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摘要：简述车钩系统使用期间的技术保障工作，分析车钩系统使用期间可能产生分解故障的原因，有针对性地提出解决措施。
关键词：蛇口线；密接式车钩；原因分析；防范措施；车钩分离
Abstract: the paper use of technology during the possible system guarantee work, possible system analysis may produce decomposition during the use of the cause of the failure, pertinently put forward the solution measures.
Keywords: shekou lines; Knitted type possible; Reason analysis; Preventive measures; Possible separation
中图分类号：U231文献标识码： A 文章编号：
车钩系统，肩负着传递列车纵向力（牵引力和制动力）和保持相邻车辆之间的安全距离的重要使命,是列车的关键部件，对列车行车安全有重大影响。对于深圳地铁蛇口线列车使用的密接式车钩系统在列车运营期间存在的安全风险，从维护工作的技术支持人员的角度来看，我们有如下一些认识，并針对使用环节可能出现的车钩分离情况提出一套完整的方案予以应对。本文结合深圳地铁蛇口线再调试列车车钩分离事件进行了具体分析，提出了防范措施。
1车钩系统使用期间用户的工作
车钩系统的单一产品生命周期应包含设计、制造、使用、报废（包括回收再利用），从维护工作技术支持人员的角度看来，在这四个环节中，我们能控制的主要是使用和报废两个环节。而重心在使用这一环节。下面是用户主导环节的工作说明。
（1）验收要严把质量关，验收细则要适时修订，把新发现的问题及时纳入验收范围，严防后续产品出现同一系列的问题。
（2）装车使用及车辆之间联挂时，要严格按照相关规程和工艺进行，不得进行违规操作。工作步骤完成后，必须进行复核确认，确保工作过程操作正确无误，设备各机构状态正常。
（3）维护工作要严格按照相关规程和工艺进行，确保无漏检漏修。要严把质量关，检修工作完成后的交付验收的质量检查过程切不可轻视。这直接关系到车钩系统的使用时的技术状态和最终表现。
（4）已过寿命期的车钩，经过专业技术评估后，不可以延长使用期限的，要及时报废并回收利用；可延长使用期限的，要联系相关厂家做好后期保障安排。
（5）维修周期安排，应借鉴香港铁路公司的成熟经验，结合内地各铁路局在均衡修方面的实践经验，实施均衡修制度。目的是在能最大可能保证车钩系统，乃至于其他系统能得到及时的高水平的维护，并减少不必要的维护工作。这样有利于提高各部件的工作寿命，在工作期间保持良好的技术状态并降低维护成本。实施好均衡修的关键点在于制定均衡合理的修程安排。
（6）对车钩技术状态的监控，要建立车钩技术状态跟踪的数据库，将每次从数据记录仪下载的相关数据、外观检查的状态、故障情况、故障应急处理情况、故障最终处理情况、部件更换情况等录入，便于追溯调查、故障跟踪、数据统计等工作的开展。相关人员可以据此辅助进行故障原因调查，制定防范措施。技术人员可以根据该数据库来进行修程安排的调整、技术改进、确立合理的库存备品备件数量等工作，从而达到在保证车钩的最好技术状态下，节约维修成本的目的。
（7）对于车钩系统联挂状态的实时监控也很重要。该监控措施要能准确及时地将列车分离故障报给司机室的人机交互界面，使司机知道，并根据相关规定或操作指引作出准确的反应；要及时传送到列车控制系统，及时触发安全保护措施（比如实施紧急制动或溜进预设紧急停车线路）；要能将故障信息及时传输给行车控制中心，使行车调度及时作出调整，避免后续列车闯进故障车区域，造成安全事故。
产品的价值在于使用。车钩系统也不例外，我们将一个成品的车钩系统看做一个有价的资产，而非仅仅是一个物品。对于这样一个高价值的关键部件，我们的工作就是在确保安全的前提下，提高其性能，延长其寿命，降低维护成本。其目的是提高它的使用率和使用效率。提高使用率指的是维护和存库的时间要尽可能短，提高使用效率指的是维护工作的效果要好，使运用车钩随时保持在良好的技术状态，确保联挂或分解的工作状态是良好的，机构动作是灵活的，连挂好以后监控是有效且可靠的。应急措施是得当的，经过专门检验的。发生意外后ATP（自动保护）系统能进行相应的保护动作，从而避免扩大事故影响。
