一种公铁两用车用新型车钩连接装置的研制

袁航

(苏州高新有轨电车有限公司运营分公司，江苏苏州 215011)

一种公铁两用车用新型车钩连接装置的研制

袁航

(苏州高新有轨电车有限公司运营分公司，江苏苏州 215011)

开发一种新型车钩连接装置，该车钩连接装置安装在公铁两用车上，通过与轨道车辆连挂，能够适用复杂的道路变化，安全、高效地牵引故障轨道车辆。详细介绍了该车钩连接装置的组成，并进行了小曲线半径和曲线超高等特殊路段的牵引通车试验。通过试验验证，达到了设计要求，能够满足公铁两用车牵引轨道车辆的实际运用要求。

公铁两用车；车钩连接装置；轨道车辆；牵引；曲线超高

0 引言

公铁两用车是牵引轨道车辆的工程车，它能够在公路和铁路之间快速转换，在轨道交通领域得到广泛应用。车钩连接装置设于公铁两用车和轨道车辆之间，通常是公铁两用车用来牵引故障或特殊用途的轨道车辆的装置。现有车钩连接装置主要由直形的牵引拉杆直接挂靠于轨道车辆上[1]，这种车钩连接装置的牵引拉杆力臂较长，钩头本身的质量大，当这种车钩连接装置一端挂靠于公铁两用车上、另一端连接钩头后，钩头有触地危险，且由于公路交通管制，只有在使用时才能安装，需要随时拆卸，浪费人力，耗费时间。特别是当牵引轨道车辆通过曲线超高时，车钩连接装置受力复杂，车钩连接装置由水平状态变成倾斜状态的过程中会产生扭矩，此时扭矩如果不能得到及时释放，会对车钩连接装置造成机械损伤，严重时会造成轨道车辆的脱轨危险。

1 新型车钩连接装置结构介绍

为了克服上述车钩连接装置存在的技术缺陷，开发了一种新型车钩连接装置[2]，该车钩连接装置能够适应复杂的道路变化，安全、高效地牵引轨道车辆。该车钩连接装置结构示意图见图1。

图1 新型车钩连接装置的结构示意图

如图1所示，车钩连接装置包括：支撑架1和车钩连接装置主体2，支撑架1一端通过4个螺栓固定至拖车尾部，支撑架1对车钩连接装置主体起支撑作用；车钩连接装置主体2呈“Z”字形，包括牵引拉杆2.1和左、右加强板；车钩连接装置

主体2一端具有连接孔4，公铁两用车上的固定牵引销穿过连接孔4实现车钩连接装置主体与公铁两用车的铰接，车钩连接装置主体2的后端焊接有法兰1.2，通过螺栓紧固的方式连接车钩钩头，法兰1.2四周设有加强筋1.3，提高了连接处的强度；支撑架1和车钩连接装置主体2之间设置有车钩调节装置，该车钩调节装置包括升降组件6、第一支撑件7、第二支撑件8，其中“U”形连接架通过焊接方式固定在左加强板下部，第一支撑件7通过第一转轴5转动连接于“U”形连接架上，丝杆6.1有两个，分别在第一转轴5两侧对称布置，第一支撑件7设有螺纹孔，丝杆6.1穿过第一支撑件7上的螺纹孔，丝杆6.1面对支撑架1的一端固定有金属垫片6.2和橡胶缓冲器6.3，第二支撑件8与支撑架1之间设有若干减震弹簧8.1，当公铁两用车牵引轨道车辆通过曲线轨道超高时，第一支撑件7围绕第一转轴5转动，由于减震弹簧8.1的缓冲作用，避免了橡胶缓冲器6.3因挤压产生的磨损，提高了使用寿命。

车钩连接装置主体2两侧设有弹性组件，包括复位弹簧3.1、挂钩3.2、耳挂3.3，其中复位弹簧3.1一端连接于第一支撑件7，另一端通过挂钩3.2与车钩连接装置主体2连接，车钩连接装置主体2上右加强板中部左右两侧分别通过耳挂3.3螺纹连接挂钩3.2进行固定，通过调整挂钩3.2和耳挂3.3之间的相对位置即可调节左右两侧复位弹簧的拉力大小，使车钩连接装置保持水平状态；为了方便车钩连接装置的安装或拆卸，右加强板上设有两个把手9。

当需要进行牵引救援轨道车辆时，转动丝杆6.1，即可实现车钩连接装置的高度调节，使公铁两用车端车钩钩头与轨道车辆端车钩钩头在同一水平高度，从而实现快速、安全的连挂，有效地提高了轨道车辆的救援效率。

当牵引轨道车辆通过曲线轨道超高时，第一支撑件7以第一转轴5为转动中心进行转动，实现了车钩连接装置由水平状态变成倾斜状态过程中的扭矩释放，避免了车钩转动所造成的车钩与车钩连接装置的机械损伤甚至是车辆脱轨的危险。

