机车车辆缓冲器技术的 进展

• (1)有足够的容量和较高的冲击能量吸收率（不小于
75%）
• (2)有足够的强度和耐久性。 • (3)有小冲击力作用下动作灵敏。 • (4)摩擦件应耐用、耐磨、磨耗均匀。
二、国产机车车辆缓冲器的现状及发展
• 1、国产机车车钩缓冲装置的发展经历了以下几个阶段： • 在1975 年以前采用2 号、3 号车钩及3 号机车前钩;缓冲
• 牵引缓冲装置有车钩、缓冲器及车钩复原装置三个部分 组成
• （1)弹簧摩擦式缓冲器 • 该缓冲器由弹簧和摩擦件组成，如2号、MT-3型
缓冲器
MT-3型缓冲器
• 2.橡胶摩擦式缓冲器 • 该缓冲器由橡胶元件 • 和摩擦件组成，如 • MX-1型缓冲器。
3、液压缓冲器 该缓冲器用液压系统吸收冲击能量，可以精确地进行控制，是一种新型缓冲器， 其特点是：容量大，结构复杂，制造维修要求水平高。
机车车辆缓冲器技术的最新进 展
车辆06-2 邓偲瀛
一、缓冲器概述
• 牵引缓冲装置是机车的重要部件，它的用途是把机车与车 辆连接或分离列车。在运行中传递牵引力或冲击力，缓和 及衰减列车运行由于牵引力的变化和制动力前后不一致而 引起冲击和振动。因此，它具有连接、牵引和缓冲的作用。 牵引缓冲装置的构造、性能及状态，在很大程度上影响列 车的运行平稳性。
• 3、“和谐号”机车缓冲器 • (1) HXD1 型八轴电力机车、HXD1B 型六轴电力机车。采
用QKX100 型弹性胶泥缓冲器。 • (2) HXD2 型八轴电力机车。原装车采用LAF 型钩缓装置;
国产化车采用DFC —E100 型钩缓装置(车钩符合AAR 标 准10A 轮廓、弹性体缓冲器) 。HXD2B型六轴电力机车也 采用了DFC —E100 型钩缓装置。 • (3) HXD3 型六轴电力机车。采用QKX100 型弹性胶泥缓 冲器。
2、缓冲器的性能参数
• (1)行程：缓冲器受力下产生的最大变形量，称为行程。 此时，弹性元件处于压死状态，当继续增大外力时，变 形量不再增加。
• (2)最大阻抗力：缓冲器达到行程时的作用外力。阻抗特 性：缓冲器阻抗力的大小及变化。
• (3)缓冲器容量：缓冲器在受到冲击时，全压缩过程中所 作的功称为缓冲器的容量。
俄罗斯机车
• (3) 日本的缓冲器也经历了从简单圆弹簧式→圆弹 簧摩擦式→神钢型方弹簧→环簧式→环簧组合式 →单型橡胶式→橡胶组合式的演变。其橡胶缓冲 装置现已广泛应用于轨道交通客运车辆。
四、液气缓冲器
• 液气缓冲器是在液压缓冲器的基础上发展 起来的新型缓冲装置,于20 世纪后期在欧洲 铁路开始运用。相比之下,液气缓冲器取消 了原有的钢弹簧,利用气体的可压缩性作为 复位弹簧,不仅消除了钢弹簧的疲劳现象,且 实现了无磨耗工作,从而大大提高了使用寿 命,减少了维修,是未来铁道机车车辆缓冲器 发展的方向
• 3 号缓冲器容量小, 只能满足运输要求容量的二分之一, 容量约为20 kJ , 且重量大, 磨耗严重, 箱体破损严重, 瓦 片簧、内外圆簧折断, 检修工作量大, 检修成本高。
• MX—1 型缓冲器箱体易开裂, 底板易弯曲, 橡胶块性能 不稳定、破损丢失、断裂, 低温性能恢复能力差, 也不适 应车辆在解冻库的高温作业。
六、结论
• (1) 目前MT —2 型缓冲器性能勉强满足长大重载列车的使用需要,应 采用新型缓冲器代替;在普通重载货车上可继续使用MT —2 型缓冲器, 为保证提速、重载的发展需要和行车安全,要加快ST 型缓冲器、特别 是2 号缓冲器的淘汰速度。
• (2) 新型缓冲器的性能参数要考虑我国重载运输的发展需要。 • (3) 新型缓冲器要具有良好的可靠性和检修工艺性,应能满足在正常使
• (4) HXN4 型六轴内燃机车。采用NC390 型橡胶缓冲器。 • (5) HXN5 型六轴内燃机车。与HXN4 型六轴内燃机车采
用相同的钩缓装置。
