鐵路車輛緩沖裝置

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1、第 六 章 車 鉤 緩 沖 裝 置第 一 節(jié) 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 作 用 及 組 成主 要 內 容 : 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 作 用 車 鉤 的 分 類 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 組 成 2、 分 類車 鉤 按 照 牽 引 連 掛 裝 置 的 連 接 方 式 分 為 : 自 動 車 鉤 非 自 動 車 鉤自 動 車 鉤 分 為 : 非 剛 性 車 鉤 剛 性 車 鉤 (密 接 式 車 鉤 ) 3、 對 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 基 本 要 求 有 足 夠 的 強 度 ， 承 受 并 傳 遞 縱 向 載 荷 。 有 足 夠 耐 沖 擊 韌 性 。 連 掛 后 盡 量 小 的 間

2、 隙 ， 不 至 于 產 生 附 加 的縱 向 加 速 度 。 靈 活 安 全 地 通 過 曲 線 。 方 便 的 連 掛 和 解 鉤 (三 態(tài) 作 用 ) 。 保 持 一 定 的 車 鉤 高 。 具 備 防 止 因 振 動 自 動 脫 鉤 的 防 跳 功 能 。 二 、 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 組 成1、 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 組 成 和 功 能組 成 :車 鉤 、 緩 沖 器 、 鉤 尾 框 、 從 板 座 等 。作 用 :實 現(xiàn) 車 輛 之 間 的 連 掛 ， 傳 遞 牽 引 力 、 沖擊 力 。 2、 車 鉤 緩 沖 裝 置 的 安 裝車 輛 受 牽 引 時 作 用 力 傳

3、遞 過 程 : 車 鉤 鉤 尾 框 后 從 板 緩 沖 器 前 從 板 前 從 板 座 牽 引 梁車 輛 受 沖 擊 時 作 用 力 傳 遞 過 程 : 車 鉤 前 從 板 緩 沖 器 后 從 板 后 從 板 座 牽 引 梁 牽 引 狀 態(tài) 制 動 沖 擊 狀 態(tài) 第 二 節(jié) 車 鉤 的 類 型 、 組 成 、 作 用 及 材 質主 要 內 容 : 車 鉤 類 型 車 鉤 的 組 成 車 鉤 的 三 態(tài) 作 用 密 接 式 車 鉤 車 鉤 材 質 一 、 常 用 車 鉤 類 型 、 組 成 及 三 態(tài) 作 用1、 車 鉤 的 類 型 貨 車 :13號 車 鉤 、 13A型 車 鉤 ， 16號

4、、 17號 聯(lián)鎖 式 固 定 和 轉 動 車 鉤 客 車 :1號 車 鉤 、 15號 車 鉤提 高 車 鉤 強 度 的 途 徑 根 據 運 用 要 求 設 計 出 結 構 合 理 、 強 度 更 高 的 新型 車 鉤 。 保 持 現(xiàn) 有 車 鉤 的 結 構 形 式 ， 通 過 改 變 車 鉤 的 材 質 或 改 變 熱 處 理 工 藝 。 車 鉤 的 開 啟 方 式 和 復 原 裝 置 車 鉤 的 開 啟 方 式 分 為 上 作 用 式 及 下 作 用 式 兩 種 。上 作 用 式 :由 設 在 鉤 頭 上 部 的 提 升 機 構 開 啟 ,大 部 分 貨 車 為 上 作 用 式 。 這 種

5、方 式 開 啟 靈 活 、 輕 便 。下 作 用 式 :客 車 因 避 讓 折 棚 和 平 渡 板 裝 置 ， 借 助 鉤 頭下 部 的 推 頂 桿 的 動 作 來 開 啟 。 不 如 上 作 用 式 方 便 。 2、 車 鉤 的 組 成 車 鉤 及 其 零 件 大 多 由 鑄 鋼 制 成 。 車 鉤 分 為 鉤 頭 、 鉤 身 、 鉤 尾 。 鉤 頭 與 鉤 舌 通過 鉤 舌 銷 相 連 接 ， 并 能 繞 鉤 舌 銷 轉 動 ,鉤 頭 內 部裝 有 鉤 鎖 鐵 、 鉤 舌 推 鐵 、 鉤 提 銷 （ 鉤 推 銷 )等 零件 。 13A型 車 鉤 的 結 構 特 點 ： 13A型 車 鉤 是

6、 為 了 適 應 我 國 鐵 路 運 輸 提 速 、重 載 的 需 要 而 研 制 的 新 型 貨 車 車 鉤 ， 它 增 加了 鉤 舌 、 鉤 體 的 強 度 ， 提 高 了 鉤 舌 的 耐 磨 性 。 減 小 了 車 鉤 連 接 輪 廓 面 的 間 隙 ， 可 有 效 降 低列 車 的 縱 向 沖 動 ， 改 善 列 車 的 縱 向 動 力 學 性能 ， 延 長 車 輛 及 其 零 部 件 的 使 用 壽 命 。 13A型 車 鉤 還 在 鉤 體 的 下 方 焊 裝 了 磨 耗 板 減少 鉤 體 的 磨 耗 ， 延 長 了 鉤 體 的 使 用 壽 命 。 13A型 車 鉤 可 與 現(xiàn) 有

