浅谈 CRH5 型动车组自动车钩的组成和调试
CRH系列动车组用车钩缓冲装置结构与检修_郑伟
标 准 值 时，则 无 法 满 足 零
初始压力的缓冲吸能要
求，所 以 在 检 修 时 需 要 对
图 ２ 夏 芬 伯 格 式 车 钩 缓 冲 装 置 结 构 及 连 接 方 式
其进行更换。 ３．２ 夏 芬 伯 格 式 车 钩 缓
冲装置
２．３ 半 永 久 车 钩 缓 冲 装 置 中间车辆上使用的半永久车钩缓冲装置采用易分
图 ３ 半 永 久 车 钩 缓 冲 装 置 结 构 及 连 接 方 式
夏芬伯格式车钩缓冲装置的结构与柴田式车钩 缓 冲 装 置 不 同 ，其 特 点 是 钩 头 、钩 身 、缓 冲 系 统 、安 装 系统连 为 一 体。在 对 此 类 车 钩 缓 冲 装 置 进 行 安 装 时 ，不 需 要 像 柴 田 式 车 钩 缓 冲 装 置 那 样 对 车 钩 和 缓 冲 器 分 别 进 行 安 装 ，只 需 要 将 安 装 系 统 固 定 到 车 体 上 即 可 。 缓 冲 器 多 数 采 用 气 液 缓 冲 器 、胶 泥 缓 冲 器 或者高分子橡胶垫。气液缓冲器和胶泥缓冲器对组
３ 分 解 检 修 内 容
连挂之后，两车钩 的 钩 锁 连 杆 和 钩 舌 形 成 一 个 平 行四边形。当车钩受 拉 伸 时，拉 力 由 两 车 钩 的 钩 锁 连 杆 均 匀 分 担 ，使 钩 舌 始 终 处 于 锁 紧 状 态 ；当 车 钩 受 到 冲 击时，压力通过两 车 钩 的 钩 体 端 面 传 递。 缓 冲 器 主 要 采用气液 缓 冲 器、胶 泥 缓 冲 器 或 者 橡 胶 垫 缓 冲 器 等。 夏芬 伯 格 式 车 钩 缓 冲 装 置 结 构 及 连 接 方 式 如 图 ２ 所 示。
ａｎｄ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔ－ａｃｔｉｎｇ ｔｅｓｔ ｓｔａｎｄ ｆｏｒ ｂｒａｋｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．
城际动车组全自动车钩缓冲装置的构成与工作原理探究
城际动车组全自动车钩缓冲装置的构成与工作原理探究摘要：本文主要对全自动车钩缓冲装置构成及工作原理进行阐述，分别对前端全自动车钩缓冲装置的连挂系统、压溃装置和缓冲系统、安装吊挂系统、连接卡环、电气连接器这五大构成部分的工作原理进行了详细说明。
关键词:城际动车组；全自动车钩；车钩缓冲装置城际动车组是铁路干线相互连通的新交通方式，其促进了区域经济的迅速发展以及城市群的连接，其有迅速、载客量大以及能迅速开启及暂停等多种功能，因而近年来成为研究热点。
城际动车组一般都是６辆编组，设计运营速度为１４０ｋｍ／ｈ，最高试验速度为１６０ｋｍ／ｈ。
在每列车的两端都是应用自动车钩缓冲设备，其在内部则放置半永久车钩缓冲装备。
全自动车钩缓冲装备能使车与车之间的机械、风路和电气信号等实现自动连接、分开等。
全自动车钩缓冲装备应用于列车的两面，其主要是负责连接两列列车，例如动车组、救援车组等。
本文主要对全自动车钩缓冲装置构成及工作原理进行阐述。
１连挂系统连挂系统是车联间的机械和风路的连接。
其主要的组成部分有机械车钩、风管连接装置等。
此机械装置是欧洲应用的10型的车钩，其可连接或分解车与车之间的机械和风路。
