車輛連接裝置第一節車鉤1第二節緩沖裝置第三節附屬裝置第四節貫通道裝置掌握車輛連接裝置各組成部分的名稱及作用。掌握車鉤緩沖裝置的分類及用途。了解車鉤緩沖裝置的結構。了解常見緩沖器的結構及作用原理。了解貫通道的結構。2學習目標車輛連接裝置主要由車鉤緩沖裝置和貫通道裝置兩部分組成，它們使車輛相互連接，實現相鄰車輛之間縱向力的傳遞和通道的連接。

車鉤緩沖裝置安裝于車體底架的兩端，用來連接車輛成列，使車輛間保持一定距離，并連接車輛間的電路和氣路。在列車運行時，車鉤緩沖裝置可以傳遞車輛間的牽引力、制動力，同時緩和及衰減車輛間的沖擊力。車鉤緩沖裝置包括車鉤和緩沖裝置兩部分，車鉤用以實現牽引連掛，緩沖裝置用以緩沖牽引連掛時產生的沖擊和振動。3車鉤第一節4一、車鉤的分類按照兩車鉤連接后在垂直方向能否彼此發生相對位移，車鉤可分為非剛性車鉤和剛性車鉤，分別如下圖。5非剛性車鉤剛性車鉤61．非剛性車鉤非剛性車鉤允許兩個相連接的車鉤鉤體在垂直方向上有相對位移。當兩個車鉤連掛后的縱向中心線存在高度差時，兩個車鉤呈階梯形狀，并且各自保持水平位置。由于鉤體的尾端相當于鉸接，這就保證了車鉤在水平面內可以產生角位移。非剛性車鉤較普遍地應用于一般鐵路客車、貨車上。72．剛性車鉤剛性車鉤不允許兩連掛車鉤存在相對位移，而且對前后的間隙要求限制在很小的范圍之內。如果在車體連掛之前兩車鉤的縱向軸線高度已有偏差，那么在連掛后，兩車鉤的軸線處在同一條直線上并呈傾斜狀態。兩車鉤鉤體的尾端具有完全的鉸接，這能夠保證兩連掛車體之間可以具有相對的水平和垂向角位移。8剛性車鉤也稱為密接式車鉤，城市軌道交通車輛一般均采用剛性車鉤。按照牽引連掛裝置的連接方式不同，剛性車鉤可分為全自動車鉤、半自動車鉤和半永久牽引桿三種，它們在列車上的安裝位置如下圖所示。剛性車鉤在列車上的安裝位置9二、全自動車鉤全自動車鉤位于編組列車端部，其電氣和氣路連接裝置都組裝在鉤頭上。當車輛連掛時，車鉤的機械、氣路、電氣系統都能自動連接。解鉤時，可在司機室控制自動解鉤或采用手動解鉤。解鉤后，車鉤即處于待掛狀態，電氣連接器通過蓋板自動關閉，防止水和塵土進入，主氣管連接器也自動關閉，防止壓縮空氣泄漏。10廣州地鐵3號線車輛采用的是330型全自動車鉤，其外觀如圖所示。

330型全自動車鉤外觀111．全自動車鉤結構全自動車鉤主要由機械鉤頭、橡膠緩沖器、氣管連接器、電氣連接器和氣動解鉤系統等幾部分組成，緩沖器位于鉤頭的后部。車輛連掛時，依靠兩車鉤相鄰鉤頭前端的凸凹錐精確地對中，實現兩車鉤的緊密連接，同時自動將兩車之間的電氣線路和空氣通路接通。解鉤時，可由司機控制解鉤電磁閥自動解鉤，也可人工操作實現手動解鉤。12330型全自動車鉤結構如圖所示。330型全自動車鉤結構1—機械鉤頭2—氣管接頭3—解鉤氣缸4—電氣裝置5—可壓潰變形管6—接地系統7—卡環連接件8—對中裝置9—橡膠墊牽引裝置13330型全自動車鉤內部的連掛機構有鉤舌、連掛桿、回復彈簧、解鉤手柄和解鉤氣缸等，內部結構圖如圖所示。330型全自動車鉤內部結構1——解鉤氣缸；2——解鉤手柄；3——中心銷；4——鉤舌；5——連掛桿；6——回復彈簧；7——鉤體；142．