2 深圳地铁蛇口线密接式车钩简介
由于车钩分离涉及联挂状态的问题，因此，有必要在此对该类型的密接式车钩做一个简单介绍。
深圳地铁列车自动车钩与半自动车钩均为密接式车钩，机械钩头完全一致。车钩钩头由高强度钢制成。车钩钩头上有对中功能部位——凸锥和凹锥，作用是不论车辆在直线轨道上还是在曲线轨道上，以及两车钩中心线不重合的情况下，均能保证车辆之间能够正常联挂。
车钩内有内藏式钩锁装置，可以实现两车钩之间自动的机械连接，当车辆在低速移动（v＜5Km/h）的情况下，不需要手动操作，即可实现车钩之间的刚性、无间隙连接。当用一列车去救援另一列满负荷的故障列车时，只要两列车之间实现了车钩的自动联挂，自动车钩的气路和电气就能同步实现连接。被救援的列车的停放制动就能够被缓解，以实现救援作业。
当车钩面紧密配合时，连接杆（钩舌）压靠在钩板虎口上，旋转钩锁直到连接杆滑进钩板虎口内侧。接着，在张力弹簧的作用下钩锁旋转到锁死位置。钩锁在准备联挂状态和联挂状态时所处的位置是一样的。因此这种钩锁也叫做一位锁。当联挂好时，钩锁形成一个平行四边形从而保证力的均衡，而联挂节点已处在凸锥的止挡处，连接杆不可能出现意外脱出钩板虎口，导致解锁的现象。钩锁承受均匀分布在两个连接链上的张力载荷。正常的磨损（车钩间隙在允许的范围内）不会影响钩锁的安全使用。
钩头上安装有解钩风缸，通过它可以在司机室内实现遥控解钩作业，也可以在轨道上通过操纵车钩上的操纵杆进行手动解钩作业。车钩解钩作业完成后，车钩会自动恢复到待联挂状态。
图1描述的是机械联挂及解钩原理。图1第1部分所示的状态是车钩联挂前各部件的位置。
联挂操作完成后，车钩连接杆和车钩板形成一个平行四边形，车钩钩头所受的拉力通过中心销（中枢）传递到车钩钩身。图1第2部分所示的平行四边形是车钩联挂操作完成后形成的。在此位置，两车钩之间形成刚性的、无间隙的、可靠的连接。
解钩操作可以遥控进行，也可以手动进行。为使车钩解钩，应将其中任意一个车钩的连挂机构处于解钩位置，遥控操作通过解钩风缸的动作实现，风缸推动钩锁机构动作，这时车辆才能互相分离开，见图1第3部分。手动解钩操作通过操纵车钩钩头一侧的车钩解钩拉环实现。
解钩后，为了使解钩的车钩能够分离，防止车锁转回到联挂状态（等于准备联挂状态），车锁必须处于翻转位置。这意味着钩板必须要转到大于550 角的位置，连接杆在钩板止挡凹槽的后面一直是松开的。
车辆分离后，已经锁上的连接杆被释放出来，在张力弹簧的作用下钩锁向左旋转，使车钩的钩锁机构复位，恢复到待联挂状态，见图1第1部分。
1 待联挂状态
2 联挂状态
3 解钩状态
图1密接式自动车钩机械联挂和解钩作用原理图
3 车钩分离故障描述
深圳地铁运营至今，尚未发生过列车在正线运营中车钩分离的事件。但在蛇口线未移交的列车中再调试列车转轨时发生过一起半自动车钩分离事件，幸未造成人员伤亡和财产损失，也未影响到其它线路的使用。但该事件却警醒我们，对车钩系统的管理还存在漏洞，相关制度还有待完善。我们通过对该故障的调查了解，分析原因，从而科学地制定针对性措施，达到避免类似问题的目的。
该列车转轨至目的股道停妥后，司机并未发现异常，直至该车进行再调试作业时，发现半自动车钩已经分离，见图2。但电气连接插未松动，贯通道折篷未分离。
图2车钩分离故障现场
事后，我司组织了监理、供货商、分包商一起取证调查，经现场测量，车钩的尺寸、钩锁间隙符合标准，且无零部件损坏；但车钩钩锁装置由于长期未分解，动作不灵活，为了使联挂顺利进行，先对整个半自动车钩进行了润滑，使其恢复正常。随后进行了联挂，并试拉，证实联挂功能已经恢复正常。
4 车钩分离故障原因分析
4.1 设计制造阶段可能存在的缺陷
（1）设计时，对使用环境考虑不够，未能充分考虑到环境的腐蚀、温度变化对车钩性能和寿命的影响。疲劳强度值不够高，不能满足使用要求。
（2）设计时，未能考虑完善的功能，如本文中分析的车钩分离故障中，车钩状态监控电路缺失，导致列车分解后，司机不能察觉。
（3）设计的机构有问题，约束不够，导致车钩在某种条件下分解。
（4）制造产品质量不达标，如钩舌内有铸造缺陷，在运用中就会突然断裂，导致车钩分解。
4.2 使用阶段可能存在的人为因数
（1）验收时，未能检查出车钩的联挂状态。深圳地铁蛇口线《201#~235#列车预验收大纲》和深圳地铁运营分公司车辆部《车辆预验收实施细则》规定：列车要进行车下设备检查，表格中列出了车钩状态检查的相关内容，且在单元车组试验部分，要求解编后的两单元车组分别试验完成后，要进行联挂。
（2）使用中，联挂后未检查联挂状态是否正常，若联挂未到位，则会造成意外解钩。联挂和解钩的工艺卡中规定，要对车钩状态进行确认。