7、的 13號 車 鉤 互 換 ， 并 且能 夠 與 13號 、 16號 、 17號 車 鉤 連 掛 。 16、 17號 車 鉤 緩 沖 裝 置 組 成 16、 17號 車 鉤 是 為 了 滿 足 上 翻 車 機 卸 貨 的 專 用 列車 要 求 而 研 制 的 一 端 可 旋 轉 的 車 鉤 ， 不 用 摘 鉤 就 可在 翻 車 機 上 連 續(xù) 卸 貨 ， 提 高 了 運 輸 效 率 。 16號 車 鉤 緩 沖 裝 置 主 要 由 下 列 種 零 部 件 組 成 :16號 車 鉤 組 成 、 16號 鉤 尾 框 、 轉 動 套 、 16號 從 板 、 16號 鉤 尾 銷 、 鉤 尾 銷 托 組

8、成 、 MT2型 緩 沖 器 。 17號 車 鉤 緩 沖 裝 置 主 要 由 下 列 5種 零 部 件 組 成 :17號 車 鉤 組 成 、 17號 鉤 尾 框 、 17號 從 板 、 17號 鉤 尾銷 、 MT2 型 緩 沖 器 。 16、 17號 車 鉤 結 構 特 點 ： 車 鉤 強 度 高 ， 能 夠 滿 足 重 載 列 車 牽 引 的 要 求 ； 鉤 頭 均 設 有 聯(lián) 鎖 裝 置 ， 連 掛 后 能 實 現(xiàn) 自 動 對 中 聯(lián) 鎖 ， 可 減 小 鉤 體 、 鉤 舌 磨 耗 防 止 車 鉤 連 掛 后 從 垂 直 方 向 脫 離 ； 鉤 頭 設 有 防 脫 裝 置 ； 車 鉤 間

9、連 接 輪 廓 的 自 由 間 隙 小 ， 降 低 了 列 車 運 行 中 的 縱 向 沖 擊 力 ， 改 善 了 列 車 縱 向 動 力 學 性 能 ； 車 鉤 各 零 部 件 耐 磨 性 能 好 ； 鉤 鎖 上 裝 有 止 動 塊 ， 可 防 止 翻 車 機 在 作 業(yè) 時 車 鉤 自 動 解 鎖 ； 不 用 摘 鉤 就 可 在 翻 車 機 上 連 續(xù) 卸 貨 。 16、 17號 車 鉤 翻 轉 原 理 ： 16、 17號 車 鉤 適 用 于 翻 車 機 卸 貨 作 業(yè) 的 不 摘 鉤 重載 列 車 ， 目 前 安 裝 在 大 秦 線 上 運 用 的 C63A、 C76等型 運 煤 專 用

10、 敞 車 上 。 16號 車 鉤 為 聯(lián) 鎖 式 旋 轉 車 鉤 ， 17號 車 鉤 為 聯(lián) 鎖 式固 定 車 鉤 ， 分 別 安 裝 在 車 輛 的 1位 、 2位 端 。 在 運 煤單 元 列 車 上 ， 每 組 連 接 的 2個 車 鉤 必 須 是 旋 轉 式 和 固定 式 互 相 搭 配 。 當 車 輛 進 人 翻 車 機 位 置 時 ， 翻 車 機 帶 動 車 輛 以 車鉤 中 心 線 為 旋 轉 軸 翻 轉 135 180 ， 底 架 連 同 16號 鉤 尾 框 以 車 鉤 中 心 線 為 轉 軸 ， 相 對 于 16號 鉤 體 旋轉 ， 16號 鉤 體 則 由 于 受 相 鄰 車

11、 輛 與 其 連 掛 的 17號 約束 而 靜 止 不 動 。 被 翻 轉 車 輛 另 一 端 的 17號 車 鉤 隨 同 底 架 沿 車鉤 中 心 線 旋 轉 并 帶 動 相 鄰 車 輛 與 其 連 掛 的 16號車 鉤 一 起 旋 轉 ， 實 現(xiàn) 了 不 摘 解 車 鉤 就 可 在 翻 車機 上 卸 貨 的 目 的 ， 提 高 了 運 輸 效 率 。 車 鉤 的 三 態(tài) 作 用 閉 鎖 位 置 :車 輛 連 掛 后 ， 兩 個 車 鉤 必 須 處 于閉 鎖 位 置 ， 保 證 車 輛 正 常 連 掛 。 開 鎖 位 置 :兩 連 掛 的 車 輛 要 分 開 時 ， 必 須 有一 個 車 鉤