全自動車鉤工作原理車鉤有待連掛位（同時也是鎖定位）和全開位兩種狀態。當車鉤要連掛時，通過兩車鉤的相互撞擊，鉤體內部的鉤舌等機構發生順時針旋轉，在兩鉤相互連掛過程中，對方鉤體的凸錐推動本鉤鉤舌等連掛機構旋轉到最大角度，到達全開位，然后在回復彈簧的作用下迅速回復到鎖定位，到達完全連掛后車鉤連掛機構的位置狀態。在解鉤時，司機按動解鉤按鈕給解鉤氣缸充氣，或人工扳動解鉤手柄，使鉤體內部的鉤舌及其他機構旋轉到最大角度，到達全開位，此時兩車鉤可以正常分離，然后解鉤氣缸排氣或釋放解鉤手柄，在回復彈簧力的作用下，鉤舌等其他內部機構回復到待連掛位。15全自動車鉤工作狀態如圖所示。全自動車鉤工作狀態a）即將連掛時b）完成連掛時c）已連掛的位置狀態d）解鉤時位置狀態16三、半自動車鉤半自動車鉤用于兩編組單元之間的車輛連掛。通常半自動車鉤的鉤頭連接形式與自動車鉤相同，連掛方式和鎖閉方式也相同。兩個相同的車鉤可以在直線線路和曲線線路上自動連掛。半自動車鉤可以實現列車單元之間的機械系統和氣管系統自動連接，電氣系統則只能手動連接。解鉤時，機械和氣路部分可自動解鉤，也可手動操作解鉤，但不能在司機室集中控制。半自動車鉤上設有貫通道支撐座，用于在車輛運行過程和解鉤之后支撐貫通道，可以承受貫通道及所承受的載荷。17半自動車鉤結構如圖所示。半自動車鉤結構18半自動車鉤通過一套反饋組成指示車鉤間是否連掛。反饋組成主要包括機械部分和行程開關兩部分，通過感知本側車鉤的鉤舌及對方車鉤連掛桿的位置，判定兩側車鉤是否完全連掛到位。半自動車鉤連掛狀態指示如圖所示。半自動車鉤連掛狀態指示19四、半永久牽引桿半永久牽引桿用于同一單元內車輛之間的連掛，使之編組成單元。列車單元在運行過程中一般不需要分解，通常只在維修時才分解。當兩車連掛時即形成剛性連接，其連接間隙最小，垂向運動和轉動也很小。這樣的連接形式可以防止車輛重疊和顛覆，減少列車啟動及制動時的沖擊。半永久牽引桿的連掛和解編都需要人工完成。半永久牽引桿分為中間帶壓潰管的半永久牽引桿和中間無壓潰管的半永久牽引桿，這兩種半永久牽引桿在列車內部各個斷面成對使用。半永久牽引桿與車體結構的接口各通過四個安裝螺栓連接。201．中間帶壓潰管的半永久牽引桿中間帶壓潰管的半永久牽引桿由加長桿、壓潰管、EFG3緩沖器、支撐機構和氣管連接器幾部分組成。其中，壓潰管、EFG3緩沖器和支撐機構與全自動車鉤相同，因無須對中，所以沒有對中機構。21中間帶壓潰管的半永久牽引桿22車鉤的頭部為加長桿，集成了直通式的氣管連接器，可以在連接車鉤緩沖裝置的同時完成列車內部氣管連接器連接。氣管通過連接器后部的截斷塞門人工控制通斷。氣管連接器232．中間無壓潰管的半永久牽引桿中間無壓潰管的半永久牽引桿與中間帶壓潰管的半永久牽引桿結構類似，通過對整車進行仿真計算，確定不需要壓潰管，而用剛性桿替代。中間無壓潰管的半永久牽引桿由剛性桿、EFG3緩沖器、支撐機構和氣管連接器幾部分組成。24中間無壓潰管的半永久牽引桿緩沖裝置第二節2526一、車鉤能量緩沖裝置緩沖裝置是車鉤連掛裝置的重要組成部分，主要用來緩和縱向沖擊力。