（3）维护工作未能按照标准完成，车钩未恢复到良好的技术状态。如：钩锁间隙未调整到位（d＜1.5mm）、可动部位未进行清洁和润滑、套管装置连接螺栓未紧固等。
（4）车钩安装时，钩身未能保持水平，导致联挂状态不正常。
（6）车钩技术状态监控不到位，车钩已经产生严重疲劳损伤，在力作用下，发生断裂，导致车钩分解。
此外，在到段列车未交付用户期间的管理存在漏洞。没能确保车钩的技术状态良好，联挂状态正常，也会导致严重后果。
4.3 蛇口线列车半自动车钩分离故障原因分析
通过对车钩设计图纸的研究，结合仿真动画展示以及分解后的实物在试验台上进行的演示，我们发现拉簧在整个进行联挂/解钩过程中，发挥着相当关键的作用。钩舌需要靠它来保持紧贴菱形内侧，便于钩舌在联挂时顺利进入被联挂车钩的钩板虎口内(如图3所示)，聯挂好以后，钩锁装置需要它持续提供一个防止意外转动/跳动导致钩板转动至解钩位置（脱离凸锥滑槽外侧壁，该侧壁即为防脱止挡）导致意外解钩；钩板/中枢需要它提供恢复待连挂状态时的位置。若拉簧失效，则进行联挂时，联挂过程难以进行，已联挂好的车钩进行分解时，则解钩后不能回复待联挂状态。
图3正在联挂的330型330型端面的密接式车钩
对蛇口线再调试列车（未交付运营）在厂内转轨时发生半自动车钩分离的事件，进行分析调查的结论是：人的因素——201车半自动车钩在到达车辆段后进行组装时，未能完全联挂好，联挂人员未能及时准确地确认联挂状态，从而导致转轨时发生分离；物的因素——润滑油久未更换已经失效且粘上了许多灰尘，形成阻挡钩锁装置动作的挡块，导致钩锁阻力变大，导致联挂后钩锁未能旋转到位，而拉簧长期处在拉伸位置，其弹性系数逐渐变小（疲劳强度被破坏）；操作方法和管理制度的因素——新段新设备新员工，当时的管理制度尚未经过这“三新”的考验因为未考虑到该列车从制造到输送到段的时间过长的因素，未能增加对车钩系统详细检查，由于到段车辆由供货商负责组装，作为用户，在此应该建立对到段车辆的监控制度；环境因素——列车从厂内制造至到段的回送期间，经过了很长的一段时间，这期间，车钩未能进行维护，导致钩锁积尘，阻力增大，抵消掉了拉簧使车钩钩板转动的拉动力。
如图4所示，当拉簧的拉力克服阻力时，钩锁装置就在拉簧驱动下，分别绕各自的中心销转动点以相同的角速度逆时针旋转，从而将钩舌（连接杆）与钩板虎口连接送入凸锥端部防脱止挡内，防止钩舌（连接杆）与钩板虎口意外跳脱，造成意外解钩。
关于该车的分解事件，经调查，确认为在联挂的时候，只进行到图3所示的位置，因拉簧未能克服阻力，所以钩锁装置未能运动到图4所示的位置，从而导致列车运行过程中，在某个外激扰触发下，车钩分解。
图4已完成联挂的330型端面的密接式车钩
拉簧的重要性还体现在解钩过程，如图5所示，A车钩是解钩气缸动作的车钩，B车钩是解钩气缸不动作的车钩，解钩时，被动地随A车钩的动作而动作。当A车钩解钩气缸停止推动后，A车钩拉簧不能提供足够的动力，其钩锁装置将不再动作，即不能在列车分离后，恢复待联挂状态。
同样的，若B车钩拉簧不能提供足够的动力，则其钩舌也不能伸出。
这样，该车钩将不能进行再次联挂。
图5所示钩锁位置，即是A车钩解钩气缸刚刚停止推动后，两车钩各自的钩锁位置。图5位置与上文图1第3部分一致，若它们的拉簧失效，则将保持各自现在的位置不变，而不是恢复待联挂状态。
另外，设计时未加装电气监控回路，导致车钩分离时，不能给出信号。司机无法判断车钩的联挂状态，列车ATP系统无法作出相应的反应。若是在正线运营，这将会造成极为严重的事故。
图5正在解钩的330型330型端面的密接式车钩
5 车钩分离故障的防范措施及验证
5.1 本次车钩分离故障的防范措施
5.1.1. 联挂工艺
对联挂工艺等文本进行完善，要求在联挂前，对联挂车钩进行钩锁状态检查，若钩锁动作不灵活，先处理，使其恢复正常状态后，再进行联挂；联挂后，进行联挂状态确认（必须通过观察孔观察车钩联挂状态指示器）。
5.1.2. 接车程序
对接车程序先挂文本进行完善，以保证后续接车过程中不出现类似错误。建议强制厂家按照我司规定程序，对联挂车钩进行钩锁状态检查，若钩锁动作不灵活，先处理，使其恢复正常状态后，再进行联挂；联挂后，进行联挂状态确认（必须通过观察孔观察车钩联挂状态指示器）。
5.1.3. 消除人为因素
为消除人为操作气动解钩按钮的因素，可以在气动解钩控制盒上者装铅封，在司机动车前检查内容中，明确要求查看该铅封状态。
5.1.4. 普查
对所有列车半自动车钩联挂状态进行普查，确认其联挂状态。
5.1.5. 临时措施