2 装车运用试验研究

为研究所开发的车钩连接装置实际性能，将该装置安装在公铁两用车上，如图2所示，并与轨道车辆进行连挂，分别进行了最小曲线半径、最大坡度、曲线超高、道岔等特殊路段的牵引通车试验，牵引通车试验主要技术参数如表1所示。

图2 新型车钩连接装置装车运用

轨道车辆总质量/t45试验线路全长/km12最大坡度/‰55最小曲线半径(车场线)/m25最小曲线半径(正线)/m40最高牵引速度(通过正线)/(km·h-1)30最高牵引速度(通过曲线段)/(km·h-1)15最高牵引速度(通过最小曲线半径段)/(km·h-1)8最高牵引速度(通过道岔)/(km·h-1)15连挂速度/(km·h-1)3

2.1 连挂和分解试验

将车钩连接装置安装在公铁两用车上，通过调节车钩连接装置高度与轨道车辆上的车钩高度一致，进行连挂、分解试验，结果正常。

2.2 最小曲线半径通过试验

轨道车辆在通过曲线道路时，通常受到离心力或向心力的作用，是一种极不稳定的运动[3]。为验证车钩连接装置的曲线通过性能，进行最小曲线半径通过试验。将与轨道车辆进行连挂的公铁两用车在车辆段以8 km/h的速度通过最小半径为25 m的曲线，试验测试结果正常。

2.3 曲线超高通过试验

为了平衡轨道车辆通过曲线道路的离心力，往往在轨道曲线道路上设置超高段，把曲线外轨适当抬高，使轨道车辆的自身重力产生一个向心的水平分力，以抵消离心力，提高轨道车辆运行的稳定性和安全性[4]。由于曲线超高段内外轨存在高度差，在公铁两用车牵引轨道车辆通过曲线超高处时，车钩连接装置内部会产生扭矩。文中进行曲线超高通过试验，以15 km/h的速度通过曲线超高处，试验过程中公铁两用车和轨道车辆运行平稳，车钩连接装置无任何拉拽变形。试验验证了新型车钩连接装置能够很好地释放曲线超高处产生的扭矩，比现有车钩连接装置的性能优越。

2.4 正线通过试验

在进行正线通过试验过程中，依次经过了直线段、最大坡度为55‰的下穿隧道、道岔等特殊路段，试验线路全长约12 km，最高牵引速度为30 km/h，整个试验运行状况正常，满足公铁两用车救援或特殊牵引的要求。

上述试验完成后，对车钩连接装置进行拆卸，并进行分解检查，结果显示各零部件结构正常，无任何机械磨损。

3 结束语

此次设计的车钩连接装置主体的斜坡部和呈“Z”字形的牵引拉杆在整体上缩短了力臂，减轻了车钩连接装置的质量，安装省时省力，道路行驶时也无须拆卸，避免了救援现场时临时安装、频繁拆卸的问题，方便快捷；车钩连接装置主体能够在上、下、左、右4个方向调节。试验证明：该车钩连接装置可以适应复杂的路面情况，尤其是能安全通过小曲线半径和曲线超高等特殊路段，符合性能要求。

【1】安海亮,李华,郁文心.公铁车用2号车钩加长装置:ZL201020607019.X[P].2011-05-25.

【2】沈明生,王军,仲晓晨,等.车钩连接装置:ZL201620878015.2[P].2017-01-11.

【3】陈艾平,宋鸣德,朱文升.时速160公里铁路最小曲线半径与缓和曲线设计标准的研究[J].中国铁道科学,1985(2):14-32.

【4】赵志松.高速铁路最小曲线半径研究[J].路基工程,2008(1):81-83. ZHAO Z S.Study on Minimum Curve Radius for High Speed Railway[J].Subgrade Engineering,2008(1):81-83.

Development of A New Coupler Connecting Device for Road and Railway Vehicles

YUAN Hang

(Suzhou New District Tram Operation Branch Company, Suzhou Jiangsu 215011, China)

A new coupler connecting device mounted on rail vehicle was developed, by connecting with the rail vehicle, it could be applied to complicated road changes, drag rail vehicles out of order safely and efficiently. The coupler was introduced, and the tests of special sections with curve of small radius and curve of ultra-high were conducted. Through the test, the design requirements are met, which can meet the practical application requirements of the traction of rail vehicles by road and railway vehicles.

Road and railway vehicles; Coupler connecting device; Rail vehicle; Dragging; Curve of ultra-high

2017-02-07

袁航(1988—)，男，硕士，工程师，研究方向为轨道交通车辆工艺设备技术管理。E-mail：yh61163048@163.om。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.05.013

U49

B

1674-1986(2017)05-060-03