松松垮垮的火车钩子,竟然能拉动几十吨的火车,它的原理是什么?

大明科普
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各位小伙伴不知道有看过这种连接头么,就是火车车厢和车厢之间的连接头,每当火车高速运行的时候,这种似开非开的接口,总让人怀疑下一秒就断开了


E型车钩

其实这个连接头,自从发明当初,到现在,已经过了100多年了,后续的经过改进,一直使用到了今天,它就是詹尼车钩

詹尼车钩是由一个美国人伊莱·H·詹尼,在1873年发明的自动车钩。它其实也叫詹氏车钩、郑氏车钩等多个名称



詹尼于1873年出版的关于詹尼车钩的专利申请的俯视设计图


詹尼车钩是如何进入我们国家呢?说到这里不得不提我国铁路之父:詹天佑。他也是我国近代工程之父


詹天佑


他在著作《新编华英工学字汇》中把詹尼车钩译名为郑氏车钩,避开民间译名詹氏车钩,以避免被误解是詹天佑本人所发明的


建成初期的京张铁路广安门站




我们小伙伴对詹天佑的认识,可能是京张铁路中的八达岭段中的“人”字轨道,但是实际上他的贡献远不止于此


詹天佑在京张铁路青龙桥站修建的“人”字形铁路


待避中列车停于折返式铁路(右),使来向的列车通行(左)


  • 我们国家现在仍然使用的标准轨道,也是詹天佑修建京张铁路期间制定的标准
  • 詹天佑着重铁路人才的培训,制定了工程师升转章程,对工程人员的考核和要求作出明文规定,并且定明工程师薪酬与考核成绩挂钩。这完全就是100年前的KPI
  • 通过京张铁路培训了不少优秀的工程人员,这些工程人员在新中国的建设中不可或缺


京张铁路青龙桥车站同时开行的火车,呈现出“人字形”。


标准轨道是1.435米,它有着更好的高速稳定性;大部分高铁技术均基于标准轨开发,世界上已有的高速铁路系统几乎全部采用标准轨;世界上60%的铁路的轨距是标准轨。
还有一种轨道是窄轨,小于1.435m米 ,窄轨铁路适用于山路,而且大部分的窄轨距轨道的宽度是1.067米或0.762米等




我国在詹尼车钩的E型车钩的基础上,于1957、1965年先后设计制造了15型车钩和13型车钩。客车使用15号车钩,货车则用13号车钩。





在今天,詹尼车钩仅限普速铁路,高速铁路主要使用夏芬博格车钩。


夏芬博格车钩


夏芬博格车钩的优点是在使用时,车厢间车钩紧密连接,最大限度地减小纵向连接间隙,使列车的纵向冲动水平大大降低,极大地提高了列车的纵向舒适性和安全性

目前詹尼车钩运用于美国、加拿大、墨西哥、日本、中国、古巴、巴西等国。那它到底有什么优点?


1、方便快捷,詹尼车钩的使用步骤:一关前,二关后,三摘风管,四提沟;如果不在很短的时间内完成脱钩的动作,那么它就不会那么地流行。时间就是金钱,在那个时代都不过时


2、好制造,好安装;我们以15号车钩为例,一目了然,零件数目少得可怜

15号车钩


17号车钩

这种17号的车钩:车钩的连接间隙小,而且车钩具有连锁和防脱的功能、防跳性能、结构强度高、自动对中功能等等优点


3、我们想象一种情况,假如连接处是一个固定的轴,在列车高速运转的时候,而且在不断地摇晃中的时候,受力位置大部分其实是固定的,这样就可以导致单一位置受力导致连接处断裂,然后火车头到达了终点,但是车厢还在中途,这就很神奇了



在我国高速铁路发展到今天,离不开伟大的前辈的无私奉献,十年磨一剑,才有今天的繁华



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