在确认C-C半自动车钩联挂正常后，在半自动车钩钩头中枢下部端盖上增画一条防松标志线，在日检及以上修程中，增加查看C-C半自动车钩联挂防松标志线是否错位的内容，并将其纳入相关文本。
5.2 工作方向
从第一节的分析，结合我司实际运用中出现的情况，我们可以针对各环节制定以下措施来防范车钩分离。
5.2.1. 细化验收程序
用户方应该介入到段组装联挂工作，与作业方(一般是厂方护送人员)共同确认其联挂状态是否良好，并建立相关台账，纳入车钩系统的整个寿命期的综合台账存档，以便追溯。
5.2.2. 规范操作工艺
明确联挂及解钩作业操作程序，用专门的工艺卡片详细说明。联挂及解钩作业步骤简单，但是对工作人员之间的配合要求比较高，必须在工艺卡片中对作业流程和配合协调动作进行详细规定。尤其要重视的是，车辆联挂编组后必须确认其联挂状态。
5.2.3. 维护工作要严谨
维护工作要严格执行工艺规定、技术要求，确保交付运用的车钩处于良好的技术状态。特别是对于关键部位（受力/力传递部位）一定要严控细节。比如，安装套管组成的时候一定要确认套管完好无损；连接螺栓已经用额定力矩锁紧；螺栓与通孔之间的间隙已经填充满密封油品（防止灰尘进入，破坏螺纹受力面的疲劳强度，降低其抗微动摩擦损耗的能力）；等等。
5.2.3. 维修周期要合理安排
目前，我们对维修周期的安排主要基于两点。一是根据用户手册的规定制定维修规程，确定维修周期。二是根据使用经验进行调整，主要有从车钩系统技术状态监控数据库中归纳的使用经验（比如一些易耗品的更换频率的统计）；维护工作现场工作时间花费的统计；由于部分零部件出于库存和成本的考虑，实行周转使用，故障零部件的修复和状态良好的零部件进行调拨作业都需要一定周期，所以零部件的周转周期也成为维修周期安排的重要考虑因素。
5.2.4. 车钩技术状态的监控
要建立车钩技术状态跟踪的数据库，将每次检查的作业情况录入，每次故障及处理情况也录入，便于跟踪统计。技术人员可以根据该数据庫来进行修程安排、技术改进、确立合理的库存备品备件数量等工作，从而达到在保证车钩的最好技术状态下，节约维修成本的目的。
发现缺陷要及时整改，如蛇口线列车部分拉簧不满足使用要求，导致钩锁不能复位的问题。我们及时组织了供货商一起更换更大拉力、疲劳寿命更长的弹簧，由于钩舌上弹簧为上下两根，可互为冗余，保证每根弹簧都有足够的力来克服摩擦阻力，包括在恶劣工况下由大量灰尘阻滞造成的附加阻力。经过此次整改，改善了由于拉簧失效导致车钩不能复位的问题。整改前有记录可查的有6个案例，整改后只发生了1次。
需要注意的是更换后的弹簧的几何尺寸不能有太大变化、在我司蛇口线2221车进行年检的时候，发现更换后的拉簧尺寸比原有拉簧尺寸大一些，反而阻碍了钩舌的末段动作，导致钩舌不能复位。这也是整改后到目前为止，发现的唯一的不能复位的案例。
城市轨道列车运行中频繁的牵引制动之间的转换对车钩系统的疲劳强度更是个严峻的考验。那么，对于车钩疲劳强度的监控就十分重要。目前，根据用户手册，主要在架修时进行无损探伤，检测其疲劳裂纹，来实现对车钩疲劳的监控。
5.2.5. 车钩联挂状态的实时监控
列车运行时，要使司机能实时监控车钩联挂状态，便于司机作出判断。所以要将列车的车钩连接处进行电气监控，并将该信号送入列车通信控制系统中，反应在人机交互界面上，使司机能查阅。并且该信号应该纳入安全保护范畴，当列车分解时，要能及时停车，并将信号发送至运营控制中心，便于行调调整信号，避免安全事故。
6 结论
我们用户方面建立健全的技术管理制度，作业严格按照技术规范进行，产品验收和作业验收严把质量关。对意外情况制定可行的预案，保证在发生意外事件时，其影响不至于扩大。我们相信，在良好的管理制度和高水平地维护工作，可以避免车钩意外分解事故的发生。当然，合理的应急预案也是必不可少的。
参考文献：
[1]车钩系统. 供货商福伊特技术文件，2010
[2]车钩系统电气连接用户手册. 长春轨道客车股份有限公司，2010
[3]列车车钩自动脱离的原因探析. 李望云，王军，工程技术总第25期，2007
关键词：蛇口线；密接式车钩；原因分析；防范措施；车钩分离
Abstract: the paper use of technology during the possible system guarantee work, possible system analysis may produce decomposition during the use of the cause of the failure, pertinently put forward the solution measures.