12、 處 于 開 鎖 位 置 。 全 開 位 置 :兩 車 輛 連 掛 之 前 ， 必 須 有 一 個 車鉤 處 于 全 開 位 置 ， 從 而 達 到 自 動 連 掛 。 4、 客 貨 車 車 鉤 選 型 速 度 小 于 120km/h的 普 通 客 車 采 用 C級 低 合金 鑄 鋼 的 15號 車 鉤 速 度 小 于 160km/h的 普 通 客 車 采 用 C級 低 合金 鑄 鋼 的 小 間 隙 的 15號 車 鉤 速 度 大 于 200km/h的 高 速 客 車 ， 應 采 用 密 接式 車 鉤 ， 以 最 大 限 度 地 減 小 縱 向 沖 動 。 5-6 kt級 的 重 載 貨 物

13、列 車 ， 采 用 C級 鋼 和 E級鋼 的 13(A)號 車 鉤 可 以 滿 足 要 求 更 大 噸 位 就 要 求 新 型 高 強 度 車 鉤 ， 如 16號 、17號 車 鉤 二 、 密 接 式 車 鉤 的 類 型 、 組 成 及 作 用 原 理 高 速 列 車 、 城 市 地 鐵 和 輕 軌 車 輛 的 車 鉤 緩沖 裝 置 常 采 用 機 械 、 氣 路 、 電 路 均 能 自 動 連接 的 密 接 式 車 鉤 。 降 低 車 輛 運 行 中 的 縱 向 沖 動 提 高 列 車 運 行 的 平 穩(wěn) 性 降 低 車 鉤 零 件 的 磨 耗 和 噪 聲 1-鉤 舌 ； 2-解 鉤 風 管

14、 連 結 器 ； 3-總 風 管 連 接 器 ；4-截 斷 塞 門 ； 5-鉤 身 ； 6-緩 沖 器 ； 7-制 動 風 管連 結 器 ； 8-電 氣 連 結 器 。1、 北 京 地 鐵 密 接 式 車 鉤 緩 沖 裝 置 1-鉤 頭 ； 2-鉤 舌 ； 3-解 鉤 桿 ； 4-彈 簧 ； 5-解 鉤 風 缸 。 密 接 式 車 鉤 作 用 原 理 3、 BSI COMPACT型 密 接 式 車 鉤 德 國 制 造 的 密 接 式 車 鉤 在 歐 洲 、 巴 西 等 許 多 國 家的 地 鐵 、 輕 軌 車 輛 和 城 郊 列 車 上 獲 得 廣 泛 應 用 。 這種 車 鉤 鉤 頭 的 殼

15、 體 設 有 凸 錐 體 和 凹 錐 孔 ， 在 凸 錐 的內 側 面 配 備 有 用 于 車 鉤 機 械 連 接 的 鎖 栓 ， 鎖 栓 由 高強 度 鋼 制 成 ， 置 于 鉤 頭 前 端 的 套 筒 中 ， 利 用 彈 簧 使其 保 持 正 常 位 置 。 三 、 車 鉤 的 強 度 及 材 質1、 對 車 鉤 強 度 要 求 的 因 素 列 車 總 重 、 牽 引 方 式 、 運 行 速 度 、 線 路 狀 態(tài) 、 車 輛 的 縱 向 剛 度 、 制 動 機 和 緩 沖 器 特 性 、 調 車 速 度 。2、 常 用 車 鉤 材 質 : B級 鋼 (ZG230一 450)， 屈 服 極

16、 限 230MPa， 強 度極 限 450MPa。 C級 鋼 (ZG25MnCrNiMo)屈 服 極 限 413MPa, 強 度極 限 620MPa。 E級 鋼 GG一 Eli屈 服 極 限 689M尸 a， 強 度 極 限 827MPa。 3、 設 計 車 鉤 緩 沖 器 原 則 綜 合 考 慮 車 鉤 緩 沖 器 裝 置 的 組 成 ， 最 合 理的 強 度 設 計 ， 鉤 舌 鉤 體 鉤 尾 框 緩沖 器 車 底 架 逐 級 加 強 ， 強 度 儲 備 逐 漸 增大 的 原 則 。 運 用 中 如 有 意 外 ， 首 先 破 壞 鉤 舌 ，保 護 終 沖 器 和 車 底 架 。 第 三

17、節(jié) 緩 沖 器 的 類 型 、 結 構 及 性 能主 要 內 容 : 緩 沖 器 的 作 用 及 工 作 原 理 緩 沖 器 的 主 要 性 能 參 數(shù) 我 國 常 用 緩 沖 器 車 輛 沖 擊 時 車 鉤 力 與 緩 沖 器 性 能 的 關 系 一 、 緩 沖 器 的 作 用 和 工 作 原 理1、 緩 沖 器 的 作 用 用 來 緩 和 列 車 在 運 行 中 由 于 機 車 牽 引 力 的 變化 或 在 啟 動 、 制 動 及 調 車 作 業(yè) 時 車 輛 相 互 碰撞 而 引 起 的 縱 向 沖 擊 和 振 動 ； 耗 散 車 輛 之 間 沖 擊 和 振 動 的 功 能 ， 從 而 減

