如题所述
摇摇晃晃的火车,挂钩为什么不会松开?
你知道火车为什么要分节吗?为了提高运力,火车当然越长越好,但铁道绵延千里,火车车身如果不够灵活,早就折弯了,这才造就了火车独特的分节设计。那你知道火车节之间是如何连接在一起的吗?
车节之间连接的部分被称为车钩,看似原理简单,实际需要精密的设计。高度、温度不断变化,车厢的连接点也会随着他上下起伏,要始终保证前后力的传导,否则就很容易出现断裂。世界上最早的火车发明于1804年的英国,由蒸汽机驱动,只有五节车厢。当时的车节之间所用的车钩就是这种最简单的插销式车钩,一侧是凸槽,一侧是凹槽,凸槽插进凹槽里,再用一根插销锁上,就实现了连接,结构简单粗糙,还谈不上什么性能。后来到了1830年,英国人发明了螺旋车钩,通过一根铁链把前后两个挂钩连接在一起,中间用螺旋旋钮相接的确结实了不少,但这种松弛的链子拉的时候管用,一停下来,后面的车节就要撞上来,只得在两端设计了一个缓冲屏,防止撞击对车身造成损伤。
上述这些老式车钩不仅拉力有限,至多一千千牛只能负担四五节车厢,更为关键的是都需要人工挂钩,工作人员在挂钩过程中很容易受伤。于是詹氏车钩出现了。很多人第一次听见这个名字,都把它跟铁路工程大师詹天佑联系在一起。这里面有一个有趣的故事,詹氏车钩的发明人其实是美国人,名为Jenny,她用自己的名字给车钩命名为Jenny copper。被引入中国时被誉为詹氏车钩,当时就有很多人误以为是詹天佑发明的,为了不担此虚名,詹天佑特地将其改名为郑氏车钩,只不过还是詹氏传得更广。
詹氏车钩的原理也十分有趣,是Jenny从握手中获得的启发,他发现人的握手动作不仅很轻松就能勾上,而且还很牢固。于是他将车钩设计成了人手的形状,由钩舌和锁帖两个重要部件组成,只需要两个车钩轻轻一撞,两只手就能扣在一起,之后位于内部的锁帖会自动下落,将钩舌锁死。等到需要解开时,只需要轻轻将锁帖向上一提,两只手就会松开,方便又结实。詹氏车钩统治了车钩借100年之久,但却在高铁出现后显得有些力不从心,因为詹氏车钩并不能避免车间的间隙,但这些间隙对于时速高达200公里的动车来说是致命的。
于是新一代的密接式车钩出现了,上车截的凸锥插进下车节的凹槽中,然后再逆时针扭一圈,就牢牢地卡了进去。这种全自动化的电子机械车钩非常短,极大缩减了车节间隙,因此慢慢取代了詹氏车钩,广泛用于高铁动车当中。
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。