此类型车钩上有列车管道连接装备，底部有总风管进行连接，除此之外，还有解构风管及连挂导管，连挂导杆能增加车钩的长度。
其主要构成部件有连挂杆、钩舌杆、枢轴、拉伸弹簧、钩体、气阀等，连挂面有导向功能凹凸锥以及导向杆。
车辆进行连接的过程中，凹凸锥可互相连接。
车钩在牵引的情况下，车钩的连挂杆与相连的连挂感相连，这样及构成了一个平行四边形，由于其边长两两相等，因此产生的力的作用也相同。
当车钩接受的牵引力过大，平行四边形的力不够时，车钩之间的就会经过车钩的连挂面传递力量。
解钩气缸装于机械车钩的旁边，其车钩自行解构时会起到一定的作用。
解钩时，电磁阀得电，气缸内充满气体，气缸活塞是压力的作用下不断向前伸直，并与推动钩相连进行顺时针的旋转，从而逐渐解钩。
动车组牵引系统维护与检修3.5 CRH5型动车组牵引辅助变流器结构原理
3.7CRH5
项目三 动车组主变流器维护与检修
3-64 / 1. / 2. 3. 4. 5. 6. TCU 7. 8. 9. 10. 11. / 12. 13. - SMT 400 14. 15. / 16. 17. 18. 19. 20. ACU 21. 22. INV2/CHF2 23. 24. 4 QC2 25. INV1/CHF1 26. 4 QC1 27. 模 块 ； 器压排远器电关传 模器 程；容；感牵 块； 输 ； 器引 ； 外出 牵； 部控斩油引 辅 中模 辅中制波箱调辅助 间块 助压开器；节助变 滤； 变插关电 器变流图 波 流座；感 （流器 器 器； ；油 器； 泵 附 调 高高牵 ； 加 模节 中 压压引 ） 单 隔 电 块器 压 隔 辅 容 ；（相高离风；离端助 滤 开 子 机 压 开 波 关 放 排变 模 板 ；电关 流 电 ； 块中）感； 器 ； 电 ；间；； 空阻 电 滤 中 气和接压 波 地 器辅高压；水输隔和 电助频端 交出离电 容变变子 换滤开流 波 ；流
3.7CRH5
项目三 动车组主变流器维护与检修 3．辅助变流器 辅助变流器从中间滤波器获得功率。它通过 2 个斩 波器和1 个高频解耦变压器产生电压，以便向辅助逆变 器供电。辅助逆变器为辅助服务提供400 V AC 线路。 辅助变流器的特性如下： 类型 ： 双级型 功率半导体 ： 3300 V – 1200 A IGBT，用于辅 助斩波器，模块在9.5kV 下被隔离 1700 V – 600 A IGBT 有源谐振整流二极管 1200 V – 1200 A IGBT 配以用于辅助逆变器的反并联 二极管 半导体冷却 ： 水和乙二醇溶液 输出电压 ： 400 V AC 50 Hz 连续输出功率 ： 环境温度在+45 °C 以下情况下， 300 kVA，cosΦ= 0.8
CRH5动车组牵引系统检修
受电弓连接点
连接 压缩空气连接 深20mm 压缩空气连接 ADD系统 电源接口点 ∮13mm 位置 V W 高度 361mm 395mm
X
356mm
电源接口点 ∮13mm
绝缘子安装孔
Y Z
476mm 306mm
受电弓压缩空气工作原理图
压缩空气通过由车载计算 机激活的受电弓磁阀（14）流 经空气过滤器（1）进入减压阀 （3）。减压阀（3）可以调整 受电弓的工作压力，其精度为 ±0,02 bar。由于气压每变化 0.1bar会使接触压力变化10N， 因此受电弓对减压阀的压力调 整精确度的要求很高。显示单 元（压力表（4））仅可以进行 粗略控制。可调节流阀（升弓） （2）用于限制提升或升弓速度， 可调节流阀（降弓）（5）用于 限制降落或降弓速度。如果调 节装置出现故障，性能阀（6） 会限制工作压力。
