车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配设计分析

周坤 王壬炎 王璐 郑建辉

摘要：地铁的安全是其运行时最重要的一部分，大量的乘客就注定了地铁的设计首先要注重其安全，而地铁设计中的安全性由车钩弹性缓冲器决定，目前，对于地铁的安全性越来越重视，因此，车钩需要设置越来越大的弹性缓冲行程，这样可以吸收动车制动时的大量动能，避免出现安全隐患，同时，随着人们生活质量的提升，对于与车钩匹配的贯通道设计的美观性也有了一定的需求，所以贯通道设计会比较复杂，如何将复杂的贯通道设计与车钩弹性缓冲器的匹配起来，也成为了地铁设计工作安全性的主要内容。

关键词：车钩弹性缓冲器;贯通道;匹配;设计

地铁的运行安全关系着大量乘客的人身安全，因此，也是地铁设计工作中比较重要的内容，通过车钩弹性缓冲器，可以有效避免地铁在制动时大量动能带来的冲击，可以有效保护乘客的安全，虽然现在人们对于地铁弹性缓冲器的重要性已经有了比较清晰的认识，但是越来越大的弹性缓冲过程，以及对贯通道审美的要求，使得车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作难度增加，在进行贯通道的设计工作时，不仅仅要考虑到贯通道本身的美观，同時也要考虑到当地铁在极限状态下的车钩弹性缓冲器的位移，所需要考虑到的受力条件十分复杂。

一、设计参考参数

在进行车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配设计工作时，由于地铁等列车在运行时受到很多力的作用，如牵引力、摩擦力、坡道的阻力等，这些力都会对地铁的运行状态产生不同程度的影响，因此，在进行车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配设计工作时，需要将这些因素到考虑到位，这样才能让车钩弹性缓冲器与贯通道相匹配，同时也可以最大限度地保障列车的运行安全，列车受到的作用力大小与列车运行环境中的各种参考系数有关，如摩擦系数等，因此，在进行设计工作之前，需要进行参考系数的设计工作。

1.1坡度

列车运行时，不仅仅只在平直的道路上行驶，也会存在上下坡的情况，而在上下坡时，在重力的作用下，列车的受力情况会更复杂，并且，在有坡度的地方，有重力的影响，列车制动更容易出现安全隐患，因此，坡道是车钩弹性缓冲器与贯通道匹配设计过程中需要考虑的一个十分重要的因素。

坡道对列车的影响主要由坡度来决定，坡度越大，对于列车的影响也就越大，因此，车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作需要考虑到坡度的影响，在进行设计工作时，参考参数主要考虑列车行驶线路中坡度最大的部分，即只要能够满足坡度最大部分的车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作，那么列车在任何情况下都能够拥有一个良好的安全性。

1.2启动加速度

列车在启动时，会受到一个比较大的推动力，使得列车改变运动状态，因此，列车在启动时所受到的最大推动力也会对车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作产生影响，在进行设计工作时，参考参数主要取值为列车的最大加速度状态下的牵引力。

1.3启动阻力

列车启动时，不仅仅会受到牵引力的影响，还会受到阻力的影响，阻力包含了摩擦力，还存在其它的阻力，这些阻力的方向与列车的运行方向相反，也会对列车的运行状态产生很大影响，因此，车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作中，也需要考虑到启动阻力的因素，在TB/T-1407-1998《列车牵引计算章程》中对列车的启动阻力做了明确规定，取值为5㎏/t。

1.4曲线附加阻力

列车在经过弯道时，会受到弯道给予列车的阻力，而这个阻力会比列车在直道上运行受到的阻力大，列车在弯道受到的弯道给予的阻力与列车在直道运行时受到的阻力之间的差值成为曲线附加阻力，这个阻力主要是用来计算弯道对于列车的影响，即在进行车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作时，也要考虑到列车在弯道运行时的特殊情况，曲线附加阻力的计算公式为：

Wr=7000/R（N/t）

其中，Wr是单位曲线附加阻力，R是曲线的半径，即列车经过的弯道的半径，通过这个公式，可以计算出列车在弯道运行时的曲线附加阻力，继而可以进行车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配设计工作。

二、注意事项

在进行车钩弹性缓冲器与贯通道匹配工作时，由于列车所处的环境复杂，列车受到多种力的影响，因而，车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配工作需要考虑到多种综合因素，这样才能保障其匹配度，带来列车运行的安全。

2.1要考虑到最极端的情况

贯通道的设计是为了确保车钩弹性缓冲器在任何条件下都能够与之匹配，从而发挥出作用，因此，在设计时，需要考虑到极端情况，如果能够满足极端情况下的匹配，那么在通常情况下，一定也能够满足二者的匹配，车钩弹性缓冲器也能够完全发挥出其应有的作用，所以在进行匹配设计工作时，需要参考所选择的缓冲器的静态曲线，从而确定在最极端情况下贯通道的设计情况，这样就可以确保贯通道与车钩弹性缓冲器相匹配。

2.2不能选取动态曲线作为参考

缓冲器的静态曲线非常平缓，只要持续受力，就可以将缓冲器压到底，即在静态状态下，可以让缓冲器在受力的情况变成极端时的状态，贯通道是否匹配，就可以通过对缓冲器施加力来进行测试，而动态曲线变化比较大，随着不同的冲击速度的影响而变化，其变化不具备参考性。

结语：

车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配关系着列车行驶的安全，如果匹配出现了问题，那么缓冲器一旦因为列车的行驶出现了比较大的变化，就会容易导致贯通道出现损坏，影响到列车的行驶安全，乘客的人身安全也会因此受到很大影响，在救援工作中，如果贯通道因为不匹配而出现了损坏，也会影响到救援工作的进展，不仅仅耽误救援工作的进度，很有可能还会对乘客造成二次伤害，所以在进行车钩弹性缓冲器与贯通道匹配工作时，一定要合理地计算列车各阶段的参考参数，通过参考参数来确定缓冲器的缓冲过程，从而确定贯通道，这样就可以保障缓冲器与贯通道的匹配。

参考文献：

[1] 张云峰. 车钩弹性缓冲器与贯通道的匹配设计[J]. 山东工业技术，2014（20）：15-15.

[2] 赵建华. 电力机车弹性胶泥车钩缓冲器泄漏原因分析及改进[J]. 铁道技术监督，2017，45（6）：34-37.

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