铁路车辆缓冲装置

第 六 章 车 钩 缓 冲 装 置第 一 节 车 钩 缓 冲 装 置 的 作 用 及 组 成主 要 内 容 : 车 钩 缓 冲 装 置 的 作 用 车 钩 的 分 类 车 钩 缓 冲 装 置 的 组 成 2、 分 类车 钩 按 照 牵 引 连 挂 装 置 的 连 接 方 式 分 为 : 自 动 车 钩 非 自 动 车 钩自 动 车 钩 分 为 : 非 刚 性 车 钩 刚 性 车 钩 (密 接 式 车 钩 ) 3、 对 车 钩 缓 冲 装 置 的 基 本 要 求 有 足 够 的 强 度 ， 承 受 并 传 递 纵 向 载 荷 。 有 足 够 耐 冲 击 韧 性 。 连 挂 后 尽 量 小 的 间 隙 ， 不 至 于 产 生 附 加 的纵 向 加 速 度 。 灵 活 安 全 地 通 过 曲 线 。 方 便 的 连 挂 和 解 钩 (三 态 作 用 ) 。 保 持 一 定 的 车 钩 高 。 具 备 防 止 因 振 动 自 动 脱 钩 的 防 跳 功 能 。 二 、 车 钩 缓 冲 装 置 的 组 成1、 车 钩 缓 冲 装 置 的 组 成 和 功 能组 成 :车 钩 、 缓 冲 器 、 钩 尾 框 、 从 板 座 等 。作 用 :实 现 车 辆 之 间 的 连 挂 ， 传 递 牵 引 力 、 冲击 力 。 2、 车 钩 缓 冲 装 置 的 安 装车 辆 受 牵 引 时 作 用 力 传 递 过 程 : 车 钩 钩 尾 框 后 从 板 缓 冲 器 前 从 板 前 从 板 座 牵 引 梁车 辆 受 冲 击 时 作 用 力 传 递 过 程 : 车 钩 前 从 板 缓 冲 器 后 从 板 后 从 板 座 牵 引 梁 牵 引 状 态 制 动 冲 击 状 态 第 二 节 车 钩 的 类 型 、 组 成 、 作 用 及 材 质主 要 内 容 : 车 钩 类 型 车 钩 的 组 成 车 钩 的 三 态 作 用 密 接 式 车 钩 车 钩 材 质 一 、 常 用 车 钩 类 型 、 组 成 及 三 态 作 用1、 车 钩 的 类 型 货 车 :13号 车 钩 、 13A型 车 钩 ， 16号 、 17号 联锁 式 固 定 和 转 动 车 钩 客 车 :1号 车 钩 、 15号 车 钩提 高 车 钩 强 度 的 途 径 根 据 运 用 要 求 设 计 出 结 构 合 理 、 强 度 更 高 的 新型 车 钩 。 保 持 现 有 车 钩 的 结 构 形 式 ， 通 过 改 变 车 钩 的 材 质 或 改 变 热 处 理 工 艺 。 车 钩 的 开 启 方 式 和 复 原 装 置 车 钩 的 开 启 方 式 分 为 上 作 用 式 及 下 作 用 式 两 种 。上 作 用 式 :由 设 在 钩 头 上 部 的 提 升 机 构 开 启 ,大 部 分 货 车 为 上 作 用 式 。 这 种 方 式 开 启 灵 活 、 轻 便 。下 作 用 式 :客 车 因 避 让 折 棚 和 平 渡 板 装 置 ， 借 助 钩 头下 部 的 推 顶 杆 的 动 作 来 开 启 。 不 如 上 作 用 式 方 便 。 2、 车 钩 的 组 成 车 钩 及 其 零 件 大 多 由 铸 钢 制 成 。 车 钩 分 为 钩 头 、 钩 身 、 钩 尾 。 钩 头 与 钩 舌 通过 钩 舌 销 相 连 接 ， 并 能 绕 钩 舌 销 转 动 ,钩 头 内 部装 有 钩 锁 铁 、 钩 舌 推 铁 、 钩 提 销 （ 钩 推 销 )等 零件 。 13A型 车 钩 的 结 构 特 点 ： 13A型 车 钩 是 为 了 适 应 我 国 铁 路 运 输 提 速 、重 载 的 需 要 而 研 制 的 新 型 货 车 车 钩 ， 它 增 加了 钩 舌 、 钩 体 的 强 度 ， 提 高 了 钩 舌 的 耐 磨 性 。 减 小 了 车 钩 连 接 轮 廓 面 的 间 隙 ， 可 有 效 降 低列 车 的 纵 向 冲 动 ， 改 善 列 车 的 纵 向 动 力 学 性能 ， 延 长 车 辆 及 其 零 部 件 的 使 用 寿 命 。 