18、 輕對 車 體 結 構 和 裝 載 貨 物 的 破 壞 作 用 ， 以 提 高列 車 運 行 的 平 穩(wěn) 性 。2、 工 作 原 理 借 助 壓 縮 彈 性 元 件 來 緩 和 沖 擊 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 。 3、 緩 沖 器 主 要 種 類 : 彈 簧 式 緩 沖 器 摩 擦 式 緩 沖 器 橡 膠 式 緩 沖 器 摩 擦 橡 膠 式 緩 沖 器 粘 彈 性 橡 膠 泥 緩 沖 器 液 壓 緩 沖 器 空 氣 緩 沖 器 4、 鐵 路 車 輛 對 緩 沖 器 的 基 本 要 求 應 當 具 備 足 夠 的 容

19、 量 。 應 能 不 可 逆 地 吸 收 一 部 分 沖 擊 能 量 ， 沖 擊 后的 反 力 要 小 ， 吸 收 率 不 應 小 于 75%。 緩 沖 器 在 行 程 開 始 時 的 阻 力 不 能 太 大 ， 以 保證 列 車 起 動 時 有 較 好 的 緩 沖 性 能 。 緩 沖 器 性 能 應 穩(wěn) 定 可 靠 ， 在 重 復 的 沖 擊 力 作用 下 ， 容 量 和 特 性 不 應 有 明 顯 變 化 。 應 有 足 夠 的 強 度 和 耐 久 性 、 耐 磨 性 ， 新 造 緩沖 器 特 性 應 保 持 15年 。 不 允 許 有 卡 住 現(xiàn) 象 ， 在 壓 縮 之 后 應 立 即

20、恢 復原 來 形 狀 。 構 造 簡 單 ， 成 本 低 ,制 造 檢 修 方 便 。 我 國 鐵 道 車 輛 強 度 設 計 規(guī) 范 下 TB1335/96規(guī) 定 貨 車 結 構 允 許 的 最 大 縱 向 力 2.25MN， 要 求 : 貨 車 緩 沖 器 的 最 大 阻 抗 力 2000kN， 容 量 45kJ 客 車 緩 沖 器 的 最 大 阻 抗 力 2000kN， 容 量 20kJ 我 國 貨 車 緩 沖 器 應 該 是 低 阻 抗 、 大 容 量 ， 應 采 取增 大 緩 沖 器 的 行 程 ， 限 制 最 大 作 用 力 。 二 、 緩 沖 器 的 主 要 性 能 參 數(shù) 及

21、容 量 確 定1、 緩 沖 器 的 主 要 性 能 參 數(shù) 行 程 最 大 作 用 力 容 量 初 壓 力 能 量 吸 收 率 行 程 ： 緩 沖 器 受 力 后 產 生 的 最 大 變 形 量 稱 為 行程 。 此 時 彈 性 元 件 處 于 全 壓 縮 狀 態(tài) ， 如 再 加大 外 力 ， 變 形 量 也 不 再 增 加 。行 程 最 大 作 用 力 :緩 沖 器 產 生 最 大 變 形 量 時 所 對應 的 作 用 外 力 。 緩 沖 器 的 最 大 作 用 力 要 比 車 體 容 許 的載 荷 要 小 ， 否 則 當 發(fā) 生 超 限 載 荷 時 ， 車 體 將發(fā) 生 永 久 變 形 而

22、 損 壞 。 動 車 組 緩 沖 器 的 最 大作 用 力 通 常 為 600KN 800KN。 容 量 ： 緩 沖 器 在 全 壓 縮 或 全 拉 伸 過 程 中 ，作 用 力 在 其 行 程 上 所 作 的 功 的 總 和 。 它 是 衡 量 緩 沖 器 能 量 大 小 的 主 要 指標 ， 如 果 容 量 太 小 ， 則 當 沖 擊 力 較 大時 就 會 使 緩 沖 器 全 壓 縮 或 全 拉 伸 而 導致 車 輛 剛 性 沖 擊 。 緩 沖 器 的 容 量 確 定 原 則 : 緩 沖 器 的 行 程 不 能 超 過 車 輛 的 鉤 肩 間 隙 。 最 大 作 用 力 應 小 于 貨 車

23、 結 構 允 許 的 最 大 縱向 力 。 我 國 鐵 道 車 輛 強 度 設 計 及 試 驗 定鋇 范 規(guī) 定 貨 車 結 構 允 許 的 最 大 縱 向 力 為2.25MN。 緩 沖 器 的 容 量 設 計 :必 須 滿 足 一 定 的 車 輛 總重 和 調 車 允 許 的 安 全 連 掛 速 度 要 求 。 緩 沖 器 容 量 主 要 取 決 于 調 車 沖 擊 工 況下 面 按 動 量 守 恒 和 能 量 守 恒 原 理 計 算 (1)兩 車 以 不 同 的 速 度 運 動 ， 沖 擊 后 兩 車 以 同 一 速 度 運 行 ， 滿 足 動 量 守 恒 定 律 :(2)在 兩 車 組