检查，如有必要调整接触压力 清洁绝缘子 更换表面有损坏的绝缘子
6
失去车辆 对接触网 的绝缘
绝缘子受到污染 或空气电离引起 飞弧
碳滑板检查
只有在剩余碳条高度（从支座的上沿）为5mm情况下 才能实施碳滑板拆卸。 对于边缘含有崩花的碳滑板(参见图1), 用粗锉刀进行轻 微锉平之后，可以继续使用。 含有严重毛坯的碳滑板必须要更换。 边缘含有毛坯，同时出现裂缝的碳滑板需要更换。 对于裂缝延伸到支座上的碳滑板(参见 图2) 应当更换 (有腐蚀危险)。 毛细裂缝延伸到支座上的、同时又出现电路损坏的碳 滑板 (参见 图3) 应当更换。 如果只有轻微的毛细裂缝，没 有电路损坏，则KSL 可以继续使用。 如果仅需要更换一块碳滑板，应确保此块碳滑板和另 一块碳滑板之间的距离不超过3mm，如有必要两块碳滑板 均需更换。
检查受电弓，如果发现任何损坏，进行维修
CRH5动车组牵引传动系统
5
8-压缩空气绝缘管； 9-压力开关；10-快速降弓阀；11-控制阀 （自动降弓）；12-气囊驱动；13-碳滑板；14-受电弓电磁阀；15-车顶
图4-7 受电弓自动降落装置
受电弓阀板上应当包括所有用于控制受电弓运动的装置以及 ADD 压力开关系统。阀板的
预防性检修的最大时间间隔应与滑动触点的规定的更换时间间隔一致，阀板必须安装在车
图4-3 第一动力牵引系统电路示意图
2
图4-4 第二动力牵引系统电路示意图
每个动力单元的牵引设备都由下列设备组成： 1.一个高压单元，具有受电设备、保护装置和主变压器，安装在 TTP 和 TTPB 车上。 2.一个主变压器，采用强制油冷却，安装在 TTP 和 TTPB 车上。 3.第一牵引动力单元具有 3 个牵引/辅助变流器，第二牵引动力单元具有 2 个牵引/辅助 变流器，每台牵引/辅助变流器驱动 2 台牵引电机。牵引/辅助变流器获得可调节的直流电压， 并驱动异步牵引电机的牵引和再生制动。在过电分相时由于再生制动短时停止工作，过渡的 制动电阻器投入使用。每辆动车配置 2 台异步牵引电动机，底架悬挂，单台电机设计持续功 率可达到 550kW，并且车轮的直径差（在相同车轴上）接近 3mm 时也能够提供 500kW 的负载。 4.一个牵引控制单元，能够完成如下的功能： (1)控制设备发送的牵引/制动命令； (2)控制中间直流线电压和受电弓输入端的功率因数； (3)控制电机牵引/制动转矩； (4)电力设备的保护； (5)对控制器本身的自诊断和功率部件的控制。
（ADD），如图 4-7 所示，当受电弓在遇到故障或 滑板过度磨损的情况下能够自动降落。为了避免 1-压缩空气滤清器；2-节流阀（升弓）；
火花的形成，在此过程中必须提供一个电气触点 3-减压阀；4-压力表；5-节流阀（降弓）；
CRH5动车组牵引传动系统
1000A
输入压缩空气
4 到 10bar
静态接触力（阀板上可调）
50–120N
动态接触力调整
风动翼片
4
升弓机构
气囊驱动
80N 接触压力下标称工作气压
3.3–3.8bar
弓头自由度垂向位移
60mm
2.受电弓升降弓系统受电弓的升起功能是由气动系统实现的，压缩空气系统推动受电弓
靠在接触网上，当切断压缩空气的作用时，受电弓在自身重力的作用下降落。为控制受电弓
3
臂间，这种结构使滑板在机车运行方向上移动灵活，而且能够缓冲各方向上的冲击，达到保 护滑板的目的。