城市軌道交通車輛車鉤的能量緩沖裝置主要有橡膠緩沖裝置、壓潰管、過載保護裝置等。EFG3緩沖器內部安裝有六個橡膠塊，在車輛運行過程中拉壓縱向力作用下，依靠剪切橡膠，使之發生剪切變形來吸收能量。EFG3緩沖器在結構上與安裝回轉機構融為一體，具有彈性緩沖、水平對中、垂直支撐和回轉等功能，其結構緊湊，適于與壓潰管配合使用。EFG3緩沖器271．橡膠緩沖裝置橡膠緩沖裝置屬于可復原的能量吸收部件，吸收第一級能量。牽引和緩沖載荷由剛性安裝在單元內的橡膠緩沖墊進行緩沖，把超出吸收范圍的能量傳遞給車輛底架。橡膠緩沖裝置不僅可緩和沖擊作用力，而且可以吸收沖擊能量，提高車輛運行平穩性，如圖5-14所示。橡膠緩沖裝置1—牽引桿2—安裝座3—環形橡膠4—緩沖器體5—支撐座282．壓潰管為滿足沖擊速度15km/h時的能量吸收要求，頭車全自動車鉤變形吸能裝置采用150mm膨脹式壓潰管，其外形如圖所示。壓潰管外形29列車在運行或連掛過程中，車鉤緩沖裝置受到的縱向壓載荷大于設定值時，壓潰管開始發生作用，吸收沖擊能量，達到保護人身和車輛設備安全的目的。壓潰管能量吸收情況如圖所示。壓潰管能量吸收情況a）未變形的狀態b）已壓潰后的狀態1—壓潰管2、3—可壓潰筒體30車鉤緩沖裝置在牽引工況時，牽引力會通過壓潰管內部的剛性連接進行傳遞，變形元件不會受到影響。當車鉤緩沖裝置受到的壓載荷超過壓潰管觸發力時，壓潰管膨脹元件按照設計的變形模式，開始產生屈服，以穩定的最大動態阻抗力發生塑性變形，最大限度吸收沖擊能量。車鉤緩沖裝置壓載荷低于壓潰管觸發力時，壓潰管吸能元件不發生動作，所有的沖擊能量將由安裝吊掛緩沖系統中的緩沖器吸收。313．過載保護裝置過載保護裝置用于列車在超速連掛或者受到強烈沖擊時，使車鉤脫離車體向后回退，確保車體上的防爬器能夠相互咬合。當車鉤緩沖裝置受到的沖擊載荷大于拉斷螺栓設計的觸發力時，拉斷螺栓會發生破壞斷裂，導致車鉤安裝座與車鉤安裝板分離，車鉤沿退出導軌往后移動，使車體前端防爬器接觸參與能量吸收，從而保護車鉤安裝部位的車體。過載保護裝置元件（拉斷螺栓）32二、車鉤機械能吸收一列空載列車以8km/h速度與另一列處于停放制動狀態的空載列車碰撞時，車鉤系統能完全吸收沖擊能量，無任何部件損壞。一列空載列車以8~15km/h的速度與另一列處于停放制動狀態的空載列車碰撞時，車鉤及緩沖器系統能有效地吸收其碰撞能量，除壓潰管外，車體及車鉤其他部件均無損壞。一列空載列車以大于15km/h的速度與另一列處于停放制動狀態的空載列車碰撞時，前端全自動車鉤將過載退出，車體吸能區將參與變形吸能。33車鉤機械能吸收如圖所示車鉤機械能吸收附屬裝置第三節3435一、氣管連接器頭車連掛系統鉤體上裝有氣管連接器如圖所示，可以在列車連掛時自動連接列車管路，在列車分解時自動關斷管路。空氣管路連接口凸出于鉤面約8mm，在連掛時，鉤頭前端的氣管連接器的頂桿也同時接觸并相互擠壓，主氣管連接器的壓力閥打開。車鉤連接裝置的附屬裝置包括氣管連接器、電氣連接器、對中裝置和安裝吊掛系統。氣管連接器36二、電氣連接器頭車全自動車鉤裝置采用了電氣連接器如下圖。電氣連接器通過推送機構安裝在機械車鉤的下方。