24、成 的 系 統(tǒng) 中 ， 沖 擊 前 后 動 能 的 損失 應 等 于 沖 擊 力 壓 縮 緩 沖 器 做 的 功 A1、 沖擊 力 壓 縮 車 體 做 的 功 A2， 以 及 沖 擊 力 使 貨物 移 動 所 做 的 功 A3。 （ 3） 略 去 車 體 的 變 形 、 略 去 貨 物 的 移 動（ 4） 考 慮 兩 個 緩 沖 器 型 號 一 致 , 可 得 每 個 緩沖 器 容 量 的 計 算 公 式 結 論 ： 車 輛 質 量 愈 大 、 沖 擊 速 度 愈 高 ，則 要 求 緩 沖 器 的 容 量 也 愈 大 。 能 量 吸 收 率 ： 緩 沖 器 在 全 壓 縮 過 程中 ， 有 一

25、 部 分 能 量 被 阻 尼 所 消 耗 ， 其所 消 耗 部 分 的 能 量 與 緩 沖 器 容 量 之 比稱 之 為 能 量 吸 收 率 。 吸 收 率 越 大 ， 表 明 緩 沖 器 吸 收 沖 擊能 量 的 能 力 愈 大 ， 反 沖 作 用 就 愈 小 ；如 果 吸 收 率 較 小 ， 則 緩 沖 器 必 須 往 復工 作 幾 次 方 能 將 沖 擊 能 量 消 耗 盡 ， 這將 加 劇 列 車 縱 向 沖 動 并 導 致 車 鉤 、 車底 架 過 早 產 生 疲 勞 損 傷 。 一 般 要 求 能量 吸 收 率 不 低 于 70%。 初 壓 力 ： 為 緩 沖 器 的 靜 預 壓

26、力 。 初 壓 力 的 大 小 將 影 響 列 車 起 動 加 速 度 。緩 沖 器 在 滿 足 容 量 要 求 的 前 提 下 ， 應盡 量 減 小 初 壓 力 。 三 、 我 國 常 用 緩 沖 器1、 1號 緩 沖 器 靠 金 屬 彈 簧 內 外 環(huán) 錐 面 摩 擦 力 來 消 耗 能 量 靈 敏 度 性 好 ， 適 合 客 車 容 量 小 維 修 工 作 量 大 、 使 用 壽 命 短 ， 已 停 用 。 2、 2號 緩 沖 器 外 形 與 1號 緩 沖 器 相 同 盒 內 前 部 的 螺 旋 彈 簧 用 環(huán) 簧 代 替 性 能 穩(wěn) 定 ， 磨 耗 少 內 外 環(huán) 簧 容 易 產 生

27、永 久 變 形 ， 加 劇 列 車 的 縱 向 沖 擊 3、 MX-1和 Mx-2型 緩 沖 器 借 助 橡 膠 分 子 內 摩 擦 和 彈 性 變 形 起 到 緩 和沖 擊 、 消 耗 能 量 作 用 容 量 大 ， 可 達 35KJ以 上 性 能 良 好 ， 能 量 吸 收 率 高 達 90% 結 構 簡 單 、 成 本 低 、 檢 修 容 易 橡 膠 性 能 不 穩(wěn) 定 ， 易 老 化 ， 箱 體 易 破 裂 橡 膠 以 壓 縮 或 拉 伸 方 式 施 力 時 ， 其 變 形 量 不大 ， 而 以 剪 切 方 式 施 力 時 ， 則 變 形 量 較 純 壓縮 或 拉 伸 時 大 得 多

28、。 這 樣 就 有 了 剪 切 型 橡 膠緩 沖 器 。 剪 切 型 橡 膠 緩 沖 器 的 作 用 原 理 不 同 于 平 面拉 壓 型 橡 膠 緩 沖 器 ， 它 不 是 依 靠 橡 膠 片 之間 的 擠 壓 過 程 吸 收 能 量 ， 而 是 由 橡 膠 的 剪切 變 形 過 程 吸 收 能 量 。 橡 膠 的 可 壓 縮 性 較小 ， 但 是 其 剪 切 位 移 卻 相 對 較 大 ； 同 時 ，橡 膠 塊 的 剪 切 變 形 是 雙 向 的 ， 因 此 剪 切 型橡 膠 緩 沖 器 也 是 一 種 復 式 (雙 作 用 式 )緩 沖器 。 理 論 上 其 初 壓 力 可 以 為 0，

29、 這 樣 就 能很 好 地 吸 收 車 輛 之 間 數(shù) 量 較 多 且 作 用 時 間短 暫 的 縱 向 沖 動 ， 大 大 提 高 乘 坐 的 舒 適 性 。 下 圖 為 剪 切 型 緩 沖 器 受 到 縱 向 壓 力 時 其 內 部 橡膠 發(fā) 生 剪 切 變 形 從 而 吸 收 能 量 的 2個 狀 態(tài) 。 其中 (a)圖 為 緩 沖 器 受 到 的 縱 向 壓 力 為 O的 狀 態(tài) , (b)圖 為 緩 沖 器 受 到 縱 向 壓 力 而 處 于 極 限 位 置的 狀 態(tài) 。 緩 沖 器 內 部 的 緩 沖 橡 膠 是 主 要 的 吸 能元 件 ， 當 緩 沖 器 受 到 外 部 的 縱

