diào)。2.2.2車體的結(jié)構(gòu)形式 按照車體結(jié)構(gòu)承受載荷的方式不同，車體可分為底架承載結(jié)構(gòu)、側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)和整體承載結(jié)構(gòu)三類。 (1)底架承載結(jié)構(gòu)：全部載荷由底架來承擔的車體結(jié)構(gòu)，也稱自由承載結(jié)構(gòu)。 (2)側(cè)墻和底架共同承載結(jié)構(gòu)：由側(cè)、端墻與底架共同承擔載荷的車體結(jié)構(gòu)，也稱側(cè)墻承載結(jié)構(gòu)。其側(cè)、端墻與底架等通過固接形成一個整體，具有較高的強度、剛度。(3)整體承載結(jié)構(gòu)：在板梁式側(cè)、端墻上固接由金屬板、梁組焊而成的車頂，使車體的底架、側(cè)墻、端墻、車頂連接成一個整體，成為開口或閉口箱形結(jié)構(gòu)，此時車體各部分結(jié)構(gòu)均參與承受載荷，因而稱這種結(jié)構(gòu)為整體承載結(jié)構(gòu)，如圖2.1所示。鋼制車體整體承載結(jié)構(gòu) 為滿足安全運載旅客的需要，車體鋼結(jié)構(gòu)必須有足夠的強度；為提高乘坐舒適度，車體必須具有足夠的剛度，保證車體的自振頻率與轉(zhuǎn)向架的自振頻率不一致，避免產(chǎn)生共振現(xiàn)象而降低乘坐舒適度。試驗結(jié)構(gòu)表明：轉(zhuǎn)向架采用空氣彈簧時，車體鋼結(jié)構(gòu)的自振頻率應(yīng)達到8Hz以上。2.2.3車體的基本結(jié)構(gòu)近代城軌車輛車體均采用整體承載的鋼結(jié)構(gòu)或輕金屬結(jié)構(gòu)，以達到滿足強度和剛度要求的同時降低車輛自重。我國地鐵車輛的車體結(jié)構(gòu)從20世紀80年代就開始采用耐候鋼無中梁整體承載結(jié)構(gòu)，車體側(cè)墻、車頂?shù)牧褐c蒙皮結(jié)合后與底架構(gòu)成封閉斷面，以增強車體的強度和剛度。到20世紀90年代又生產(chǎn)了斷面為鼓形的地鐵車輛，使其能更好地利用限界。GB/T79282003地鐵車輛通用技術(shù)條件規(guī)定我國地鐵車輛車體采用整體承載結(jié)構(gòu)。城軌車輛整體承載結(jié)構(gòu)車體是由若干縱向、橫向梁和立柱組成的鋼骨架(也稱鋼結(jié)構(gòu))，再安裝內(nèi)飾板、外蒙皮、地板、頂板及隔熱、隔音材料、車窗、車門及采光設(shè)施等組成。一般包括底架、端墻、側(cè)墻、車頂、車窗、車門、貫通道和車內(nèi)設(shè)施等部分。第三章 城軌車輛車鉤緩沖裝置3.1車鉤緩沖裝置的簡介 車鉤緩沖裝置是用于使車輛與車輛，機車或動車相互連掛，傳遞牽引力，制動力并緩和縱向沖擊力的車輛部件。它由車鉤，緩沖器、鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架構(gòu)端的牽引梁內(nèi)。為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩沖裝置安裝的互換性，我國鐵路機車車輛有關(guān)規(guī)程規(guī)定：車鉤緩沖器裝車后，其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態(tài)下的高度，客車為880mm（允許+10mm，-5mm誤差），貨車為880mm（10mm）。