13A型 车 钩 还 在 钩 体 的 下 方 焊 装 了 磨 耗 板 减少 钩 体 的 磨 耗 ， 延 长 了 钩 体 的 使 用 寿 命 。 13A型 车 钩 可 与 现 有 的 13号 车 钩 互 换 ， 并 且能 够 与 13号 、 16号 、 17号 车 钩 连 挂 。 16、 17号 车 钩 缓 冲 装 置 组 成 16、 17号 车 钩 是 为 了 满 足 上 翻 车 机 卸 货 的 专 用 列车 要 求 而 研 制 的 一 端 可 旋 转 的 车 钩 ， 不 用 摘 钩 就 可在 翻 车 机 上 连 续 卸 货 ， 提 高 了 运 输 效 率 。 16号 车 钩 缓 冲 装 置 主 要 由 下 列 种 零 部 件 组 成 :16号 车 钩 组 成 、 16号 钩 尾 框 、 转 动 套 、 16号 从 板 、 16号 钩 尾 销 、 钩 尾 销 托 组 成 、 MT2型 缓 冲 器 。 17号 车 钩 缓 冲 装 置 主 要 由 下 列 5种 零 部 件 组 成 :17号 车 钩 组 成 、 17号 钩 尾 框 、 17号 从 板 、 17号 钩 尾销 、 MT2 型 缓 冲 器 。 16、 17号 车 钩 结 构 特 点 ： 车 钩 强 度 高 ， 能 够 满 足 重 载 列 车 牵 引 的 要 求 ； 钩 头 均 设 有 联 锁 装 置 ， 连 挂 后 能 实 现 自 动 对 中 联 锁 ， 可 减 小 钩 体 、 钩 舌 磨 耗 防 止 车 钩 连 挂 后 从 垂 直 方 向 脱 离 ； 钩 头 设 有 防 脱 装 置 ； 车 钩 间 连 接 轮 廓 的 自 由 间 隙 小 ， 降 低 了 列 车 运 行 中 的 纵 向 冲 击 力 ， 改 善 了 列 车 纵 向 动 力 学 性 能 ； 车 钩 各 零 部 件 耐 磨 性 能 好 ； 钩 锁 上 装 有 止 动 块 ， 可 防 止 翻 车 机 在 作 业 时 车 钩 自 动 解 锁 ； 不 用 摘 钩 就 可 在 翻 车 机 上 连 续 卸 货 。 16、 17号 车 钩 翻 转 原 理 ： 16、 17号 车 钩 适 用 于 翻 车 机 卸 货 作 业 的 不 摘 钩 重载 列 车 ， 目 前 安 装 在 大 秦 线 上 运 用 的 C63A、 C76等型 运 煤 专 用 敞 车 上 。 16号 车 钩 为 联 锁 式 旋 转 车 钩 ， 17号 车 钩 为 联 锁 式固 定 车 钩 ， 分 别 安 装 在 车 辆 的 1位 、 2位 端 。 在 运 煤单 元 列 车 上 ， 每 组 连 接 的 2个 车 钩 必 须 是 旋 转 式 和 固定 式 互 相 搭 配 。 当 车 辆 进 人 翻 车 机 位 置 时 ， 翻 车 机 带 动 车 辆 以 车钩 中 心 线 为 旋 转 轴 翻 转 135 180 ， 底 架 连 同 16号 钩 尾 框 以 车 钩 中 心 线 为 转 轴 ， 相 对 于 16号 钩 体 旋转 ， 16号 钩 体 则 由 于 受 相 邻 车 辆 与 其 连 挂 的 17号 约束 而 静 止 不 动 。 被 翻 转 车 辆 另 一 端 的 17号 车 钩 随 同 底 架 沿 车钩 中 心 线 旋 转 并 带 动 相 邻 车 辆 与 其 连 挂 的 16号车 钩 一 起 旋 转 ， 实 现 了 不 摘 解 车 钩 就 可 在 翻 车机 上 卸 货 的 目 的 ， 提 高 了 运 输 效 率 。 车 钩 的 三 态 作 用 闭 锁 位 置 :车 辆 连 挂 后 ， 两 个 车 钩 必 须 处 于闭 锁 位 置 ， 保 证 车 辆 正 常 连 挂 。 开 锁 位 置 :两 连 挂 的 车 辆 要 分 开 时 ， 必 须 有一 个 车 钩 处 于 开 锁 位 置 。 全 开 位 置 :两 车 辆 连 挂 之 前 ， 必 须 有 一 个 车钩 处 于 全 开 位 置 ， 从 而 达 到 自 动 连 挂 。 