摘要：本文对初期为四编组，后期扩编到六编组的B型地铁车钩缓冲系统的设计进行了简述。经碰撞吸能仿真计算证明，设计方案可以满足列车运行需求。本文对有扩编需求的地铁车钩缓冲系统的设计具有参考和借鉴意义。
关键词：地铁车辆；车钩；碰撞吸能
1 引言
假设某地铁线路，经计算验证，初期客流量较小，后期客流量增大，考虑初期使用四编组B型车，后期扩编到六编组，以适应客流量的增加。
其中，四编组列车车辆型式及车钩配置为
= Tc - Mp - Mp - Tc =
Tc：带司机室的拖车；Mp：带受电弓的动车；=：全自动车钩缓冲装置；-：半永久牵引杆缓冲装置
六编组列车车辆型式及车钩配置为
= Tc - Mp - M + M - Mp - Tc =
M：不带受电弓的动车；+：半自动车钩缓冲装置
各车型重量为：空载时（AW0工况），Tc车重34t，Mp/M车重35t；定员时（AW2工况），Tc车重47.8t，Mp/M车重50t。
2 对车钩缓冲系统的需求
四编组和六编组时，车钩缓冲系统均需满足以下要求：
（1）全自动车钩可以实现列车之间机械、气路、电路的自动连挂和解钩，也可手动解钩；
（2）半自动车钩可以实现车辆之间机械、气路的自动连挂和手动解钩；
（3）半永久牵引杆可以实现车辆之间机械、气路的手动连挂和解钩；
（4）满足当两列AW2列车以5km/h相对速度挂钩时，产生的冲击能量全部由弹性缓冲器吸收；当两列AW0列车以15km/h相对速度挂钩时，产生的冲击能量全部由弹性缓冲器和压溃元件吸收；
3 设计方案
根据第2小节中的需求，初步确定以下方案。
全自动车钩缓冲装置配置330型机械钩头，连挂可靠，能平稳传递牵引力；电气连接器位于机械钩头下部，可以实现两列车电路的导通及断开；压溃元件采用压溃管，用于连接车钩头和弹性缓冲器，并吸收高速撞击时产生的能量；弹性缓冲器采用EFG3缓冲器，用来吸收列车低速撞击时的能量。如果碰撞时冲击力过大，集成在EFG3上的过载保护装置将触发，车钩向后退行，使车体前端其他吸能装置起作用，实现过载保护。
半自动车钩缓冲装置由两半组成，两半均配置330型机械钩头和EFG3缓冲器。两半车钩的钩身分别配置了压溃管和刚性杆，成对使用。
半永久牵引杆缓冲装置由两半组成，并通过卡环连接，气路接头安装在车钩头下部。两侧的
都配置了EFG3缓冲器。在半永久牵引杆的一侧装有压溃管，另一侧为刚性杆。机械和气路
均为手动连挂和解钩。
4 吸能装置参数及碰撞计算验证
4.1 吸能装置参数的确定
由于列车碰撞时其直接碰撞界面（图1中编号为6的界面）所受冲击最大，需按六编组来设计吸能装置参数。其中EFG3缓冲器吸能量最大为14kJ，还需确定压溃管参数（力值和行程）及剪切螺栓力值。
图1 两列六辆编组列车碰撞后界面编号
首先根据经验选择初步参数，然后进行碰撞吸能仿真计算，验证参数是否满足要求。经多次计算，初步确定全自动车钩压溃管为850kN，300mm；半自动车钩压溃管为800kN，150mm；半永久车钩压溃管为700-900kN，250mm；剪切螺栓力值为1000kN。
仿真计算结果如下
表1 两列 AW2 列车以 5km/h 相对速度相互挂钩时
表2 两列 AW0 列车以 15km/h 相对速度相互挂钩时
4.2 仿真计算验证
根据4.1小节的计算，对四编组列车碰撞吸能进行仿真计算验证，碰撞后列车各界面编号如下
经仿真计算，所选的吸能参数配置可以满足四编组碰撞吸能要求，计算结果如下
表3 两列 AW2 列车以 5km/h 相对速度相互挂钩时
表4 两列 AW0 列车以 15km/h 相对速度相互挂钩时
5 结论
本车钩缓冲系统方案采用模块化设计，便于安装、拆卸和维护，连挂安全可靠；经仿真计算，车钩吸能配置能够满足列车碰撞吸能要求。综上所述，本设计方案可以满足有四编组扩六编组需求的B型地铁列车的运行要求。
参考文献：
[1]桑静波.沈阳地铁1号线列车车钩缓冲装置吸能仿真分析[J].现代城市轨道交通.2016（3）.
[2]李英奎等.地铁B型车车钩吸能装置平台化配置研究[J].铁道车辆.2015（6）
论文作者:庄润雨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：车钩论文; 列车论文; 缓冲器论文; 装置论文; 地铁论文; 参数论文; 机械论文; 《基层建设》2019年第6期论文;