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大于75mm。3.2車鉤的結(jié)構(gòu)和功能功能 首先說說車鉤。車鉤是用來實現(xiàn)機車和車輛或車輛和車輛之間的連掛，傳遞牽引力及沖擊力，并使車輛之間保持一定距離的車輛部件。車鉤按開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。通過車鉤鉤頭上部的提升機構(gòu)開啟的叫上作用式（一般貨車大都采用此式）；借助鉤頭下部推頂杠桿的動作實現(xiàn)開啟的叫下作用式（客車采用）。車鉤按其結(jié)構(gòu)類型分為螺旋車鉤、密接式自動車鉤、自動車鉤及旋轉(zhuǎn)車鉤等。螺旋車鉤使用最早，但因缺點較多已被淘汰，密接式自動車鉤多為高速鐵路車輛所用。中國除在大秦鐵路重載單元列車上使用旋轉(zhuǎn)車鉤外，現(xiàn)一律采用自動車鉤。所謂自動車鉤，就是先將一個車鉤的提桿提起后，再用機車拉開車輛或與另一車輛車鉤碰撞時，能自動完成摘構(gòu)或掛鉤的動作的車鉤。中國鐵道部門1956年確定1、2號車鉤為標準型車鉤。但隨著列車速度的提高和牽引噸位的增加，又于1957、1965年先后設(shè)計制造了15號車鉤和13號車鉤?？蛙囀褂?5號車鉤，貨車則逐步用13號車鉤代替2號車鉤。結(jié)構(gòu) 車鉤由鉤頭，鉤身、鉤尾三個部分組成、車鉤前端粗大的部分稱為鉤頭，在鉤頭內(nèi)裝有鉤舌、鉤舌銷，鎖提銷，鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤后部稱為鉤尾，在鉤尾上開有垂直扁鎖孔，以便與鉤尾框聯(lián)結(jié)。為了實現(xiàn)掛鉤或摘鉤，使車輛連接或分離，車鉤具有以下三種位置，也就是車鉤三態(tài)：鎖閉位置車鉤的鉤舌被鉤鎖鐵擋住不能向外轉(zhuǎn)開的位置。兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置。開鎖位置即鉤鎖鐵被提起，鉤舌只要受到拉力就可以向外轉(zhuǎn)開的位置。摘鉤時，只要其中一個車鉤處在開鎖位置，就可以把兩輛連掛在一起的車分開。全開位置即鉤舌已經(jīng)完全向外轉(zhuǎn)開的位置。當兩車需要連掛時，只要其中一個車鉤處在全開位置，與另一輛車鉤碰撞后就可連掛。旋轉(zhuǎn)車鉤的構(gòu)造與普通車鉤不同，鉤尾開有鎖孔，鉤尾銷與鉤尾框的轉(zhuǎn)動套連接。鉤尾端面為一球面，頂緊在帶有凹球面的前從板上。當鉤頭受到扭轉(zhuǎn)力矩作用時，鉤身連同尾銷以及轉(zhuǎn)動套一起轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)車鉤現(xiàn)在只安裝在專為大秦鐵路運煤單元組合列車設(shè)計的車輛上。這種車輛的一端裝設(shè)旋轉(zhuǎn)車鉤，另一端裝設(shè)固定車鉤，整列車上每組連接的兩個車鉤，兩兩相互搭配。當滿載煤炭的車輛進入卸煤區(qū)的翻車機位時，翻車機帶動車輛翻轉(zhuǎn)180度，將煤炭傾倒出來。旋轉(zhuǎn)車鉤可以使車輛翻轉(zhuǎn)卸貨時不摘鉤連續(xù)作業(yè)，縮短了卸貨作業(yè)時間。 密接式車鉤一般在高速鐵路和地下鐵道的車輛上使用。