4、 客 货 车 车 钩 选 型 速 度 小 于 120km/h的 普 通 客 车 采 用 C级 低 合金 铸 钢 的 15号 车 钩 速 度 小 于 160km/h的 普 通 客 车 采 用 C级 低 合金 铸 钢 的 小 间 隙 的 15号 车 钩 速 度 大 于 200km/h的 高 速 客 车 ， 应 采 用 密 接式 车 钩 ， 以 最 大 限 度 地 减 小 纵 向 冲 动 。 5-6 kt级 的 重 载 货 物 列 车 ， 采 用 C级 钢 和 E级钢 的 13(A)号 车 钩 可 以 满 足 要 求 更 大 吨 位 就 要 求 新 型 高 强 度 车 钩 ， 如 16号 、17号 车 钩 二 、 密 接 式 车 钩 的 类 型 、 组 成 及 作 用 原 理 高 速 列 车 、 城 市 地 铁 和 轻 轨 车 辆 的 车 钩 缓冲 装 置 常 采 用 机 械 、 气 路 、 电 路 均 能 自 动 连接 的 密 接 式 车 钩 。 降 低 车 辆 运 行 中 的 纵 向 冲 动 提 高 列 车 运 行 的 平 稳 性 降 低 车 钩 零 件 的 磨 耗 和 噪 声 1-钩 舌 ； 2-解 钩 风 管 连 结 器 ； 3-总 风 管 连 接 器 ；4-截 断 塞 门 ； 5-钩 身 ； 6-缓 冲 器 ； 7-制 动 风 管连 结 器 ； 8-电 气 连 结 器 。1、 北 京 地 铁 密 接 式 车 钩 缓 冲 装 置 1-钩 头 ； 2-钩 舌 ； 3-解 钩 杆 ； 4-弹 簧 ； 5-解 钩 风 缸 。 密 接 式 车 钩 作 用 原 理 3、 BSI COMPACT型 密 接 式 车 钩 德 国 制 造 的 密 接 式 车 钩 在 欧 洲 、 巴 西 等 许 多 国 家的 地 铁 、 轻 轨 车 辆 和 城 郊 列 车 上 获 得 广 泛 应 用 。 这种 车 钩 钩 头 的 壳 体 设 有 凸 锥 体 和 凹 锥 孔 ， 在 凸 锥 的内 侧 面 配 备 有 用 于 车 钩 机 械 连 接 的 锁 栓 ， 锁 栓 由 高强 度 钢 制 成 ， 置 于 钩 头 前 端 的 套 筒 中 ， 利 用 弹 簧 使其 保 持 正 常 位 置 。 三 、 车 钩 的 强 度 及 材 质1、 对 车 钩 强 度 要 求 的 因 素 列 车 总 重 、 牵 引 方 式 、 运 行 速 度 、 线 路 状 态 、 车 辆 的 纵 向 刚 度 、 制 动 机 和 缓 冲 器 特 性 、 调 车 速 度 。2、 常 用 车 钩 材 质 : B级 钢 (ZG230一 450)， 屈 服 极 限 230MPa， 强 度极 限 450MPa。 C级 钢 (ZG25MnCrNiMo)屈 服 极 限 413MPa, 强 度极 限 620MPa。 E级 钢 GG一 Eli屈 服 极 限 689M尸 a， 强 度 极 限 827MPa。 3、 设 计 车 钩 缓 冲 器 原 则 综 合 考 虑 车 钩 缓 冲 器 装 置 的 组 成 ， 最 合 理的 强 度 设 计 ， 钩 舌 钩 体 钩 尾 框 缓冲 器 车 底 架 逐 级 加 强 ， 强 度 储 备 逐 渐 增大 的 原 则 。 运 用 中 如 有 意 外 ， 首 先 破 坏 钩 舌 ，保 护 终 冲 器 和 车 底 架 。 第 三 节 缓 冲 器 的 类 型 、 结 构 及 性 能主 要 内 容 : 缓 冲 器 的 作 用 及 工 作 原 理 缓 冲 器 的 主 要 性 能 参 数 我 国 常 用 缓 冲 器 车 辆 冲 击 时 车 钩 力 与 缓 冲 器 性 能 的 关 系 一 、 缓 冲 器 的 作 用 和 工 作 原 理1、 缓 冲 器 的 作 用 用 来 缓 和 列 车 在 运 行 中 由 于 机 车 牵 引 力 的 变化 或 在 启 动 、 制 动 及 调 车 作 业 时 车 辆 相 互 碰撞 而 引 起 的 纵 向 冲 击 和 振 动 ； 耗 散 车 辆 之 间 冲 击 和 振 动 的 功 能 ， 从 而 减 轻对 车 体 结 构 和 装 载 货 物 的 破 坏 作 用 ， 以 提 高列 车 运 行 的 平 稳 性 。