摘 要：本文通过对南京地铁2号线列车自动车钩各部件及原理的介绍及分析，明确了地铁列车自动车钩在连挂和解钩时的工作原理，了解了自动车钩在列车正线救援时的作用，提高了地铁列车正线故障连挂救援时的应急处理能力。

关键词：地铁;车辆;自动车钩;解钩

中图分类号： U270.34

引言

南京地铁2号线列车采用上海福伊特驱动技术系统公司生产的Scharfenberg自动车钩，车钩头型号为35型车钩头。自动车钩及半自动车钩的连挂和解钩主要通过车钩头及其附属电气装置的动作来完成，设计上要求自动车钩车钩头之间可实现电气和机械上的互相连挂和自动解钩。

1.自动车钩功能描述

Scharfenberg自动车钩结构及主要部件如图1所示，即便车辆连挂时存在水平及垂直方向的误差，也可在无需人工协助的情况下完成连挂车辆之间电路和气路自动连挂和解钩。

解钩操作既可通过驾驶室解钩按钮自动实现，也可在轨道旁使用手动解钩杆手动实现。解钩操作完成后，车钩会再次进入准备连挂状态。

2.自动车钩车钩头介绍

Scharfenberg 自动车钩配套35型车钩头，其主要結构及部件如图2所示，车钩头主要由车钩头外壳、车钩锁及手动解钩杆组成。

2.1.车钩头外壳

车钩头外壳前端轮廓较特殊，该轮廓包括凸锥面和凹锥面，决定了车钩锁垂直、水平方向以及角度偏移的连挂范围。在车钩表面一侧，采用导向杆及侧向延伸大幅增大偏差连挂范围。

2.2.车钩锁

车钩锁位于车钩头外壳内部，可以中心枢轴位中心旋转。如图2所示，车钩锁由钩舌（1）、钩板（4）、中心枢轴（5）和拉伸弹簧（6）构成。车钩锁确保两车钩之间的机械连接，牵引力经过车钩锁进行传递，车钩端面可传输部分缓冲力，牵引及缓冲载荷从车钩传送到对应列车司机室下方底架内。车钩锁有以下三种工作状态：

●准备连挂状态

如图3所示，钩舌腹板靠近于凸锥边缘。棘爪克服拉伸弹簧的拉力使车钩锁保持在钩板的挡块位置并将其锁定就位。棘爪高出车钩头外壳侧面，它与风钩相啮合。

●连挂状态

如图4所示，当车钩表面配合时，凸锥沉到对应侧车钩的凹锥内部，并向后将弹簧卡子压在已经释放的棘爪上，通过拉伸弹簧的拉力作用将钩锁逆时针转动到连挂位置，直至钩舌与钩板啮合，此时，钩板被压向车钩头外壳内的挡板。

当车厢连挂后，相互配合的车钩锁紧装置会形成一个简单的平行四杆机构，能够将牵引力均匀地分布在两个钩锁装置上。车钩锁只承受拉伸载荷的影响，载荷通过平行四杆机构能够均匀地分布到两个钩舌上。

●解钩状态

如图5所示，解钩时，车钩锁克服拉伸弹簧的拉力作用顺时针方向转动，直至将连杆从钩板槽中释放出来，当棘爪与卡子啮合在一起时，保持车钩锁解钩状态的位置。

列车分离时，弹簧加载卡子向前移动并释放棘爪，钩板在拉簧的拉力作用下转动将连杆压到凸锥边缘，直至棘爪与风钩前端啮合，拉簧被拉紧，车钩锁再次进入准备连挂状态，如图3所示。

2.3.手动解钩杆

在紧急情况下司机或专业技术人员也可通过自动车钩上的手动解钩杆将车钩锁从连挂状态手动旋转到解钩状态，使车钩锁打开释放钩舌完成解钩操作。

如图6所示，手动解钩繁位于车钩头底部中心枢轴位置，用于手动执行解除两个已连挂车钩的操作。

3.自动解钩原理

3.1.自动解钩装置

自动解钩装置核心部件就是解钩气缸（如图7所示），位于车钩头外壳内部。解钩装置的作用是通过活塞杆延伸推动使钩锁旋转，将车钩锁从连挂状态转到解钩状态。

通常情况下，任意两辆车辆都可以进行自动解钩，解除车钩锁装置锁紧状态，可以从司机室启动解钩按钮，通过将压缩空气传送到车钩头内的解钩气缸中，推动解钩气缸活塞杆向前移动，使车钩锁钩板转动以释放钩舌，将车钩锁从连挂状态转到解钩状态。

3.2.自动解钩原理简述

如图8所示，自动解钩时，司机给出解钩信号时，控制解钩电磁阀动作通过压缩对解钩管路加压，将解钩汽缸的柱塞朝钩板方向按压，并将车钩锁转到已解钩位置。同时，被连挂车的车钩和和解钩汽缸也通过解钩管加压。

3.3.连挂与解钩分析

结合自动解钩原理分析列车连挂和解钩时各个状态如下：

列车准备连挂时状态，如图9所示。

此时，二位五通阀动作将压缩空气导入气缸，保持电动车钩头位于缩回位置，气动对中装置激活，解钩管被减压。

●列车连挂时状态，如图10所示，

此时，车钩锁转入连挂位置，二位五通阀动作将压缩空气直接导入气缸使电动车钩头向前移动，同时停用气动对中装置并减压，解钩管路的两个风管接头通过车钩表面连接头对接，但压缩空气均排空。

●列车解钩时，救援列车解钩装置被启动，解钩气缸将车钩锁旋转至其解钩状态。

此时，控制装置启动二位五通阀将压缩空气导入气缸，使得电动车钩头缩回并保持在缩回位置，同时气动对中装置激活，解钩管的风管接头被连接到车钩表面上，并引导压缩空气。

救援车司机在司机室触发解钩按钮，控制解钩电磁阀动作，对解钩管充气加压，将解气缸的柱塞朝钩板方向按压，并将车钩锁转到已解钩位置。同时，被救援列车解钩汽缸可以通过连挂后的解钩气管充气加压，将自身解钩汽缸的柱塞朝钩板方向按压，并将车钩锁转到已解钩位置。

此外，被救援列车解钩电磁阀未动作，解钩管路的部分压缩空气通过其解钩电磁阀排气孔排出。

4.结论

综上所述，地铁列车自动车钩的连挂主要是通过其中的车钩头之间相互配合进行连挂，通过车钩锁锁紧装置将牵引力均匀地分布在两个钩锁装置上，确保了连挂后的可靠性。解钩时，即可以通过解钩按钮触发解钩电磁阀动作，使解钩气缸动作将车钩锁转到解锁状态，也可以在车下通过转动车钩下方的手动解钩杆解锁车钩锁，将已连挂车钩头之间的车钩进行解锁。通过对自动车钩连挂和解钩原理的了解，即提高了列车正线连挂和解钩的效率，也提升了列车正线运营过程中发生故障需要救援时的应急处理能力。

参考文献

[1]曾青中，韩增益.城市轨道交通车辆[M].成都：西南交通大学出版社，2016：160-162.

[2]南京地铁运营有限责任公司.南京地铁2号线车辆维护手册[Z].南京：南京地铁运营有限责任公司，2009.

[3]福伊特驱动技术系统有限公司.自动车钩用户手册[Z].上海：福伊特驱动技术系统有限公司，2008.

作者简介：

张兴龙，1989年，男，工程师。