它的體積小、重量輕、兩車鉤連掛后各方向的相對移動量很小，可實現(xiàn)真正的“密接”；同時，對提高制動軟管、電氣接頭自動對接的可靠性極為有利。3.3緩沖器的原理和分類原理 用來緩和列車在運行中由于機車牽引力的變化或在起動、制動及調(diào)車作業(yè)時車輛相互碰撞而引起的縱向沖擊和振動。緩沖器有耗散車輛之間沖擊和振動的功能，從而減輕對車體結(jié)構(gòu)和裝載貨物的破壞作用。緩沖器的工作原理是借助于壓縮彈性元件來緩和沖擊作用力，同時在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收沖擊能量。分類 根據(jù)緩沖器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理，一般緩沖器可分為：摩擦式緩沖器、橡膠式緩沖器和液壓緩沖器等。 摩擦緩沖器由前、后兩部分組成，前部為螺旋彈簧（客車用）或環(huán)彈簧（貨車用），后部為內(nèi)、外環(huán)彈簧，彼此以錐面相配合，兩部分之間有彈簧座板分隔。螺旋彈簧用來緩和沖擊作用力，環(huán)彈簧兩滑動斜面間的摩擦力用來起到吸收能量的作用。當緩沖器受力壓縮時，使各環(huán)相互擠壓，這時外環(huán)彈簧中就儲存了大部分的沖擊能量；同時各內(nèi)外環(huán)簧的斜面之間因相互摩擦而將一部分沖擊能變成熱能。當外力除去后，各環(huán)簧之間又產(chǎn)生摩擦，將所儲存能量的一部分再一次轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮芏ⅲ蚨鸬搅司彌_和減振的作用。橡膠緩沖器的頭部為楔塊摩擦部分，由三個形狀完全相同且?guī)A斜角的楔塊，壓頭和箱體等部分組成，楔塊介于壓頭與箱體之間，整個緩沖器封閉在箱體內(nèi)。 橡膠緩沖器是借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到緩和沖擊和消耗能量作用的。為了增大緩沖器容量，在頭部裝有金屬摩擦部分，借助三個帶有傾角的楔塊，在受壓時與箱體及壓頭間各接觸斜面產(chǎn)生相對位移，因摩擦而消耗沖擊能量。第四章 車鉤的結(jié)構(gòu)組成及選擇4.1車鉤的構(gòu)造 車鉤是機車牽引緩沖裝置的主要部件之一，起連掛車列或其他機車的作用。我國機車車輛上采用的車鉤，是現(xiàn)代各國普遍采用的自動車鉤，具有自動連接的性能。 車鉤的型號很多，但其作用原理基本相同，結(jié)構(gòu)也大同小異。我國鐵道部 規(guī)定的標準車鉤，就有一號、二號、三號、四號、十三號、十五號、二十三號等多種。對車鉤的要求無論那種類型號的車鉤，都必須滿足下列要求： 要有足夠的強度； 容易辨識其連接狀態(tài)，以免誤認而造成列車分離事故； 不能因為運行而振動而自動解鎖脫鉤； 不能因各部稍有磨耗而影響其作用和掛鉤的安全； 構(gòu)造要簡單，操作方便，拆裝容易，以降低運用成本。4.2車鉤的主要技術(shù)要求（設(shè)計參數(shù)）1.車鉤的開度：在閉鎖位時，其開度為110130mm；在全開位時，其開度為220250mm；2.車鉤中心線距軌面高度為（88010）mm；3.兩個車鉤連掛后，其兩個車鉤的中心線相差不得超過75 mm；4.車鉤在閉鎖位，鉤舌鎖鐵往上的活動量位515mm；5.鉤舌銷與銷孔徑向間隙位14mm。4.3 上作用式十三號車鉤組成下作用式十三號自動車鉤由車體、鉤舌、鉤舌銷、鉤鎖推鐵、下鎖銷裝配等組成。