对于不同型号和不同速度等级的机车，受电弓的空气动力可以通过安装弓头翼片来进行 调节（如果选装）。自动降弓装置可以监测到滑板的使用情况，如果滑板磨耗到限或受冲击 断裂后，受电弓会迅速自动降下，防止弓网事故进一步扩大。
台电机是由一个独立的牵引逆变器驱动的，在同一车辆内轮对间轮径差最大为 15mm 的情况 下，无需减小负载。每节动车装有两台牵引电机。 正常情况下，两个牵引系统均工作，当一个牵引系统发生故障时，可以自动切断故障源，继 续运行。
（二）图 4-3 为第一牵引单元原理示意图，4-4 为第二牵引单元原理示意图，第二牵引 单元与第一牵引单元及其相似，唯一的区别是仅配备一个辅助变流器（在正常运行条件下， 对于整列车来说仅需要两个辅助变流器，第三个仅作备用，随时替换出现故障的辅助变流 器）。
图4-2 牵引传动系统设备布置示意图
（一）每个动力单元带有一个主变压器和受电弓。在正常运行中，每列车只启用 1 个受
1
电弓。每个牵引动力单元的牵引设备都由下列设备组成: 1.一个高压单元，带受电弓和保护装置； 2.一个主变压器； 3.两套或三套 IGBT 水冷技术的主牵引套件； 4.四台或六台异步牵引电机，底架悬挂，最大设计负载 550kW（轮缘处功率）。由于每
CRH5型动车组全自动车钩控制系统
电路连挂反馈部分由２个装在电气车钩１和２推 ·２０ ·
送机构上串联的两位 三 通 机 控 阀 Ｖ６ 和 Ｖ７ 与 推 送 机 构构成。在进行全自 动 车 钩 解 钩 时，推 送 机 构 缩 回 使 其特殊 设 计 的 弹 性 板 压 缩 Ｖ６ 和 Ｖ７，使 Ｖ６ 和 Ｖ７ 处 于压缩位，连通通往解钩汽缸的气路。因 为 Ｖ６ 和 Ｖ７ 为串联状态，所以只有在 Ｖ６和 Ｖ７都被压缩时才能连 通解钩气路。在电气 车 钩 连 挂 时，电 路 连 挂 反 馈 功 能 可确保机械连挂不会 被 气 动 解 钩，只 有 在 确 认 电 气 车 钩缩回时才能进行气动解钩。
１ 控 制 系 统 结 构 介 绍
图１ 为 控 制 系 统 原 理 图，以 待 挂 状 态 示 出。 控 制 系 统 按 照 功 能 可 划 分 为 气 动 控 制 单 元 、气 路 连 通 反 馈 、 机械连挂反馈和电路 连 挂 反 馈 ４ 个 部 分，通 过 气 路 管 系将４个 部 分 连 成 一 个 整 体。 控 制 系 统 采 用 气 动 控 制 ，与 车 体 接 口 为 气 动 控 制 信 号 ，司 机 只 需 要 控 制 气 路 开闭即可控制全自动车钩的连挂与分解。
Ｖ６．电 气 车 钩 左 侧 机 控 阀 ；Ｖ７．电 气 车 钩 右 侧 机 控 阀 ； Ｖ８．两 位 三 通 阀 ；Ｖ９．两 位 五 通 阀 。
图 １ ＣＲＨ５ 型 动 车 组 全 自 动 车 钩 控 制 系 统 （待 挂 状 态 ）
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
Байду номын сангаас
全自动车钩广泛 应 用 于 铁 路 客 车、动 车 及 地 铁 轻 轨 列 车 ，通 常 用 于 列 车 头 尾 两 端 ，以 实 现 列 车 与 列 车 之 间 的 重 联 及 救 援 操 作 ，也 用 于 列 车 内 部 车 组 之 间 ，以 方 便车组之间的连挂 分 解。 全 自 动 车 钩 将 机 械 连 挂、气 路和电路系统的连通 集 成 在 一 起，实 现 列 车 之 间 的 自 动连挂。