2、 工 作 原 理 借 助 压 缩 弹 性 元 件 来 缓 和 冲 击 力 ， 同 时 在 弹性 元 件 变 形 过 程 中 利 用 摩 擦 和 阻 尼 吸 收 冲 击能 量 。 3、 缓 冲 器 主 要 种 类 : 弹 簧 式 缓 冲 器 摩 擦 式 缓 冲 器 橡 胶 式 缓 冲 器 摩 擦 橡 胶 式 缓 冲 器 粘 弹 性 橡 胶 泥 缓 冲 器 液 压 缓 冲 器 空 气 缓 冲 器 4、 铁 路 车 辆 对 缓 冲 器 的 基 本 要 求 应 当 具 备 足 够 的 容 量 。 应 能 不 可 逆 地 吸 收 一 部 分 冲 击 能 量 ， 冲 击 后的 反 力 要 小 ， 吸 收 率 不 应 小 于 75%。 缓 冲 器 在 行 程 开 始 时 的 阻 力 不 能 太 大 ， 以 保证 列 车 起 动 时 有 较 好 的 缓 冲 性 能 。 缓 冲 器 性 能 应 稳 定 可 靠 ， 在 重 复 的 冲 击 力 作用 下 ， 容 量 和 特 性 不 应 有 明 显 变 化 。 应 有 足 够 的 强 度 和 耐 久 性 、 耐 磨 性 ， 新 造 缓冲 器 特 性 应 保 持 15年 。 不 允 许 有 卡 住 现 象 ， 在 压 缩 之 后 应 立 即 恢 复原 来 形 状 。 构 造 简 单 ， 成 本 低 ,制 造 检 修 方 便 。 我 国 铁 道 车 辆 强 度 设 计 规 范 下 TB1335/96规 定 货 车 结 构 允 许 的 最 大 纵 向 力 2.25MN， 要 求 : 货 车 缓 冲 器 的 最 大 阻 抗 力 2000kN， 容 量 45kJ 客 车 缓 冲 器 的 最 大 阻 抗 力 2000kN， 容 量 20kJ 我 国 货 车 缓 冲 器 应 该 是 低 阻 抗 、 大 容 量 ， 应 采 取增 大 缓 冲 器 的 行 程 ， 限 制 最 大 作 用 力 。 二 、 缓 冲 器 的 主 要 性 能 参 数 及 容 量 确 定1、 缓 冲 器 的 主 要 性 能 参 数 行 程 最 大 作 用 力 容 量 初 压 力 能 量 吸 收 率 行 程 ： 缓 冲 器 受 力 后 产 生 的 最 大 变 形 量 称 为 行程 。 此 时 弹 性 元 件 处 于 全 压 缩 状 态 ， 如 再 加大 外 力 ， 变 形 量 也 不 再 增 加 。行 程 最 大 作 用 力 :缓 冲 器 产 生 最 大 变 形 量 时 所 对应 的 作 用 外 力 。 缓 冲 器 的 最 大 作 用 力 要 比 车 体 容 许 的载 荷 要 小 ， 否 则 当 发 生 超 限 载 荷 时 ， 车 体 将发 生 永 久 变 形 而 损 坏 。 动 车 组 缓 冲 器 的 最 大作 用 力 通 常 为 600KN 800KN。 容 量 ： 缓 冲 器 在 全 压 缩 或 全 拉 伸 过 程 中 ，作 用 力 在 其 行 程 上 所 作 的 功 的 总 和 。 它 是 衡 量 缓 冲 器 能 量 大 小 的 主 要 指标 ， 如 果 容 量 太 小 ， 则 当 冲 击 力 较 大时 就 会 使 缓 冲 器 全 压 缩 或 全 拉 伸 而 导致 车 辆 刚 性 冲 击 。 缓 冲 器 的 容 量 确 定 原 则 : 缓 冲 器 的 行 程 不 能 超 过 车 辆 的 钩 肩 间 隙 。 最 大 作 用 力 应 小 于 货 车 结 构 允 许 的 最 大 纵向 力 。 我 国 铁 道 车 辆 强 度 设 计 及 试 验 定钡 范 规 定 货 车 结 构 允 许 的 最 大 纵 向 力 为2.25MN。 缓 冲 器 的 容 量 设 计 :必 须 满 足 一 定 的 车 辆 总重 和 调 车 允 许 的 安 全 连 挂 速 度 要 求 。 