4.3.1鉤體 鉤體由鑄鋼鑄成，是車鉤的主體部分，按部位可以分為鉤頭、鉤身、鉤尾三部分組成。整個鉤體像一個半張開的拳頭。(1) 鉤頭前部空腔用來裝置其他車鉤部分零件。鉤腕，可容納對方鉤舌。鉤耳分上下鉤耳，安裝鉤舌用。鉤鎖腔為鉤頭中空部，容納并安裝鉤鎖、鉤舌推鐵等零件。鉤身：鉤身鑄成中空斷面結(jié)構(gòu)。鉤尾：鉤尾分叉并設(shè)有銷孔，用來連接鉤尾框，在尾框內(nèi)設(shè)緩沖器(2) 鉤舌 鉤舌是一個形狀復(fù)雜的鑄鋼件，按部位可分為鉤舌和鉤舌尾部。鉤舌是挽 鉤部分，鉤舌尾部是鎖鐵、開鉤的控制部分，并且是車鉤承載拉壓載荷的部分。在鉤舌轉(zhuǎn)軸處，設(shè)一垂向銷孔，通過鉤舌銷把鉤舌裝在鉤頭上，并可以適當轉(zhuǎn)動， 呈張開或閉攏狀態(tài)，張開時可以進行掛鉤，閉攏并鎖住后即為連掛好以后的狀態(tài)。 (3) 鉤舌銷鉤舌銷是鍛鋼制成的圓形長銷。它穿在鉤頭及鉤舌的銷孔內(nèi)，把鉤舌裝在鉤頭上并保證鉤舌可以繞其適當轉(zhuǎn)動。鉤舌銷頂部有凸邊，可以防止掉落；下部有開口銷孔，以穿入開口銷，避免脫落。(4) 鉤鎖鉤鎖是一個形狀復(fù)雜的鑄鋼件，它有相當大的自重，安放在鉤頭空腔內(nèi)，處于鉤舌尾部適當位置。當鉤舌尾部和鉤頭空腔內(nèi)壁之間，轉(zhuǎn)出一個空間，鉤鎖因自重落下，卡住鉤舌尾部，使鉤舌不能張開，即成鉤鎖狀態(tài)。在鉤鎖的下端尾部，有一銷孔，用來連接下鎖銷；在鉤鎖的上部，還設(shè)有一個短梁，這是為上作用式車鉤連接提鎖零件用的。(5) 鉤舌推鐵它是一個彎曲形狀的鑄鋼件，平置于鉤頭空腔內(nèi)，處于鉤舌尾部的后面，下部有一短圓銷作為轉(zhuǎn)軸。當鉤鎖被提起時，鉤鎖推動鉤舌推鐵的一端，使它繞軸轉(zhuǎn)動一定角度，其另一端則拔動鉤舌尾部，使鉤舌張開成為全開狀態(tài)。在掛鉤后，鉤舌尾部將它轉(zhuǎn)回原位。(6) 下鎖銷載裝配為下作用式車鉤頂起鉤鎖用，它是由下鎖銷、下鎖銷體和下鎖銷鉤組成。下鎖銷鉤以轉(zhuǎn)軸孔和鉤頭下鎖銷孔轉(zhuǎn)軸來連結(jié)，另一端和下鎖銷體相連；下鎖銷體另一端和下鎖銷相連，其上有二次防脫尖端，中部有回轉(zhuǎn)擋和鉤提桿止擋；下鎖銷另一端由下鎖銷軸和鉤鎖軸的下鎖銷孔相連。4.4車鉤三態(tài)作用車鉤由鉤頭，鉤身、鉤尾三個部分組、車鉤前端粗大的部分稱為鉤頭，在鉤頭內(nèi)裝有鉤舌、鉤舌銷，鎖提銷，鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤后部稱為鉤尾， 在鉤尾上開有垂直扁鎖孔，以便與鉤尾框聯(lián)結(jié)。為了實現(xiàn)掛鉤或摘鉤，使車輛連 接或分離，車鉤具有以下三種位置，也就是車鉤三態(tài)：鎖閉位置車鉤的鉤舌被鉤鎖鐵擋住不能向外轉(zhuǎn)開的位置。兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置。開鎖位置即鉤鎖鐵被提起，鉤舌只要受到拉力就可以向外轉(zhuǎn)開的位置。摘鉤時，只要其中一個車鉤處在開鎖位置，就可以把兩輛連掛在一起的車分開。全開位置即鉤舌已經(jīng)完全向外轉(zhuǎn)開的位置。當兩車需要連掛時，只要其中一個車鉤處在全開位置，與另一輛車鉤碰撞后就可連掛。旋轉(zhuǎn)車鉤的構(gòu)造與普通車鉤不同，鉤尾開有鎖孔，鉤尾銷與鉤尾框的轉(zhuǎn)動套連接。