CRH5动车组车钩介绍
1.2.5 垂直支架和对中装置
垂直支架和对中装置为全自动车钩提供垂直支撑和 水平对中功能。
垂直支架依靠弹簧支撑内内置的能量吸收装置限制 自动车钩在两个方向上的垂向运动。
垂直荷载作用在垂直支撑和车钩中间部分的接触面 上。垂直荷载可能是静载荷或动载荷，这取决于车钩 重量，也取决于外载荷。
车钩最大摆角不受垂直支架和对中装置限制， 而受安装完毕后的车体结构限制。
中间部分有一个可见的显示器，用来显示气液缓 冲装置是否达到了最大行程。
列车压缩所产生的冲击能量由气液缓冲器来吸收， 拉伸方向的冲击能量则由气液缓冲器内部的环簧来吸 收，行程为30mm。
这种设计的优点如下：
❖能量吸收大； ❖寿命长； ❖免维护； ❖无间隙连挂； ❖紧急冲击后的变形是可恢复的，无需更换零部件； ❖旅客乘坐舒适度好。
电气车钩图（右）
1.2.4 中间部分
中间部分是指机械车钩和安装吊挂系统之间的部 分，由气液缓冲装置等零部件组成，动车组之间的纵 向力从机械车钩连挂面通过气液缓冲装置传递到车体 底架的安装座上。在压缩状态下，气液缓冲器的最大 行程为200 mm，能量吸收率可达80％，且其阻抗力是 与速度相关的，速度越大阻抗力也就越大，即在动载 荷下，其阻抗力与冲击速度是成比例增大的。
1.1 全自动车钩的技术优点包括：
❖通过车钩连挂面的凸锥和凹锥实现刚性的，无间隙的联
接。即使在小曲线上，相邻车钩连挂面不是完全平行时， 也可完成连挂。
❖采用了安全性和可靠性很高的平行四边形牵引装置，降
低了拉伸力。
❖可以通过气动解钩，当自动车钩受到残余拉伸负荷时，
也能通过手动的方式解钩。
❖在规定的5km/h连挂速度以内，气体－液压缓冲器的变
全自动车钩主要由机械车钩、空气连接器、电气连 接器、中间部分、垂直支架和对中装置 、安装吊挂系 统和零下40℃操作等部分组成。具体参见下图：
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浅谈 CRH5 型动车组自动车钩的组成和调试
摘要：车钩缓冲装置是车辆最基本的也是最重要的部件之一，它是用来连接列
车中各车辆使之彼此保持一定的距离，并且传递和缓和列车在运行中或在调车时
所产生的纵向力或冲击力。
本文着重介绍了CRH5型动车组的车钩的组成和原理，阐述了对辅助供电系统主要调试方法。
关键词：CRH5 动车组自动车钩
随着国民经济的快速发展和铁路跨越式发展战略的实施，铁路的客运量持续
增长，CRH5型动车组已广泛用于各客运线路，动车组检修也将逐渐成为高铁运
营工作中极为重要的组成部分。
由于CRH5型动车组承重量和空间的限制，现有动车组还很难满足当前铁路客运
的需求，通过自动车钩使车辆重联运行已成为解决此问题的重要方法。
由此可见，保证全自动车钩的性能稳定在如今的CRH5型动车组运营中尤为重要。
1.自动车钩概述
全自动车钩广泛应用于铁路客车、动车及地铁轻轨车辆，通常用于列车头尾
两端，不仅要实现车辆间的机械连接、气路连接,还要实现车辆与车辆之间的电气
连接,涉及到车辆之间作用力的传递、车辆的限界、空气动力学、车辆动力学等多
个方面。
CRH5型动车组车钩供应商为上海丹纳和青岛四方所。
自动车钩的技术参数如下：
车钩长度 1530mm
车钩最大水平摆角 ±25°
车钩最大垂直摆角 ±6°