Keywords: shekou lines; Knitted type possible; Reason analysis; Preventive measures; Possible separation
中图分类号：U231文献标识码： A 文章编号：
车钩系统，肩负着传递列车纵向力（牵引力和制动力）和保持相邻车辆之间的安全距离的重要使命,是列车的关键部件，对列车行车安全有重大影响。对于深圳地铁蛇口线列车使用的密接式车钩系统在列车运营期间存在的安全风险，从维护工作的技术支持人员的角度来看，我们有如下一些认识，并針对使用环节可能出现的车钩分离情况提出一套完整的方案予以应对。本文结合深圳地铁蛇口线再调试列车车钩分离事件进行了具体分析，提出了防范措施。
1车钩系统使用期间用户的工作
车钩系统的单一产品生命周期应包含设计、制造、使用、报废（包括回收再利用），从维护工作技术支持人员的角度看来，在这四个环节中，我们能控制的主要是使用和报废两个环节。而重心在使用这一环节。下面是用户主导环节的工作说明。
（1）验收要严把质量关，验收细则要适时修订，把新发现的问题及时纳入验收范围，严防后续产品出现同一系列的问题。
（2）装车使用及车辆之间联挂时，要严格按照相关规程和工艺进行，不得进行违规操作。工作步骤完成后，必须进行复核确认，确保工作过程操作正确无误，设备各机构状态正常。
（3）维护工作要严格按照相关规程和工艺进行，确保无漏检漏修。要严把质量关，检修工作完成后的交付验收的质量检查过程切不可轻视。这直接关系到车钩系统的使用时的技术状态和最终表现。
（4）已过寿命期的车钩，经过专业技术评估后，不可以延长使用期限的，要及时报废并回收利用；可延长使用期限的，要联系相关厂家做好后期保障安排。
（5）维修周期安排，应借鉴香港铁路公司的成熟经验，结合内地各铁路局在均衡修方面的实践经验，实施均衡修制度。目的是在能最大可能保证车钩系统，乃至于其他系统能得到及时的高水平的维护，并减少不必要的维护工作。这样有利于提高各部件的工作寿命，在工作期间保持良好的技术状态并降低维护成本。实施好均衡修的关键点在于制定均衡合理的修程安排。
（6）对车钩技术状态的监控，要建立车钩技术状态跟踪的数据库，将每次从数据记录仪下载的相关数据、外观检查的状态、故障情况、故障应急处理情况、故障最终处理情况、部件更换情况等录入，便于追溯调查、故障跟踪、数据统计等工作的开展。相关人员可以据此辅助进行故障原因调查，制定防范措施。技术人员可以根据该数据库来进行修程安排的调整、技术改进、确立合理的库存备品备件数量等工作，从而达到在保证车钩的最好技术状态下，节约维修成本的目的。
（7）对于车钩系统联挂状态的实时监控也很重要。该监控措施要能准确及时地将列车分离故障报给司机室的人机交互界面，使司机知道，并根据相关规定或操作指引作出准确的反应；要及时传送到列车控制系统，及时触发安全保护措施（比如实施紧急制动或溜进预设紧急停车线路）；要能将故障信息及时传输给行车控制中心，使行车调度及时作出调整，避免后续列车闯进故障车区域，造成安全事故。
产品的价值在于使用。车钩系统也不例外，我们将一个成品的车钩系统看做一个有价的资产，而非仅仅是一个物品。对于这样一个高价值的关键部件，我们的工作就是在确保安全的前提下，提高其性能，延长其寿命，降低维护成本。其目的是提高它的使用率和使用效率。提高使用率指的是维护和存库的时间要尽可能短，提高使用效率指的是维护工作的效果要好，使运用车钩随时保持在良好的技术状态，确保联挂或分解的工作状态是良好的，机构动作是灵活的，连挂好以后监控是有效且可靠的。应急措施是得当的，经过专门检验的。发生意外后ATP（自动保护）系统能进行相应的保护动作，从而避免扩大事故影响。
2 深圳地铁蛇口线密接式车钩简介
由于车钩分离涉及联挂状态的问题，因此，有必要在此对该类型的密接式车钩做一个简单介绍。
深圳地铁列车自动车钩与半自动车钩均为密接式车钩，机械钩头完全一致。车钩钩头由高强度钢制成。车钩钩头上有对中功能部位——凸锥和凹锥，作用是不论车辆在直线轨道上还是在曲线轨道上，以及两车钩中心线不重合的情况下，均能保证车辆之间能够正常联挂。