鉤尾端面為一球面，頂緊在帶有凹球面的前從板上。當鉤頭受到扭 轉(zhuǎn)力矩作用時，鉤身連同尾銷以及轉(zhuǎn)動套一起轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)車鉤現(xiàn)在只安裝在專為大秦鐵路運煤單元組合列車設(shè)計的車輛上。這種車輛的一端裝設(shè)旋轉(zhuǎn)車鉤，另一端裝設(shè)固定車鉤，整列車上每組連接的兩個車鉤，兩兩相互搭配。當滿載煤炭的 車輛進入卸煤區(qū)的翻車機位時，翻車機帶動車輛翻轉(zhuǎn)180度，將煤炭傾倒出來。 旋轉(zhuǎn)車鉤可以使車輛翻轉(zhuǎn)卸貨時不摘鉤連續(xù)作業(yè)，縮短了卸貨作業(yè)時間。密接式車鉤一般在高速鐵路和地下鐵道的車輛上使用。它的體積小、重量輕、兩車鉤連掛后各方向的相對移動量很小，可實現(xiàn)真正的“密接” ；同時，對提高制動軟管、電氣接頭自動對接的可靠性極為有利。4.5 車鉤的基本尺寸和性能參數(shù)4.5.1基本尺寸(1)車鉤的鏈接輪廓尺寸符合 GB 4952-85 機車車輛自動車鉤鏈接輪廓的規(guī)定。(2)車鉤的基本尺寸如圖4.1、圖4.2。(3)鉤舌與鉤腕內(nèi)側(cè)面距離； a.車鉤處于閉鎖位置時 =112122mm； b.車鉤處于全開位置時 =220235mm。4.5.2主要性能(1)車鉤具有三態(tài)（閉鎖、開鎖、全開）作用。(2)車鉤具有防止鉤鎖、上（下）鎖銷由于振動或車鉤提桿由于擺動而引起自動開鉤的性能。車鉤處于閉鎖位置時，鉤鎖的允許上升量為：上作用式車鉤不大于10mm；下作用式車鉤不大于18mm。(3)連掛時，兩車鉤在水平面內(nèi)的最大相對轉(zhuǎn)角是。(4)連掛時，兩車鉤在垂直平面內(nèi)的最大相對轉(zhuǎn)角：a.當兩相連車鉤中心線高之差為零時，相對轉(zhuǎn)角為。b.當兩相連車鉤中心線高之差為75mm時，相對轉(zhuǎn)角為 。(5)車鉤的最大縱向移動間隙為19.5mm。(6)車鉤的橫向最大掛鉤范圍為87.98mm。4.5.3車鉤在靜載下的強度(1)最大永久變形4.5.4車鉤制造尺寸及性能車鉤制造的尺寸控制、性能測試均按照鐵道部標準TB456-84車鉤，鉤尾框技術(shù)條件和按規(guī)定程序比準的產(chǎn)品圖樣、成品檢查樣板和技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定辦理。4.5.5車鉤的質(zhì)量（1）上作用式車鉤為202kg。（2）下作用式車鉤為203kg。圖4.1上作用式車鉤圖4.2下作用式車鉤第五章 緩沖裝置（器）的結(jié)構(gòu)和性能5.1緩沖器的構(gòu)造緩沖器用來緩和列車在運行中由于機車牽引力的變化或在起動、制動及調(diào)車 作業(yè)時車輛相互碰撞而引起的縱向沖擊和振動。緩沖器有耗散車輛之間沖擊和振 動的功能，從而減輕對車體結(jié)構(gòu)和裝載貨物的破壞作用。緩沖器的工作原理是借 助于壓縮彈性元件來緩和沖擊作用力，同時在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收沖擊能量。根據(jù)緩沖器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理，一般緩沖器可分為：摩擦式緩沖器、橡膠式緩沖器和液壓緩沖器等。