• 综上所述,现有“和谐号”机车钩缓装置可归纳为3 类:第1 类是13A 型车钩+ Q KX100 型缓冲器组成的机车钩缓装 置;第2 类是DFC —E100 型钩缓装置;第3 类是 SBE4936AE 型车钩+ NC390 型橡胶缓冲器组成的机车 钩缓装置。
用条件下检修周期大于8 年、争取达到12 年的要求。在检修周期内, 只需要对其进行外观检查,分解检查时则采用以换件修为主的快捷方 式,尽可能地减小检修维护工作和缩短检修时间。 • (4) 新型缓冲器要具有良好的性能价格比,要兼顾各种货车的使用特点, 方便维护和检修。摩擦组合式缓冲器,如摩擦胶泥组合式缓冲器,由于 结构简单、综合性价比相对较好,故可在重载列车及通用货车上推广 应用 . • (5) 为整体提高我国重载运输的技术水平,应积极借鉴和学习国外成熟 的经验及试验方法,进一步加强相关的试验及研究工作,完善缓冲器的 性能试验方法及评价标准、制造技术及工艺方法、检查手段等。
器与货车相同,为2 号环簧缓冲器和3 号圆簧缓冲器。 • 1970 年货车定型了13 号车钩,在此基础上,1975年将13 号
车钩的钩尾改为圆弧面与前从板配合;使用货车MX —1 型 摩擦橡胶缓冲器,形成了机车用13 号车钩缓冲装置,在主型 货运机车上获得全面应用,形成了货运机车主型钩缓装置。
• 1998 年缓冲器升级为与货车一致的MT —2 型或 • MT —3型圆簧摩擦缓冲器，同期ST 型缓冲器也 • 开始生产； 2005 年车钩升级为13A型车钩( E 级 • 钢) 。
•
美国通用货运机车
• (2) 俄罗斯开发使用的是摩擦式缓冲器。值得注意 的是其重载货车及万吨列车均采用了冲击速度高、 容量及行程大的缓冲器。近年,俄罗斯也在利用弹 性体技术研究开发摩擦式弹性体缓冲器,该缓冲器 的冲击速度大于10 km/ h ,阻抗力不大于2 500 kN ,最大工作行程100 mm ,最大容量近80 kJ 。
• (4)能量吸收率：缓冲器在压缩过程中，有一部分冲击能 量被阻尼所消耗。其消耗部分能量与容量之比，称为能 量吸收率。它表明吸收冲击能量的能力。吸收率越大， 则反拨作用小，冲击过程停止得越快。
• (5)回弹能量：缓冲器在复原时所放出的能量。 • (6)耐久性：缓冲器在运用中保持其容量的能力。
3、缓冲器的基本要求
五、液压冲器
• 液压缓冲器具有容量大、性能稳定且便于调整等特点,但 其对密封效果和密封寿命有较高的要求。目前,液压缓冲 器在起重机、汽车及航空等领域已得到较为广泛的应用。 铁道机车车辆由于运营环境和应用条件的特殊性,使得液 压缓冲器在铁道机车车辆上的应用受到一定的限制,在国 外铁道机车车辆上仅有少量运用实例,在我国的应用目前 仍基本是空白。主要原因是液压缓冲器一般多采用钢弹簧 作为复原弹簧,而铁道机车车辆经常出现往复性冲击,钢弹 簧的疲劳寿命问题极大地限制了其应用
13A型车钩
• 2005 年开始在SS4 、HXD1 及HXD3 型机 车上采用Q KX100 型弹性胶泥缓冲器。
• 2.国产机车车辆缓冲器在运用中的问题： • 在我国铁路普通货物列车车辆中, 缓冲器是一个较为突
出的薄弱环节。使用的主型缓冲器属美国40 年代产品, 容量低, 可靠性差, 性能随气温变化大, 尤其是低温性能 不好, 制约着铁路运输向提速和重载方向发展。 • 截至1998 年年底, 我国铁路货车保有量约为45万辆, 其 中, 使用MX—1 型、2 号和3 号缓冲器的车辆占94%。 上述3 种缓冲器普遍存在的问题是作用不可靠。 • 2 号缓冲器构造复杂, 内外簧卡死故障约为缓冲器数量 三分之一。
三、国外机车缓冲器
• (1) 美国货车缓冲器的代表产品有:Mark 50 型、Crown SE 型摩擦式钢弹簧缓冲器,Mark H60 型组合式摩擦缓冲 器, SL —76 型摩擦式橡胶缓冲器, TF —880 型摩擦式弹 性体缓冲器, Twin Pack 型双盒缓冲器及L PD 型液压缓冲 器等。