缓 冲 器 容 量 主 要 取 决 于 调 车 冲 击 工 况下 面 按 动 量 守 恒 和 能 量 守 恒 原 理 计 算 (1)两 车 以 不 同 的 速 度 运 动 ， 冲 击 后 两 车 以 同 一 速 度 运 行 ， 满 足 动 量 守 恒 定 律 :(2)在 两 车 组 成 的 系 统 中 ， 冲 击 前 后 动 能 的 损失 应 等 于 冲 击 力 压 缩 缓 冲 器 做 的 功 A1、 冲击 力 压 缩 车 体 做 的 功 A2， 以 及 冲 击 力 使 货物 移 动 所 做 的 功 A3。 （ 3） 略 去 车 体 的 变 形 、 略 去 货 物 的 移 动（ 4） 考 虑 两 个 缓 冲 器 型 号 一 致 , 可 得 每 个 缓冲 器 容 量 的 计 算 公 式 结 论 ： 车 辆 质 量 愈 大 、 冲 击 速 度 愈 高 ，则 要 求 缓 冲 器 的 容 量 也 愈 大 。 能 量 吸 收 率 ： 缓 冲 器 在 全 压 缩 过 程中 ， 有 一 部 分 能 量 被 阻 尼 所 消 耗 ， 其所 消 耗 部 分 的 能 量 与 缓 冲 器 容 量 之 比称 之 为 能 量 吸 收 率 。 吸 收 率 越 大 ， 表 明 缓 冲 器 吸 收 冲 击能 量 的 能 力 愈 大 ， 反 冲 作 用 就 愈 小 ；如 果 吸 收 率 较 小 ， 则 缓 冲 器 必 须 往 复工 作 几 次 方 能 将 冲 击 能 量 消 耗 尽 ， 这将 加 剧 列 车 纵 向 冲 动 并 导 致 车 钩 、 车底 架 过 早 产 生 疲 劳 损 伤 。 一 般 要 求 能量 吸 收 率 不 低 于 70%。 初 压 力 ： 为 缓 冲 器 的 静 预 压 力 。 初 压 力 的 大 小 将 影 响 列 车 起 动 加 速 度 。缓 冲 器 在 满 足 容 量 要 求 的 前 提 下 ， 应尽 量 减 小 初 压 力 。 三 、 我 国 常 用 缓 冲 器1、 1号 缓 冲 器 靠 金 属 弹 簧 内 外 环 锥 面 摩 擦 力 来 消 耗 能 量 灵 敏 度 性 好 ， 适 合 客 车 容 量 小 维 修 工 作 量 大 、 使 用 寿 命 短 ， 已 停 用 。 2、 2号 缓 冲 器 外 形 与 1号 缓 冲 器 相 同 盒 内 前 部 的 螺 旋 弹 簧 用 环 簧 代 替 性 能 稳 定 ， 磨 耗 少 内 外 环 簧 容 易 产 生 永 久 变 形 ， 加 剧 列 车 的 纵 向 冲 击 3、 MX-1和 Mx-2型 缓 冲 器 借 助 橡 胶 分 子 内 摩 擦 和 弹 性 变 形 起 到 缓 和冲 击 、 消 耗 能 量 作 用 容 量 大 ， 可 达 35KJ以 上 性 能 良 好 ， 能 量 吸 收 率 高 达 90% 结 构 简 单 、 成 本 低 、 检 修 容 易 橡 胶 性 能 不 稳 定 ， 易 老 化 ， 箱 体 易 破 裂 橡 胶 以 压 缩 或 拉 伸 方 式 施 力 时 ， 其 变 形 量 不大 ， 而 以 剪 切 方 式 施 力 时 ， 则 变 形 量 较 纯 压缩 或 拉 伸 时 大 得 多 。 这 样 就 有 了 剪 切 型 橡 胶缓 冲 器 。 剪 切 型 橡 胶 缓 冲 器 的 作 用 原 理 不 同 于 平 面拉 压 型 橡 胶 缓 冲 器 ， 它 不 是 依 靠 橡 胶 片 之间 的 挤 压 过 程 吸 收 能 量 ， 而 是 由 橡 胶 的 剪切 变 形 过 程 吸 收 能 量 。 橡 胶 的 可 压 缩 性 较小 ， 但 是 其 剪 切 位 移 却 相 对 较 大 ； 同 时 ，橡 胶 块 的 剪 切 变 形 是 双 向 的 ， 因 此 剪 切 型橡 胶 缓 冲 器 也 是 一 种 复 式 (双 作 用 式 )缓 冲器 。 理 论 上 其 初 压 力 可 以 为 0， 这 样 就 能很 好 地 吸 收 车 辆 之 间 数 量 较 多 且 作 用 时 间短 暂 的 纵 向 冲 动 ， 大 大 提 高 乘 坐 的 舒 适 性 。 下 图 为 剪 切 型 缓 冲 器 受 到 纵 向 压 力 时 其 内 部 橡胶 发 生 剪 切 变 形 从 而 吸 收 能 量 的 2个 状 态 。 