摩擦緩沖器由前、后兩部分組成，前部為螺旋彈簧（客車用）或環(huán)彈簧（貨車用），后部為內(nèi)、外環(huán)彈簧，彼此以錐面相配合，兩部分之間有彈簧座板分隔 。螺旋彈簧用來緩和沖擊作用力，環(huán)彈簧兩滑動斜面間的摩擦力用來起到吸收能量的作用。當緩沖器受力壓縮時，使各環(huán)相互擠壓，這時外環(huán)彈簧中就儲存了大部分的沖擊能量；同時各內(nèi)外環(huán)簧的斜面之間因相互摩擦而將一部分沖擊能變成熱能。當外力除去后，各環(huán)簧之間又產(chǎn)生摩擦，將所儲存能量的一部分再一次轉(zhuǎn)變?yōu)槟Σ翢崮芏?，因而起到了緩沖和減振的作用。橡膠緩沖器的頭部為楔塊摩擦部分，由三個形狀完全相同且?guī)A斜角的楔塊，壓頭和箱體等部分組成，楔塊介于壓頭與箱體之間，整個緩沖器封閉在箱體內(nèi)。橡膠緩沖器是借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到緩和沖擊和消耗能量作用的。為了增大緩沖器容量，在頭部裝有金屬摩擦部分，借助三個帶有傾角的楔塊，在受壓時與箱體及壓頭間各接觸斜面產(chǎn)生相對位移，因摩擦而消耗沖擊能量。5.2緩沖器的作用 緩沖器用來減小列車在運行中由于機車牽引力的變化或起動、制動及調(diào)車掛鉤時機車車輛相互碰撞而引起的沖擊和振動，從而減小機車、車輛的破損，貨車的損傷，提高列車運行的平穩(wěn)性。 緩沖器的工作原理與減震器相同。它一方面借助彈性元件來緩和沖擊作用，另一方面在彈性元件變形過程中吸收沖擊能量。緩沖器的種類很多，可以分為彈簧式、摩擦式、摩擦橡膠式、液壓式等等。其中彈簧式緩沖器式借助彈簧的作用來緩和沖擊的，但它不能吸收沖擊能量，因而不適用于大的沖擊力。我國鐵道部規(guī)定的標準型緩沖器，有1號、2號、3號及MX-3MX-3型幾種。機車上現(xiàn)在大多采用的是MX-1型緩沖器，如改型SS4、SS8型，而新型機車如SS9型、SS7E型等機車采用的是MT-3型緩沖器。MX-1型緩沖器屬于橡膠摩擦式緩沖器，MT-3型緩沖器則是彈簧摩擦式緩沖器。5.3緩沖器的性能參數(shù)影響緩沖器設(shè)計參數(shù)的因素 緩沖器作為機車車輛縱向連接的關(guān)鍵部件，其作用是緩和列車運行或編組調(diào)車作業(yè)時機車與車輛、車輛與車輛間的縱向沖動，吸收因縱向沖動產(chǎn)生的沖擊能量，傳遞列車縱向作用力，提高列車運行的平穩(wěn)性，實現(xiàn)保護車輛和貨物的目的。 因此，緩沖器設(shè)計參數(shù)取決于車輛結(jié)構(gòu)及車輛強度、列車運行工況和車輛編組調(diào)車作業(yè)工況等幾個方面。其設(shè)計原則是在適應(yīng)車輛結(jié)構(gòu)、車輛強度要求的條件下，保證緩沖器具有足夠的緩沖能力。（1）車輛結(jié)構(gòu)和強度車輛結(jié)構(gòu)要求緩沖器必須具有良好的互換性，緩沖器的基本尺寸必須與車輛提供的標準套口尺寸相適應(yīng)。另外，緩沖器在工作過程中車鉤鉤肩不應(yīng)與沖擊座接觸，這限制了緩沖器的外形尺寸和工作行程。車輛強度要求緩沖器提供的最大反作用力應(yīng)與車體強度規(guī)定的最大縱向壓縮力相適應(yīng)，即車輛自身的強度決定了緩沖器的最大阻抗力。因此，車輛結(jié)構(gòu)和 強度是緩沖器參數(shù)設(shè)計時應(yīng)首先考慮的限定指標。（2）列車運行工況 由于列