30、 向 作 用 力 時 ， 其金 屬 拉 桿 與 殼 體 之 間 發(fā) 生 縱 向 相 對 位 移 ， 緩 沖橡 膠 就 會 隨 之 發(fā) 生 剪 切 變 形 從 而 吸 收 能 量 。 4、 G1型 和 G2型 緩 沖 器 提 高 1、 2號 緩 沖 器 的 容 量 環(huán) 簧 采 用 新 材 質 ， 受 力 更 合 理 1號 緩 沖 器 G1型 緩 沖 器緩 沖 器 容 量 /KJ 14 18初 壓 力 /KN 30 3050阻 抗 力 /KN 580 800能 量 吸 收 率 /% 65 60緩 沖 器 行 程 /m m 6168 73 問 題 ： 初 壓 力 較 大 3050KN； 能 量 吸

31、收 率 較 低 60%左 右 。 5、 MT-2型 和 MT-3型 緩 沖 器 彈 簧 摩 擦 式 緩 沖 器 ， 結 構 和 外 形 尺 寸 相 同 MT-2容 量 54一 65kJ ,用 于 大 秦 專 用 敞 車C63A； MT-3容 量 45kJ， 用 于 一 般 通 用 貨 車 較 低 沖 擊 速 度 時 ， 緩 沖 器 剛 度 較 小 ， 較 高 沖擊 速 度 時 剛 度 增 加 較 快 容 量 大 、 性 能 穩(wěn) 定 ， 是 目 前 較 為 理 想 的 緩 沖器 6、 氣 -液 緩 沖 裝 置 氣 -液 緩 沖 器 在 液 壓 緩 沖 器 的 基 礎 上 更 進 一 步完 善 了

32、 其 性 能 。 與 彈 簧 或 橡 膠 緩 沖 器 相 比 ，它 的 阻 抗 力 不 與 位 移 成 函 數(shù) 關 系 ， 而 是 與 沖擊 速 度 成 函 數(shù) 關 系 。 能 量 吸 收 率 較 上 述 兩 種 緩 沖 器 有 較 大 提 高 。 結 構 氣 -液 緩 沖 器 主 要 由 柱 塞 、 缸 體 、 浮 動活 塞 、 單 向 錐 閥 、 節(jié) 流 阻 尼 環(huán) 、 節(jié) 流 阻尼 棒 等 部 分 組 成 。 氣 -液 緩 沖 器 內 部 形 成 兩 個 油 腔 和 一 個氣 腔 。 浮 動 活 塞 將 柱 塞 內 腔 分 隔 出 油 腔和 氣 腔 兩 個 腔 室 。 柱 塞 底 座 與

33、 缸 體 之 間的 間 隔 為 另 一 油 室 。 油 腔 內 充 有 液 壓 油 ，氣 腔 充 有 氮 氣 。 1-柱 塞 ； 2-氣 腔 ； 3-缸 體 ； 4-浮 動 活 塞 ； 5-油 腔 2； 6-單 向錐 閥 ； 7-錐 閥 節(jié) 流 孔 ； 8-節(jié) 流 阻 尼 環(huán) ； 9-油 腔 1； 10-節(jié) 流 阻尼 棒 。 在 油 腔 1和 油 腔 2中 注 滿 了 液 壓 油 ， 在 氣 腔 中 充 有 一 定 初 始 壓 強的 氮 氣 。 液 壓 油 與 氮 氣 之 間 通 過 浮 動 活 塞 隔 離 。 當 相 鄰 車 輛 間發(fā) 生 碰 撞 時 ， 柱 塞 即 被 推 入 油 腔 1中

34、 ， 油 腔 l中 的 液 壓 油 通 過 節(jié)流 阻 尼 環(huán) 與 節(jié) 流 阻 尼 棒 形 成 的 環(huán) 縫 及 單 向 錐 閥 與 柱 塞 端 部 形 成的 錐 閥 節(jié) 流 孔 ,流 到 油 腔 2中 。 使 得 油 腔 2的 油 量 增 大 。 從 而 使 浮動 活 塞 向 左 移 動 ， 氣 腔 中 的 氮 氣 被 壓 縮 。 在 沖 擊 過 程 中 ， 絕 大 部 分 動 能 轉 變 為 熱 能 ， 并 由 缸 體 逸 散到 大 氣 中 ， 只 有 少 量 能 量 轉 化 為 油 液 的 液 壓 能 ， 因 而 氣 -液緩 沖 器 的 能 量 吸 收 率 比 較 大 。 當 車 輛 間 的