其中 (a)图 为 缓 冲 器 受 到 的 纵 向 压 力 为 O的 状 态 , (b)图 为 缓 冲 器 受 到 纵 向 压 力 而 处 于 极 限 位 置的 状 态 。 缓 冲 器 内 部 的 缓 冲 橡 胶 是 主 要 的 吸 能元 件 ， 当 缓 冲 器 受 到 外 部 的 纵 向 作 用 力 时 ， 其金 属 拉 杆 与 壳 体 之 间 发 生 纵 向 相 对 位 移 ， 缓 冲橡 胶 就 会 随 之 发 生 剪 切 变 形 从 而 吸 收 能 量 。 4、 G1型 和 G2型 缓 冲 器 提 高 1、 2号 缓 冲 器 的 容 量 环 簧 采 用 新 材 质 ， 受 力 更 合 理 1号 缓 冲 器 G1型 缓 冲 器缓 冲 器 容 量 /KJ 14 18初 压 力 /KN 30 3050阻 抗 力 /KN 580 800能 量 吸 收 率 /% 65 60缓 冲 器 行 程 /m m 6168 73 问 题 ： 初 压 力 较 大 3050KN； 能 量 吸 收 率 较 低 60%左 右 。 5、 MT-2型 和 MT-3型 缓 冲 器 弹 簧 摩 擦 式 缓 冲 器 ， 结 构 和 外 形 尺 寸 相 同 MT-2容 量 54一 65kJ ,用 于 大 秦 专 用 敞 车C63A； MT-3容 量 45kJ， 用 于 一 般 通 用 货 车 较 低 冲 击 速 度 时 ， 缓 冲 器 刚 度 较 小 ， 较 高 冲击 速 度 时 刚 度 增 加 较 快 容 量 大 、 性 能 稳 定 ， 是 目 前 较 为 理 想 的 缓 冲器 6、 气 -液 缓 冲 装 置 气 -液 缓 冲 器 在 液 压 缓 冲 器 的 基 础 上 更 进 一 步完 善 了 其 性 能 。 与 弹 簧 或 橡 胶 缓 冲 器 相 比 ，它 的 阻 抗 力 不 与 位 移 成 函 数 关 系 ， 而 是 与 冲击 速 度 成 函 数 关 系 。 能 量 吸 收 率 较 上 述 两 种 缓 冲 器 有 较 大 提 高 。 结 构 气 -液 缓 冲 器 主 要 由 柱 塞 、 缸 体 、 浮 动活 塞 、 单 向 锥 阀 、 节 流 阻 尼 环 、 节 流 阻尼 棒 等 部 分 组 成 。 气 -液 缓 冲 器 内 部 形 成 两 个 油 腔 和 一 个气 腔 。 浮 动 活 塞 将 柱 塞 内 腔 分 隔 出 油 腔和 气 腔 两 个 腔 室 。 柱 塞 底 座 与 缸 体 之 间的 间 隔 为 另 一 油 室 。 油 腔 内 充 有 液 压 油 ，气 腔 充 有 氮 气 。 1-柱 塞 ； 2-气 腔 ； 3-缸 体 ； 4-浮 动 活 塞 ； 5-油 腔 2； 6-单 向锥 阀 ； 7-锥 阀 节 流 孔 ； 8-节 流 阻 尼 环 ； 9-油 腔 1； 10-节 流 阻尼 棒 。 在 油 腔 1和 油 腔 2中 注 满 了 液 压 油 ， 在 气 腔 中 充 有 一 定 初 始 压 强的 氮 气 。 液 压 油 与 氮 气 之 间 通 过 浮 动 活 塞 隔 离 。 当 相 邻 车 辆 间发 生 碰 撞 时 ， 柱 塞 即 被 推 入 油 腔 1中 ， 油 腔 l中 的 液 压 油 通 过 节流 阻 尼 环 与 节 流 阻 尼 棒 形 成 的 环 缝 及 单 向 锥 阀 与 柱 塞 端 部 形 成的 锥 阀 节 流 孔 ,流 到 油 腔 2中 。 使 得 油 腔 2的 油 量 增 大 。 从 而 使 浮动 活 塞 向 左 移 动 ， 气 腔 中 的 氮 气 被 压 缩 。 在 冲 击 过 程 中 ， 绝 大 部 分 动 能 转 变 为 热 能 ， 并 由 缸 体 逸 散到 大 气 中 ， 只 有 少 量 能 量 转 化 为 油 液 的 液 压 能 ， 因 而 气 -液缓 冲 器 的 能 量 吸 收 率 比 较 大 。 