车钩内有内藏式钩锁装置，可以实现两车钩之间自动的机械连接，当车辆在低速移动（v＜5Km/h）的情况下，不需要手动操作，即可实现车钩之间的刚性、无间隙连接。当用一列车去救援另一列满负荷的故障列车时，只要两列车之间实现了车钩的自动联挂，自动车钩的气路和电气就能同步实现连接。被救援的列车的停放制动就能够被缓解，以实现救援作业。
当车钩面紧密配合时，连接杆（钩舌）压靠在钩板虎口上，旋转钩锁直到连接杆滑进钩板虎口内侧。接着，在张力弹簧的作用下钩锁旋转到锁死位置。钩锁在准备联挂状态和联挂状态时所处的位置是一样的。因此这种钩锁也叫做一位锁。当联挂好时，钩锁形成一个平行四边形从而保证力的均衡，而联挂节点已处在凸锥的止挡处，连接杆不可能出现意外脱出钩板虎口，导致解锁的现象。钩锁承受均匀分布在两个连接链上的张力载荷。正常的磨损（车钩间隙在允许的范围内）不会影响钩锁的安全使用。
钩头上安装有解钩风缸，通过它可以在司机室内实现遥控解钩作业，也可以在轨道上通过操纵车钩上的操纵杆进行手动解钩作业。车钩解钩作业完成后，车钩会自动恢复到待联挂状态。
图1描述的是机械联挂及解钩原理。图1第1部分所示的状态是车钩联挂前各部件的位置。
联挂操作完成后，车钩连接杆和车钩板形成一个平行四边形，车钩钩头所受的拉力通过中心销（中枢）传递到车钩钩身。图1第2部分所示的平行四边形是车钩联挂操作完成后形成的。在此位置，两车钩之间形成刚性的、无间隙的、可靠的连接。
解钩操作可以遥控进行，也可以手动进行。为使车钩解钩，应将其中任意一个车钩的连挂机构处于解钩位置，遥控操作通过解钩风缸的动作实现，风缸推动钩锁机构动作，这时车辆才能互相分离开，见图1第3部分。手动解钩操作通过操纵车钩钩头一侧的车钩解钩拉环实现。
解钩后，为了使解钩的车钩能够分离，防止车锁转回到联挂状态（等于准备联挂状态），车锁必须处于翻转位置。这意味着钩板必须要转到大于550 角的位置，连接杆在钩板止挡凹槽的后面一直是松开的。
车辆分离后，已经锁上的连接杆被释放出来，在张力弹簧的作用下钩锁向左旋转，使车钩的钩锁机构复位，恢复到待联挂状态，见图1第1部分。
1 待联挂状态
2 联挂状态
3 解钩状态
图1密接式自动车钩机械联挂和解钩作用原理图
3 车钩分离故障描述
深圳地铁运营至今，尚未发生过列车在正线运营中车钩分离的事件。但在蛇口线未移交的列车中再调试列车转轨时发生过一起半自动车钩分离事件，幸未造成人员伤亡和财产损失，也未影响到其它线路的使用。但该事件却警醒我们，对车钩系统的管理还存在漏洞，相关制度还有待完善。我们通过对该故障的调查了解，分析原因，从而科学地制定针对性措施，达到避免类似问题的目的。
该列车转轨至目的股道停妥后，司机并未发现异常，直至该车进行再调试作业时，发现半自动车钩已经分离，见图2。但电气连接插未松动，贯通道折篷未分离。
图2车钩分离故障现场
事后，我司组织了监理、供货商、分包商一起取证调查，经现场测量，车钩的尺寸、钩锁间隙符合标准，且无零部件损坏；但车钩钩锁装置由于长期未分解，动作不灵活，为了使联挂顺利进行，先对整个半自动车钩进行了润滑，使其恢复正常。随后进行了联挂，并试拉，证实联挂功能已经恢复正常。
4 车钩分离故障原因分析
4.1 设计制造阶段可能存在的缺陷
（1）设计时，对使用环境考虑不够，未能充分考虑到环境的腐蚀、温度变化对车钩性能和寿命的影响。疲劳强度值不够高，不能满足使用要求。
（2）设计时，未能考虑完善的功能，如本文中分析的车钩分离故障中，车钩状态监控电路缺失，导致列车分解后，司机不能察觉。
（3）设计的机构有问题，约束不够，导致车钩在某种条件下分解。
（4）制造产品质量不达标，如钩舌内有铸造缺陷，在运用中就会突然断裂，导致车钩分解。
4.2 使用阶段可能存在的人为因数
（1）验收时，未能检查出车钩的联挂状态。深圳地铁蛇口线《201#~235#列车预验收大纲》和深圳地铁运营分公司车辆部《车辆预验收实施细则》规定：列车要进行车下设备检查，表格中列出了车钩状态检查的相关内容，且在单元车组试验部分，要求解编后的两单元车组分别试验完成后，要进行联挂。
（2）使用中，联挂后未检查联挂状态是否正常，若联挂未到位，则会造成意外解钩。联挂和解钩的工艺卡中规定，要对车钩状态进行确认。
（3）维护工作未能按照标准完成，车钩未恢复到良好的技术状态。如：钩锁间隙未调整到位（d＜1.5mm）、可动部位未进行清洁和润滑、套管装置连接螺栓未紧固等。
