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轨道车辆车钩的发展历程

2020-03-06  茶香飘万里

在中国,高铁动车不仅已经成为人们生活、工作和旅行中不可或缺的一部分,而且作为一张靓丽的中国"名片",在提升我国国际影响力方面也立下了汗马功劳。但对于普通大众来讲,对于高铁可能只知道复兴号、和谐号和时速350km/h这些浅显的概念,对于其核心技术、核心组成部件知之甚少。其中,车钩缓冲装置就是其中不为人知的核心技术之一。

车钩的定义是指火车或者机车两端具有连结、牵引及缓冲的作用的装置。其主要作用就是连挂车辆与车辆或者车辆与机车,并传递牵引力。车钩的发展经历了以下阶段:插销式车钩、螺旋车钩、詹氏车钩、自动车钩、苏联SA-3式自动车钩和密接式车钩。其中,密接式车钩在近代轨道车辆上得到广泛应用。

1.插销式车钩

插销式车钩是可以追溯到的最早的车钩类型。其特点为两侧凹陷,中间有凸槽或者凹槽。连挂时一侧凸槽插进凹槽,并使用连接销插进孔中,便实现了连挂。该种类型的车钩结构简单,使用也很容易,现已经基本被淘汰,除了在铁路博物馆中,很难被看到。

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2.螺旋车钩

1830年,螺旋车钩由英国工程师发明并在东南亚国家和地区得到广泛应用。该车钩是通过铁钩扣在铁链槽中进而拧紧把手,实现连挂。解挂的过程正好相反,先拧松把手,后脱开扣在铁链的钩子。该车钩的强度只有850kN,缓冲性能也很差,导致列车编组小,运行速度慢,最后也被淘汰。

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3.自动车钩

受制于螺旋车钩缓冲性能差,挂车编组少,运行速度慢,挂车程序复杂,人们不得不进一步寻求解决办法。在1868年,自动挂钩是由美国工程师"Janney"发明并以其名字命名为"JanneyCoupler"。他是受到人手握手的启发,并以此为出发点进行设计,并在1973年进一步改进,并申请专利。JanneyCoupler性能远远超过螺旋车钩,在1887年,该车钩收到美国政府机构铁路车辆技师协会的大力支持,并在1893年得到美国国会的支持,使得JanneyCoupler得到迅速的推广和普及,越来越多的机车车辆制造企业使用该车钩。与此同时,中国也在詹天佑的倡导下引进JanneyCoupler来代替传统的螺旋车钩。

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4.苏联SA-3式自动车钩

苏联的SA-3型自动车钩,有浓重的JanneyCoupler的影子,很大程度上借鉴了该车钩,其实也是JanneyCoupler的一个变种。但不能否认的是,它也加入了一些创新元素在里面。苏联在二战以前也使用螺旋车钩,战争爆发后开始推广SA-3式自动车钩。虽然该车钩式JanneyCoupler演化而来,但是其运输能力和承载能力比美国的JanneyCoupler还要强上不少。利用这个优势,使其迅速得到推广。

车钩主要是利用两侧钩尖来承受力,而小巧的钩舌并不受力,只是对车钩本身进行固定。令人惊喜的是该车钩还有很大的连挂范围,当两个车钩在一定范围内有偏差时,也能通过导向进行准确的连挂,这一点也是JanneyCoupler无法超越的。这个想法也广泛应用在后来的密接式车钩上。当然其设计的初衷是考虑苏联的环境严寒,尽可能减少人工找正的可能。当时,该车钩广泛应用于苏联影响的到地区,如波兰和捷克斯洛伐克。

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5.密接式车钩

密接式车钩由连挂系统、缓冲系统和安装及吊挂系统三部分组成。它具有体积小、重量轻的特点,两车钩一旦连挂后,其连挂间隙很小,小至毫米级别,不仅能实现连挂可靠,还能保证各列车车厢之间相对位移小,广泛应用于高铁、地铁和城轨上。密接式车钩又可分为柴田式、欧式和BSI三种类型。

轨道车辆车钩的发展历程
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结语:

轨道车辆车钩已经有几百年的发展历史,在各个历史阶段产生的车钩都有其自己的特点。经过历史的沉淀与淘汰,就目前来说,广泛应用的还是密接式车钩。随着国家铁路发展战略已经各个城市挣相修建地铁,车钩作为核心零部件需求量激增,相信这也会推动车钩技术的发展,制造出更优秀的车钩。

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