车钩抗压强度 1500KN
车钩抗拉强度 1000KN
气液缓冲器
最大阻抗力 1000KN
最大行程 200mm
环簧
最大阻抗力 600KN
最大行程 30mm
2. 自动车钩的组成
CRH5型动车组自动车钩主要由连挂系统、缓冲系统、安装吊挂系统等几个模
块组成。
详细如下图。
2.1连挂系统
连挂系统用于实现车辆间的机械、风路和电路的连接。
分别由
机械车钩、电气连接器两大部分组成。
为了增强系统的可靠性，将探测机械车钩
连挂状态的机构阀从车钩的外下部转移到车钩的背部中心位置，这样安装可靠，
不易受到非正常因素的影响。
电气连接器采用带有机械自锁的推送气缸代替原来的无自锁推送气缸，即电气
连接器推出到位后，推送气缸实现机械锁定，保证气缸无法回退。
推送气缸内的
风压可以保证电气连接器连接紧密，在无的情况下，电气连接器仍然无法回退，
以保证连接可靠。
2.2缓冲装置
缓冲器采用拉压独立的缓冲装置，受拉时环弹簧元件发生缓冲作用；受压时
气液缓冲器芯子起到缓冲作用，四方所采用与原型车钩型号相同环弹簧和气液缓
冲器。
2.3安装吊挂系统
安装吊挂系统主要起到三个作用，分别是，将自动车钩连接到车体，并传递
牵引力，使用悬臂结构支承起整个自动车钩，当自动车钩在水平方向偏离中心线时，自动将其回复到中间位置，便于车钩的连挂。
2.4四方与丹纳自动车钩的区别与联系
连挂系统的区别主要为控制系统机构阀位置更改，原型车钩的MIV机构阀悬
挂在机械车钩的外侧、解钩旋转轴的下部，该位置容易受到车钩运输安装、运行
过程中的异物磕碰等影响；该阀是用于探测车钩连挂状态，一旦该阀受振动等因
素的影响，发生松动或者损坏都可能使控制系统发生故障。
四方所国产化车钩与丹纳车钩在结构上基本一致，功能上、接口上完全一致。
同时，四方所车钩从安全可靠性和易用性方面对自动车钩进行了进一步的优化。
3.自动车钩主要功能的调试手段
在司机台启动的情况下，打开前开闭，缓解列车制动，开启
连挂用的制动管和列车管隔离塞门，开启位于自动车钩上的第一个气动阀（红色），启动电气钩头；开启位于自动车钩上的第二个气动阀（红色杆，开启至“ON”位置，朝上），启动电气钩头；自动车钩处于解钩状态。
模拟自动车钩的机
械联挂：手动推动列车管隔离阀，以便开启电气钩头。
将已启动的司机台上的头
车前开闭开启/关闭控制开关53S02 设置为“关闭”。
开启阀门Z10，启动解钩风管（在司机室内，司机台已启动）将司机钥匙打到“0”位，将黑色钥匙插入开关
53S01 的锁内，以解钩旋转开关53S01 的钥匙至解钩位置；释放解钩控制开关
53S01 的钥匙（弹簧能使其自动返回至0 位置）。
旋转开关53S01 的钥匙至解钩
位置（弹簧能使其自动返回至0 位置），迅速封闭解钩管。
释放解钩控制选择器53S01 的钥匙（弹簧能使其自动返回至0 位置）。
模拟自动车钩的机械联挂：将
车钩头上部风阀置于“OFF”位，电气钩头风缸排风，手动推动电气钩头退回，使用手动控制杆进行解钩操作，将司机钥匙拔出，插入53S01，拧至解钩位进行解钩，将车钩头上部风阀置于“ON”位，在司机台启动情况下，关闭前开闭，将司机钥匙
置于“0”位并拔出。
最后，对电气钩到配电柜的配线进行校线。
4. 结束语
以上是对CRH5型动车组自动车钩的组成、功能以及主要调试方法进行的简
单介绍。
了解自动车钩的构成和功能，对于车辆间重联及救援操作和车辆安全运行有非常重要的意义。