（4）车钩安装时，钩身未能保持水平，导致联挂状态不正常。
（6）车钩技术状态监控不到位，车钩已经产生严重疲劳损伤，在力作用下，发生断裂，导致车钩分解。
此外，在到段列车未交付用户期间的管理存在漏洞。没能确保车钩的技术状态良好，联挂状态正常，也会导致严重后果。
4.3 蛇口线列车半自动车钩分离故障原因分析
通过对车钩设计图纸的研究，结合仿真动画展示以及分解后的实物在试验台上进行的演示，我们发现拉簧在整个进行联挂/解钩过程中，发挥着相当关键的作用。钩舌需要靠它来保持紧贴菱形内侧，便于钩舌在联挂时顺利进入被联挂车钩的钩板虎口内(如图3所示)，聯挂好以后，钩锁装置需要它持续提供一个防止意外转动/跳动导致钩板转动至解钩位置（脱离凸锥滑槽外侧壁，该侧壁即为防脱止挡）导致意外解钩；钩板/中枢需要它提供恢复待连挂状态时的位置。若拉簧失效，则进行联挂时，联挂过程难以进行，已联挂好的车钩进行分解时，则解钩后不能回复待联挂状态。
图3正在联挂的330型330型端面的密接式车钩
对蛇口线再调试列车（未交付运营）在厂内转轨时发生半自动车钩分离的事件，进行分析调查的结论是：人的因素——201车半自动车钩在到达车辆段后进行组装时，未能完全联挂好，联挂人员未能及时准确地确认联挂状态，从而导致转轨时发生分离；物的因素——润滑油久未更换已经失效且粘上了许多灰尘，形成阻挡钩锁装置动作的挡块，导致钩锁阻力变大，导致联挂后钩锁未能旋转到位，而拉簧长期处在拉伸位置，其弹性系数逐渐变小（疲劳强度被破坏）；操作方法和管理制度的因素——新段新设备新员工，当时的管理制度尚未经过这“三新”的考验因为未考虑到该列车从制造到输送到段的时间过长的因素，未能增加对车钩系统详细检查，由于到段车辆由供货商负责组装，作为用户，在此应该建立对到段车辆的监控制度；环境因素——列车从厂内制造至到段的回送期间，经过了很长的一段时间，这期间，车钩未能进行维护，导致钩锁积尘，阻力增大，抵消掉了拉簧使车钩钩板转动的拉动力。
如图4所示，当拉簧的拉力克服阻力时，钩锁装置就在拉簧驱动下，分别绕各自的中心销转动点以相同的角速度逆时针旋转，从而将钩舌（连接杆）与钩板虎口连接送入凸锥端部防脱止挡内，防止钩舌（连接杆）与钩板虎口意外跳脱，造成意外解钩。
关于该车的分解事件，经调查，确认为在联挂的时候，只进行到图3所示的位置，因拉簧未能克服阻力，所以钩锁装置未能运动到图4所示的位置，从而导致列车运行过程中，在某个外激扰触发下，车钩分解。
图4已完成联挂的330型端面的密接式车钩
拉簧的重要性还体现在解钩过程，如图5所示，A车钩是解钩气缸动作的车钩，B车钩是解钩气缸不动作的车钩，解钩时，被动地随A车钩的动作而动作。当A车钩解钩气缸停止推动后，A车钩拉簧不能提供足够的动力，其钩锁装置将不再动作，即不能在列车分离后，恢复待联挂状态。
同样的，若B车钩拉簧不能提供足够的动力，则其钩舌也不能伸出。
这样，该车钩将不能进行再次联挂。
图5所示钩锁位置，即是A车钩解钩气缸刚刚停止推动后，两车钩各自的钩锁位置。图5位置与上文图1第3部分一致，若它们的拉簧失效，则将保持各自现在的位置不变，而不是恢复待联挂状态。
另外，设计时未加装电气监控回路，导致车钩分离时，不能给出信号。司机无法判断车钩的联挂状态，列车ATP系统无法作出相应的反应。若是在正线运营，这将会造成极为严重的事故。
图5正在解钩的330型330型端面的密接式车钩
5 车钩分离故障的防范措施及验证
5.1 本次车钩分离故障的防范措施
5.1.1. 联挂工艺
对联挂工艺等文本进行完善，要求在联挂前，对联挂车钩进行钩锁状态检查，若钩锁动作不灵活，先处理，使其恢复正常状态后，再进行联挂；联挂后，进行联挂状态确认（必须通过观察孔观察车钩联挂状态指示器）。
5.1.2. 接车程序
对接车程序先挂文本进行完善，以保证后续接车过程中不出现类似错误。建议强制厂家按照我司规定程序，对联挂车钩进行钩锁状态检查，若钩锁动作不灵活，先处理，使其恢复正常状态后，再进行联挂；联挂后，进行联挂状态确认（必须通过观察孔观察车钩联挂状态指示器）。
5.1.3. 消除人为因素
