火车车钩摇摇晃晃为何不会松开,这是什么原理?

2020-12-17 19:54:58 制造原理

火车可以说是人类近代最伟大的发明之一,正是由于它的出现,改变了无数人的出行方式,也成为了人类现代最重要的交通工具之一。

很多人从小就对关于火车的动画片和玩具,产生了浓厚的兴趣,等长大后坐过火车后这种兴趣不但不会减少,反而又有了更多的疑问。

例如说火车是怎么掉头的,火车驾驶室没有方向盘怎么转弯啊,等等新的问题。

最近又有小伙伴们提出了这样一个问题,每组车厢都是由一对挂钩连接起来的,看上去连接得还不是很紧密,并且还会摇摇晃晃的,怎么就不会脱开呢,为什么不直接连在一起,还要用这种看似并不牢固的车钩。

列车挂钩‍

列车挂钩也被称为车钩,它是用于将列车或者是机车组连接在一起的挂钩,所以列车挂钩具有连接多组机车,传递机车的牵引力,还能起到让机车保持一定的距离起到缓冲的作用,所以说列车挂钩起到了非常重要的作用。

挂钩是重要的机车部件,所以制造过程是采用锻造工艺完成的,这样会让材料内部更加精密,从而提高列车挂钩的强度。

我们经常可以看到,不管是普通列车还是动车高铁,8节车厢为一组,每组之间就像手拉手一样连接在一起。

有时会将多组连接在一起,这样做的目的主要还是为了提高机车的运输能力。

只要是同型号的列车组,就随时可以根据运力的大小,来增加或者减少列车组,以保持列车运力的灵活性,这样还能节能,可提高列车的利用效率。

詹式挂钩是谁发明的‍

最早机车之间的连接就是用普通的铁链,将需要连接的车厢在连接处绑在一起,这种连接方法费时费力还不结实,上坡时受力太大容易脱节,下坡时容易出现追尾碰撞,所以经常出现安全事故。

图片来源:pixabay

后来,有一个叫詹内的美国铁路工程师,发现列车在连接时的诸多缺点后,决定发明一款方便实用的的列车挂钩。

在一次见到一群小朋友做游戏时,相互之间手钩手的场面后,突然想到了能不能发明一款同样的列车连接装置。

经过了无数次的失败后,最后终于发明了这种沿用至今的列车自动连接挂钩,后来为了纪念詹内的这一伟大的发明,人们就将这种列车挂钩命名为“詹式挂钩”。

也正是因为这个名字,让很多的人误将这种挂钩与“中国铁路之父”,詹天佑联系在一起,并将这种铁路挂钩视为詹天佑的发明。

还有就是,詹天佑在修建京张铁路的时候,就已经使用了这种自动挂钩,这也是很多人认为,这种自动挂钩是詹天佑发明的的原因之一。

挂钩原理‍

詹式机车挂钩就像两只铁手一样,安装在车厢的前端,在铁手的掌心里有个“机关”,所以只要两只铁手一碰,触发了“机关”就会紧紧的握在一起。

机车挂钩主要是由钩头,钩身以及钩尾这三部分组成的,而在钩头内部还有钩舌,钩舌销,锁提销,锁舌推铁以及钩锁铁。

它也是利用了简单而巧妙的机械原理,就实现了挂钩的开,闭,锁功能,看上去很粗糙,实际上这种挂钩简单实用而且还很安全。

当机车需要连接时,两个挂钩靠近后,挂钩从斜面产生挤压力挤开弹簧钩舌对口就会打开,形成挂钩的握手,此时挂钩进入后弹簧就会反弹,锁提销也会落下,挂钩就不会脱钩。

要想脱钩时,只需要提起锁提销,钩舌也会同时被撑开,此时只要锁舌受到拉力就可以向外转开脱离挂钩,两只铁手就能轻松的分开了。

动车组车钩‍

因为动车的速度更快,自动化程度更高,列车的各个零部件也就更加精密,所以动车组的车钩与普通的詹氏挂钩有一些区别。

动车组车钩都采用电气自动连接,为了让列车运行更加平稳,减少零部件之间的摩擦和噪音,车钩连接处已经没有了间隙,实现了无缝对接,就好像两块磁铁吸附在一起,所以这种车钩也被称为密接式车钩。

这种密接式车钩具有实现真正密接,实现真正自动连接以及解钩的特点,主要由机械钩头,空气连接管,电力连接装置以及缓冲装置等部件组成的。

当车钩处于待挂状态时,此时钩舌定位杆处于待挂位置,钩舌弹簧处于最大拉伸状态,钩舌连杆也退缩回到钩头内。

列车钩处于连挂状态时,两个挂钩的钩舌都伸入到对方的钩头内,将定位杆顶块推离待挂状态,钩舌弹簧力还会推动钩舌逆时针转动,最后让钩舌完全进入是对方的钩嘴内,最后完成连接。

列车在解钩时,通过电磁阀让解钩封缸充气,推动钩舌顺时针转动,使钩舌完全从多方的钩嘴中脱离开,完成解钩,定位杆又会复位,车钩又会重新处于待挂状态。

车钩是各种机车最基本的,同时又是最重要的部件之一,也正是有了如动车组车钩这样的部件,才让如今的列车更加的安全,舒适以及智能。

文中Gif截取自Youtube《how coupling train technology》《Watching Coupler Slack》文中图片截取自《Train Animation》

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