当 车 辆 间 的 冲 击 减 缓 或 消 失时 ， 被 压 缩 的 氮 气 通 过 活 塞 给 油 腔 2的 液 压 油 施 以 压 力 ， 并使 液 压 油 通 过 柱 塞 端 部 的 单 向 阀 流 回 到 油 腔 1中 ， 柱 塞 又 回到 原 位 。 其 中 ,单 向 锥 阀 可 相 对 柱 塞 端 部 轴 向 移 动 ， 但 只 在缓 冲 器 被 压 缩 加 载 时 才 打 开 。 当 缓 冲 器 卸 载 时 ， 单 向 锥 阀在 油 腔 2的 液 压 油 作 用 下 压 紧 在 柱 塞 端 部 的 阀 座 上 ， 锥 阀 节流 孔 （ 件 号 7） 被 封 闭 ， 因 此 油 腔 2的 液 压 油 只 能 通 过 柱 塞端 部 的 单 向 阀 流 回 到 油 腔 1。 完 成 缓 冲 器 的 卸 载 。 性 能 特 点 气 -液 缓 冲 器 的 动 态 特 性 与 传 统 的 弹 簧 和 橡 胶缓 冲 器 存 在 很 大 差 异 。 这 是 由 其 特 殊 结 构 所 决定 。 气 -液 缓 冲 器 的 阻 抗 力 与 冲 击 速 度 成 一 定 比例 关 系 ， 即 冲 击 速 度 越 大 ， 阻 抗 力 也 越 大 。 其对 应 关 系 见 下 图 。 7、 液 压 缓 冲 装 置 采 用 液 体 来 吸 收 冲 击 能 量 的 液 压 式 缓 冲 器 ，主 要 用 于 客 车 或 装 运 易 碎 货 物 的 专 用 货 车 。液 压 缓 冲 器 的 结 构 如 下 图 所 示 。 在 外 力 作 用 下 ， 活 塞 向 右 移 动 ， 压 缩 弹 簧 ， 将 活 塞 右侧 的 液 体 经 溢 流 孔 压 入 活 塞 的 左 侧 空 腔 。 控 制 溢 流 孔 截面 的 大 小 ， 即 可 保 证 缓 冲 器 达 到 所 要 求 的 特 性 曲 线 。 液压 缓 冲 器 在 受 冲 击 时 ， 阻 抗 力 的 大 小 决 定 于 活 塞 的 运 动速 度 、 溢 流 孔 的 截 面 尺 寸 和 所 采 用 的 液 体 的 粘 度 。 冲 击速 度 越 大 ， 缓 冲 器 的 阻 抗 力 也 随 之 增 大 ， 容 量 也 就 越 大 。所 以 ， 其 力 位 移 特 性 曲 线 形 状 较 为 合 理 ， 这 是 液 压 缓冲 器 的 一 大 优 点 。 但 是 ， 当 缓 冲 器 受 到 缓 慢 的 压 缩 时 ，缓 冲 器 受 到 的 液 体 阻 力 显 得 较 小 。 当 液 压 缓 冲 器 中 的 圆弹 簧 刚 度 较 小 时 ， 缓 冲 器 几 乎 不 起 缓 冲 作 用 ， 这 是 该 型液 压 缓 冲 器 的 一 个 主 要 缺 点 。 8、 弹 性 胶 泥 式 缓 冲 装 置 弹 性 胶 泥 缓 冲 器 是 近 年 来 欧 洲 新 开 发 的 一 种 新 型缓 冲 器 ， 在 法 国 、 德 国 、 波 兰 的 高 速 列 车 、 客 车和 货 车 上 应 用 获 得 成 功 ， 现 已 被 纳 入 UIC标 准（ UIC526-1； UIC526-3） 。 这 种 缓 冲 器 取 用 一种 未 经 硫 化 的 有 机 硅 化 合 物 ， 称 弹 性 胶 泥 作 为 介质 ， 它 具 有 弹 性 、 可 压 缩 性 和 可 流 动 性 ， 其 物 理化 学 性 能 在 -50 +250 范 围 内 具 有 较 高 的 稳 定性 ， 抗 老 化 、 无 臭 、 无 毒 ， 对 环 境 无 污 染 。 它 还 具 有 固 体 和 液 体 两 种 属 性 的 特 征 ， 其 动 粘 度比 普 通 液 压 油 大 几 十 至 几 百 倍 ， 且 可 根 据 需 要 改变 配 方 予 以 调 节 ， 在 液 压 缓 冲 器 中 十 分 困 难 的 密封 问 题 在 这 里 变 得 极 为 简 单 。 