为消除人为操作气动解钩按钮的因素，可以在气动解钩控制盒上者装铅封，在司机动车前检查内容中，明确要求查看该铅封状态。
5.1.4. 普查
对所有列车半自动车钩联挂状态进行普查，确认其联挂状态。
5.1.5. 临时措施
在确认C-C半自动车钩联挂正常后，在半自动车钩钩头中枢下部端盖上增画一条防松标志线，在日检及以上修程中，增加查看C-C半自动车钩联挂防松标志线是否错位的内容，并将其纳入相关文本。
5.2 工作方向
从第一节的分析，结合我司实际运用中出现的情况，我们可以针对各环节制定以下措施来防范车钩分离。
5.2.1. 细化验收程序
用户方应该介入到段组装联挂工作，与作业方(一般是厂方护送人员)共同确认其联挂状态是否良好，并建立相关台账，纳入车钩系统的整个寿命期的综合台账存档，以便追溯。
5.2.2. 规范操作工艺
明确联挂及解钩作业操作程序，用专门的工艺卡片详细说明。联挂及解钩作业步骤简单，但是对工作人员之间的配合要求比较高，必须在工艺卡片中对作业流程和配合协调动作进行详细规定。尤其要重视的是，车辆联挂编组后必须确认其联挂状态。
5.2.3. 维护工作要严谨
维护工作要严格执行工艺规定、技术要求，确保交付运用的车钩处于良好的技术状态。特别是对于关键部位（受力/力传递部位）一定要严控细节。比如，安装套管组成的时候一定要确认套管完好无损；连接螺栓已经用额定力矩锁紧；螺栓与通孔之间的间隙已经填充满密封油品（防止灰尘进入，破坏螺纹受力面的疲劳强度，降低其抗微动摩擦损耗的能力）；等等。
5.2.3. 维修周期要合理安排
目前，我们对维修周期的安排主要基于两点。一是根据用户手册的规定制定维修规程，确定维修周期。二是根据使用经验进行调整，主要有从车钩系统技术状态监控数据库中归纳的使用经验（比如一些易耗品的更换频率的统计）；维护工作现场工作时间花费的统计；由于部分零部件出于库存和成本的考虑，实行周转使用，故障零部件的修复和状态良好的零部件进行调拨作业都需要一定周期，所以零部件的周转周期也成为维修周期安排的重要考虑因素。
5.2.4. 车钩技术状态的监控
要建立车钩技术状态跟踪的数据库，将每次检查的作业情况录入，每次故障及处理情况也录入，便于跟踪统计。技术人员可以根据该数据庫来进行修程安排、技术改进、确立合理的库存备品备件数量等工作，从而达到在保证车钩的最好技术状态下，节约维修成本的目的。
发现缺陷要及时整改，如蛇口线列车部分拉簧不满足使用要求，导致钩锁不能复位的问题。我们及时组织了供货商一起更换更大拉力、疲劳寿命更长的弹簧，由于钩舌上弹簧为上下两根，可互为冗余，保证每根弹簧都有足够的力来克服摩擦阻力，包括在恶劣工况下由大量灰尘阻滞造成的附加阻力。经过此次整改，改善了由于拉簧失效导致车钩不能复位的问题。整改前有记录可查的有6个案例，整改后只发生了1次。
需要注意的是更换后的弹簧的几何尺寸不能有太大变化、在我司蛇口线2221车进行年检的时候，发现更换后的拉簧尺寸比原有拉簧尺寸大一些，反而阻碍了钩舌的末段动作，导致钩舌不能复位。这也是整改后到目前为止，发现的唯一的不能复位的案例。
城市轨道列车运行中频繁的牵引制动之间的转换对车钩系统的疲劳强度更是个严峻的考验。那么，对于车钩疲劳强度的监控就十分重要。目前，根据用户手册，主要在架修时进行无损探伤，检测其疲劳裂纹，来实现对车钩疲劳的监控。
5.2.5. 车钩联挂状态的实时监控
列车运行时，要使司机能实时监控车钩联挂状态，便于司机作出判断。所以要将列车的车钩连接处进行电气监控，并将该信号送入列车通信控制系统中，反应在人机交互界面上，使司机能查阅。并且该信号应该纳入安全保护范畴，当列车分解时，要能及时停车，并将信号发送至运营控制中心，便于行调调整信号，避免安全事故。
6 结论
我们用户方面建立健全的技术管理制度，作业严格按照技术规范进行，产品验收和作业验收严把质量关。对意外情况制定可行的预案，保证在发生意外事件时，其影响不至于扩大。我们相信，在良好的管理制度和高水平地维护工作，可以避免车钩意外分解事故的发生。当然，合理的应急预案也是必不可少的。
参考文献：
[1]车钩系统. 供货商福伊特技术文件，2010
[2]车钩系统电气连接用户手册. 长春轨道客车股份有限公司，2010
[3]列车车钩自动脱离的原因探析. 李望云，王军，工程技术总第25期，2007