電氣連接器37電氣連接器結構如圖所示。電氣連接器結構1—箱體2—懸吊裝置3—車鉤4—定位孔5—定位銷6—密封條7—觸點8—防雨蓋38三、對中裝置對中裝置安裝在緩沖裝置下方，可以在彈簧力作用下對回轉軸施加對中回復力，為整個車鉤緩沖裝置提供一定范圍內的水平對中力矩，保證整個車鉤緩沖裝置在待連掛狀態下處于縱向中心線上，便于連掛。對中裝置39一旦車鉤緩沖裝置發生了水平擺動，兩個對稱的碟簧筒中的碟簧活塞就會推動凸輪板，產生一個回復力矩。專門設計的對中用凸輪板外形可以保證使對中裝置在角度較小時也具有足夠的對中力。當對中滾輪的兩側與凸輪板接觸時，對中滾輪兩側受力相同、方向相反，此時使車鉤緩沖裝置保持在縱向中心線上；一旦車鉤緩沖裝置離開縱向中心線位置，滾輪與凸輪板就變成了單側接觸，會產生較大的力矩迫使車鉤緩沖裝置向縱向中心線回復。這種對中方式在車鉤緩沖裝置水平旋轉±15°范圍之內有較大對中力矩，超過±15°時對中力矩消失，但是車鉤緩沖裝置可以繼續旋轉到大于±25°的范圍。40四、安裝吊掛系統安裝吊掛系統的作用是為整個車鉤緩沖裝置提供安裝和支撐，保證列車通過所有曲線線路所需的各個方向自由度，保證整套裝置在不連掛狀態時保持水平，車鉤中心線與車輛中心線重合，以便于連掛。車鉤通過該裝置可以方便地調整車鉤中心線的高度。貫通道裝置第四節4142貫通道裝置也稱風擋裝置，位于兩節車廂的連接處，是兩車輛通道連接的部分。其結構簡單、運行可靠，具有安全、舒適、低噪、防漏、防塵、耐候性強、壽命較長等優點，適應車輛在地下、地面和高架線路上運行，滿足運行環境中存在有風、雨、雪、冰雹、沙塵、霧霾等惡劣氣候條件的要求。貫通道裝置分為整體式和分體式，廣州地鐵9號線車輛采用的是分體式。43貫通道裝置44一、貫通道結構

以廣州地鐵9號線車輛為例，貫通道主要由雙層折棚總成、連接框總成、頂板總成、踏板總成、毛刷總成、側護板總成等主要零部件構成，如圖所示。貫通道結構451．雙層折棚總成雙層折棚總成包括棚布總成、上踏板總成（連接框側）、單雙棚板總成、導向梁總成（螺釘側）、導向梁總長（鎖緊側）、上下限位繩總成、延伸器、各種小部件等。棚布總成由柔性的棚布材料構成，其波形的開口向內。棚布由一種特殊材料制成，棚布波形通過可夾制的鋁型材彼此相連。螺釘框由鋁合金型材焊接噴涂而成，并通過螺釘將雙層折棚總成安裝在車體上。螺釘框兩側垂向上各焊接兩個側墻安裝座。螺釘框頂部焊接有懸掛頂板的橫梁。462．連接框總成連接框由焊接的鋁合金型材噴涂而成，連接框上組裝有一個鎖閉單元，用于將兩個貫通道連接起來。鎖閉單元通過鎖閉手柄進行操作。3．頂板總成頂板包括單棚板與雙棚板，其形狀滿足車端之間相互位移的要求。單棚板通過鉸鏈固定到連接框橫梁上，雙棚板通過鉸鏈固定到螺釘框橫梁上。組裝完成后，單棚板插接在雙棚板之間。這種結構的優點在于連掛、解編貫通道時不需要拆卸頂板，同時滿足車體間的相互運動要求。頂板的高度可以通過雙棚板上的調節螺釘調節。474．踏板總成踏板總成由上踏板總成和下踏板總成組成。踏板安裝好后，上踏板搭接在下踏板不銹鋼板上，基于這種結構，踏板間可以相對移動，抵消了高度位移和側滾運動，保障乘客平穩地通過過道。