弹 性 胶 泥 缓 冲 器 的 基 本 工 作 原 理 是 ： 将 弹 性 胶 泥 材 料装 进 一 个 能 够 承 受 一 定 压 力 的 缓 冲 器 活 塞 缸 体 内 ， 根据 实 际 应 用 的 需 要 增 加 一 定 的 预 压 缩 力 ， 当 弹 性 胶 泥缓 冲 器 活 塞 柱 受 到 一 定 的 压 力 (静 压 力 或 冲 击 力 )时 ， 活塞 利 用 活 塞 缸 内 节 流 孔 或 节 流 间 隙 以 及 弹 性 胶 泥 材 料本 身 体 积 被 压 缩 后 的 反 作 用 力 产 生 一 定 的 阻 抗 力 。 当弹 性 胶 泥 材 料 受 到 的 预 压 缩 力 越 大 、 活 塞 的 运 动 速 度越 快 ， 则 产 生 的 阻 抗 力 也 越 大 ， 这 有 利 于 提 高 缓 冲 器在 大 冲 击 力 作 用 下 的 容 量 。 当 作 用 在 活 塞 柱 上 的 外 力撤 消 后 ， 缓 冲 器 体 内 处 于 压 缩 状 态 的 弹 性 胶 泥 的 体 积则 会 自 行 产 生 膨 胀 ， 将 活 塞 推 回 到 原 始 位 置 ,在 这 个 过程 中 弹 性 胶 泥 材 料 以 较 慢 的 速 度 通 过 节 流 孔 或 节 流 间隙 流 回 原 位 ， 实 现 缓 冲 器 的 回 程 动 作 。 在 充 满 弹 性 胶 泥 材 料 的 缓 冲 器 体 内 ， 设 有 带 环 形 间隙 （ 或 节 流 孔 ） 的 活 塞 ， 因 此 弹 性 胶 泥 材 料 受 压 缩产 生 阻 抗 力 时 ， 通 过 环 形 间 隙 （ 或 节 流 孔 ） 的 节 流作 用 和 胶 泥 材 料 的 压 缩 变 形 吸 收 冲 击 能 量 。 由 于 胶泥 材 料 的 特 性 ， 冲 击 力 越 大 ， 缓 冲 器 的 容 量 也 随 之增 大 。 这 种 缓 冲 器 的 力 位 移 特 性 曲 线 呈 凸 形 （ 见下 图 ） ， 与 同 普 通 缓 冲 器 性 能 比 较 ,有 如 下 主 要 优点 :容 量 大 、 体 积 小 、 质 量 轻 、 检 修 周 期 长 ,它 兼 有液 压 和 橡 胶 缓 冲 器 两 者 的 优 点 ,同 时 克 服 了 液 压 缓冲 器 制 造 比 较 复 杂 、 密 封 困 难 以 及 橡 胶 缓 冲 器 吸 收率 低 等 缺 点 。 这 种 缓 冲 器 由 于 具 有 其 他 传 统 缓 冲 器不 可 比 拟 的 高 技 术 性 能 ,所 以 迅 速 得 到 了 推 广 。 9、 ST型 缓 冲 器 四 、 车 辆 冲 击 时 车 钩 力 与 缓 冲 器 性 能 的 关 系1、 纵 向 冲 击 的 产 生 及 危 害 列 车 的 启 动 、 加 速 、 减 速 、 制 动 ， 货 车 的编 组 、 意 外 事 故 中 车 辆 或 列 车 的 正 面 冲 突 。冲 击 过 于 剧 烈 ， 超 过 车 辆 结 构 及 货 物 承 受 的范 围 ， 造 成 车 辆 和 货 物 的 损 坏 ， 例 如 : 车 钩 断 裂 、 缓 冲 器 裂 损 、 前 后 从 板 座 铆 钉 切 断 、 牵 引 梁 下 垂 、 涨 鼓 ， 心 盘 的 裂 纹 等 。2、 对 冲 击 力 大 小 的 影 响 因 素 最 大 冲 击 力 发 生 在 调 车 溜 放 冲 击 工 况 3、 车 钩 力 与 缓 冲 器 性 能 的 关 系(1)装 有 缓 冲 器 与 不 装 缓 冲 器 对 降 低 车 钩 力 的影 响 结 论 : 不 论 同 型 还 是 非 同 型 缓 冲 器 组 合 条 件 小 ， 对 降 低车 钩 力 的 效 果 以 2号 、 特 别 是 2号 与 2号 组 合 时 为最 佳 。 3号 缓 冲 器 在 冲 击 速 度 小 于 4.5km/h时 尚 可 ， 大 于 4.5km/h时 性 能 急 剧 恶 化 。 MX-1型 低 速 冲 击 性 能 较 差 。 MT-3型 性 能 优 于 MX-1型 缓 冲 器 ， 较 适 合 较 高 冲 击速 度 的 情 况 合 理 选 择 缓 冲 器 的 容 量 和 阻 抗 特 性 ， 达 到 与 列 车总 重 ， 车 辆 单 重 ， 冲 击 速 度 等 合 理 的 匹 配 关 系 ，最 大 限 度 降 低 车 钩 力 。