35、 沖 擊 減 緩 或 消 失時 ， 被 壓 縮 的 氮 氣 通 過 活 塞 給 油 腔 2的 液 壓 油 施 以 壓 力 ， 并使 液 壓 油 通 過 柱 塞 端 部 的 單 向 閥 流 回 到 油 腔 1中 ， 柱 塞 又 回到 原 位 。 其 中 ,單 向 錐 閥 可 相 對 柱 塞 端 部 軸 向 移 動 ， 但 只 在緩 沖 器 被 壓 縮 加 載 時 才 打 開 。 當 緩 沖 器 卸 載 時 ， 單 向 錐 閥在 油 腔 2的 液 壓 油 作 用 下 壓 緊 在 柱 塞 端 部 的 閥 座 上 ， 錐 閥 節(jié)流 孔 （ 件 號 7） 被 封 閉 ， 因 此 油 腔 2的 液 壓 油

36、 只 能 通 過 柱 塞端 部 的 單 向 閥 流 回 到 油 腔 1。 完 成 緩 沖 器 的 卸 載 。 性 能 特 點 氣 -液 緩 沖 器 的 動 態(tài) 特 性 與 傳 統(tǒng) 的 彈 簧 和 橡 膠緩 沖 器 存 在 很 大 差 異 。 這 是 由 其 特 殊 結 構 所 決定 。 氣 -液 緩 沖 器 的 阻 抗 力 與 沖 擊 速 度 成 一 定 比例 關 系 ， 即 沖 擊 速 度 越 大 ， 阻 抗 力 也 越 大 。 其對 應 關 系 見 下 圖 。 7、 液 壓 緩 沖 裝 置 采 用 液 體 來 吸 收 沖 擊 能 量 的 液 壓 式 緩 沖 器 ，主 要 用 于 客 車 或

37、 裝 運 易 碎 貨 物 的 專 用 貨 車 。液 壓 緩 沖 器 的 結 構 如 下 圖 所 示 。 在 外 力 作 用 下 ， 活 塞 向 右 移 動 ， 壓 縮 彈 簧 ， 將 活 塞 右側 的 液 體 經 溢 流 孔 壓 入 活 塞 的 左 側 空 腔 。 控 制 溢 流 孔 截面 的 大 小 ， 即 可 保 證 緩 沖 器 達 到 所 要 求 的 特 性 曲 線 。 液壓 緩 沖 器 在 受 沖 擊 時 ， 阻 抗 力 的 大 小 決 定 于 活 塞 的 運 動速 度 、 溢 流 孔 的 截 面 尺 寸 和 所 采 用 的 液 體 的 粘 度 。 沖 擊速 度 越 大 ， 緩 沖 器

38、 的 阻 抗 力 也 隨 之 增 大 ， 容 量 也 就 越 大 。所 以 ， 其 力 位 移 特 性 曲 線 形 狀 較 為 合 理 ， 這 是 液 壓 緩沖 器 的 一 大 優(yōu) 點 。 但 是 ， 當 緩 沖 器 受 到 緩 慢 的 壓 縮 時 ，緩 沖 器 受 到 的 液 體 阻 力 顯 得 較 小 。 當 液 壓 緩 沖 器 中 的 圓彈 簧 剛 度 較 小 時 ， 緩 沖 器 幾 乎 不 起 緩 沖 作 用 ， 這 是 該 型液 壓 緩 沖 器 的 一 個 主 要 缺 點 。 8、 彈 性 膠 泥 式 緩 沖 裝 置 彈 性 膠 泥 緩 沖 器 是 近 年 來 歐 洲 新 開 發(fā) 的

39、 一 種 新 型緩 沖 器 ， 在 法 國 、 德 國 、 波 蘭 的 高 速 列 車 、 客 車和 貨 車 上 應 用 獲 得 成 功 ， 現(xiàn) 已 被 納 入 UIC標 準（ UIC526-1； UIC526-3） 。 這 種 緩 沖 器 取 用 一種 未 經 硫 化 的 有 機 硅 化 合 物 ， 稱 彈 性 膠 泥 作 為 介質 ， 它 具 有 彈 性 、 可 壓 縮 性 和 可 流 動 性 ， 其 物 理化 學 性 能 在 -50 +250 范 圍 內 具 有 較 高 的 穩(wěn) 定性 ， 抗 老 化 、 無 臭 、 無 毒 ， 對 環(huán) 境 無 污 染 。 它 還 具 有 固 體 和 液

40、體 兩 種 屬 性 的 特 征 ， 其 動 粘 度比 普 通 液 壓 油 大 幾 十 至 幾 百 倍 ， 且 可 根 據 需 要 改變 配 方 予 以 調 節(jié) ， 在 液 壓 緩 沖 器 中 十 分 困 難 的 密封 問 題 在 這 里 變 得 極 為 簡 單 。 彈 性 膠 泥 緩 沖 器 的 基 本 工 作 原 理 是 ： 將 彈 性 膠 泥 材 料裝 進 一 個 能 夠 承 受 一 定 壓 力 的 緩 沖 器 活 塞 缸 體 內 ， 根據 實 際 應 用 的 需 要 增 加 一 定 的 預 壓 縮 力 ， 當 彈 性 膠 泥緩 沖 器 活 塞 柱 受 到 一 定 的 壓 力 (靜 壓 力

41、 或 沖 擊 力 )時 ， 活塞 利 用 活 塞 缸 內 節(jié) 流 孔 或 節(jié) 流 間 隙 以 及 彈 性 膠 泥 材 料本 身 體 積 被 壓 縮 后 的 反 作 用 力 產 生 一 定 的 阻 抗 力 。 當彈 性 膠 泥 材 料 受 到 的 預 壓 縮 力 越 大 、 活 塞 的 運 動 速 度越 快 ， 則 產 生 的 阻 抗 力 也 越 大 ， 這 有 利 于 提 高 緩 沖 器在 大 沖 擊 力 作 用 下 的 容 量 。 當 作 用 在 活 塞 柱 上 的 外 力撤 消 后 ， 緩 沖 器 體 內 處 于 壓 縮 狀 態(tài) 的 彈 性 膠 泥 的 體 積則 會 自 行 產 生 膨 脹

42、 ， 將 活 塞 推 回 到 原 始 位 置 ,在 這 個 過程 中 彈 性 膠 泥 材 料 以 較 慢 的 速 度 通 過 節(jié) 流 孔 或 節(jié) 流 間隙 流 回 原 位 ， 實 現(xiàn) 緩 沖 器 的 回 程 動 作 。 在 充 滿 彈 性 膠 泥 材 料 的 緩 沖 器 體 內 ， 設 有 帶 環(huán) 形 間隙 （ 或 節(jié) 流 孔 ） 的 活 塞 ， 因 此 彈 性 膠 泥 材 料 受 壓 縮產 生 阻 抗 力 時 ， 通 過 環(huán) 形 間 隙 （ 或 節(jié) 流 孔 ） 的 節(jié) 流作 用 和 膠 泥 材 料 的 壓 縮 變 形 吸 收 沖 擊 能 量 。 由 于 膠泥 材 料 的 特 性 ， 沖 擊

43、力 越 大 ， 緩 沖 器 的 容 量 也 隨 之增 大 。 這 種 緩 沖 器 的 力 位 移 特 性 曲 線 呈 凸 形 （ 見下 圖 ） ， 與 同 普 通 緩 沖 器 性 能 比 較 ,有 如 下 主 要 優(yōu)點 :容 量 大 、 體 積 小 、 質 量 輕 、 檢 修 周 期 長 ,它 兼 有液 壓 和 橡 膠 緩 沖 器 兩 者 的 優(yōu) 點 ,同 時 克 服 了 液 壓 緩沖 器 制 造 比 較 復 雜 、 密 封 困 難 以 及 橡 膠 緩 沖 器 吸 收率 低 等 缺 點 。 這 種 緩 沖 器 由 于 具 有 其 他 傳 統(tǒng) 緩 沖 器不 可 比 擬 的 高 技 術 性 能 ,

44、所 以 迅 速 得 到 了 推 廣 。 9、 ST型 緩 沖 器 四 、 車 輛 沖 擊 時 車 鉤 力 與 緩 沖 器 性 能 的 關 系1、 縱 向 沖 擊 的 產 生 及 危 害 列 車 的 啟 動 、 加 速 、 減 速 、 制 動 ， 貨 車 的編 組 、 意 外 事 故 中 車 輛 或 列 車 的 正 面 沖 突 。沖 擊 過 于 劇 烈 ， 超 過 車 輛 結 構 及 貨 物 承 受 的范 圍 ， 造 成 車 輛 和 貨 物 的 損 壞 ， 例 如 : 車 鉤 斷 裂 、 緩 沖 器 裂 損 、 前 后 從 板 座 鉚 釘 切 斷 、 牽 引 梁 下 垂 、 漲 鼓 ， 心 盤

45、的 裂 紋 等 。2、 對 沖 擊 力 大 小 的 影 響 因 素 最 大 沖 擊 力 發(fā) 生 在 調 車 溜 放 沖 擊 工 況 3、 車 鉤 力 與 緩 沖 器 性 能 的 關 系(1)裝 有 緩 沖 器 與 不 裝 緩 沖 器 對 降 低 車 鉤 力 的影 響 結 論 : 不 論 同 型 還 是 非 同 型 緩 沖 器 組 合 條 件 小 ， 對 降 低車 鉤 力 的 效 果 以 2號 、 特 別 是 2號 與 2號 組 合 時 為最 佳 。 3號 緩 沖 器 在 沖 擊 速 度 小 于 4.5km/h時 尚 可 ， 大 于 4.5km/h時 性 能 急 劇 惡 化 。 MX-1型 低 速 沖 擊 性 能 較 差 。 MT-3型 性 能 優(yōu) 于 MX-1型 緩 沖 器 ， 較 適 合 較 高 沖 擊速 度 的 情 況 合 理 選 擇 緩 沖 器 的 容 量 和 阻 抗 特 性 ， 達 到 與 列 車總 重 ， 車 輛 單 重 ， 沖 擊 速 度 等 合 理 的 匹 配 關 系 ，最 大 限 度 降 低 車 鉤 力 。