车钩与制动系统历史漫谈（二）：20世纪之后的改进——车钩篇 - 知乎

　　时间进入20世纪，自动车钩风靡北美，甚至传播到日本。西屋空气制动的全球扩张除了在英国本土及其殖民地受到阻碍，其他国家基本都接受了这种操作简单效果可靠的新鲜事物。詹公天佑也一步步地被清廷提升到了官位并开始主持修建官办铁路。由于詹公美国留学的背景，自动钩以及空气制动也自然而然成了清廷的标准。但是这个世纪注定不平静，一场场战争延绵全世界，大规模的全面战争终于在49年初以解放军“百万雄师过大江”结束。

　　车钩篇

　　由于链子车钩孱弱的拉力上限，以及缓冲饼在过极小半径曲线及道岔时极易卡死引发事故，欧洲国家还是想换车钩。然而詹尼自动钩仍在专利期，要采用就要支付专利税，眼高过顶的老欧洲自然不会向他们眼中的逆子美国交这个钱，于是打起了自己研发的想法。UIC（国际铁路联盟，一个实际上没啥权力的非政府组织）首先在20世纪初挑头想统一欧洲的车钩标准，然而欧洲各国却在自说自话般研发自己的车钩，并没有太理会UIC的做法。悲催的缓冲饼冲突，两个饼面相互错位顶穿，回不来了。

　　夏芬伯格车钩

　　1903年，德国人卡尔·夏芬伯格（Karl Scharfenberg）在柯尼斯堡（现在的俄罗斯著名飞地——加里宁格勒，舰W里某条容易暴毙的船，玩过的都懂）设计了一种可以电动自控的车钩，也就是后来各类客车密接车钩的原型。车钩原理图

　　夏芬伯格钩连挂原理：车钩分为钩壳、钩环、回转圆盘、复位弹簧四个主要部分组成。连挂时，两个钩环各自插进对面钩壳凹锥槽，此时钩环是伸长状态。待两个钩壳相互贴紧，外源动力驱动回转圆盘收回钩环，使得钩环头对准回转圆盘凹槽。外源动力切除，复位弹簧带动回转圆盘伸长钩环且挂住对面钩环，最后圆盘停止于钩壳内部阻挡台。拉动时，复位弹簧与阻挡台共同作用，阻止回转圆盘乱转导致脱钩。

　　从这里可以看出，后世各类客车密接车钩基本都是这种结构。事实上这车钩德国佬是准备拿来搞货运的，但是因为冬将军导致回转困难，不得不弃用。倒是在各种轻型客运车辆上效果显著。这种车钩一出现就受到各车辆制造商的欢迎，因为相比于轻轻挂反而挂不好的詹尼自动钩（自动钩没挂好有啥后果参见拙作：平成の日常：槽点满满的JR甲种输送连挂失败），这种车钩能够以极低的速度轻触完成连挂。然而促使回转圆盘的外源动力可以是电磁铁，可以是伺服电机，甚至可以由空气驱动，各厂商并没有统一外源动力的标准，甚至连车钩结构都各不相同，而各种动车组的控制电路接口也各不相同，所以衍生出日式柴田钩、西门子钩、庞巴迪钩、阿尔斯通钩等等等等不同的车钩形态。这种差异化形态甚至影响到2004年铁道部大规模引进各类动车组技术，因为这个原因导致各型动车组无法跨型号重联，一直到复兴号CR400A和B俩不同技术来源的动车组能够重联才解决了这个问题。

　　丹麦国铁的客机，1954年由GM-EMD制造，可以挂链子沟，也能挂密接钩。张嘴的ICE3，导正杆相当扎眼。西门子造。车钩还基本上是1903年的形态。控制电路接口在车钩两侧。JR E231系电车，川崎重工造。可以看到柴田钩的钩锥是四角锥，而不是德式圆锥。而控制电路接口在车钩下面。英国FCC公司的Class 377电车，庞巴迪英国德比分厂造。车钩又是另外一种形态，控制电路接口也在下面。TGV，阿尔斯通造。控制电路接口又在车钩上面。统型CRH2，四方造。控制电路接口在车钩上面，挺小一块。

　　韦利森车钩

　　1916年，德国人韦利森（Willison）以自己的名字设计出一款类似于詹尼自动钩的新式车钩，并取得专利。此项专利被克诺尔公司买下并开始制造。然而因为种种原因，这种车钩是用在各类610mm的矿山支线寸轨铁路上。某个实物，挂钩环被藏在钩子下面。这是一个两用钩。

　　这款钩子连挂/解挂原理：连挂时，大拇指顶住对面钩爪斜面自动导正，小钩舌沿列车前进方向顶开对面车钩的钩舌，待“大拇指”侧小钩伸进对面钩爪时，有弹簧反推力的钩舌弹回，将“大拇指”横向顶进钩爪，就完成连挂动作。解挂时，工人提起钩锁铁以拉回钩舌，大拇指随即横移释放，侧面卡住钩爪斜面，车钩就可以移开解脱了。

　　这款车钩的优点，在于钩舌移动方向不承受车钩相互之间的拉力，即使有力的传递也是俩钩舌在车辆横向上相互挤♂压。但是缺点在于德国冬天也是冻死狗，解钩同样比较吃力，一般也就只敢用在窄轨铁道上。

　　俄式自动钩SA3

　　其实早在沙俄时期俄罗斯人就在考虑由传统的英式链子沟换成美式自动钩，但是由于各种原因此项动议无限期搁置。虽然是无限期搁置，但是沙俄还是很希望有一款能够替代弱鸡链子钩的新式车钩，以增大铁路货车的牵引定数。

　　到1935年，苏联人依据韦利森车钩的原理（此时应该已经过了韦利森车钩的专利保护期，而且苏联人根本不承认什么专利权，拿来主义是常态），参考自动车钩的原理，重新设计了一款自动车钩。考虑到苏联广大寒冷地区，针对两种车钩的缺点进行改进，还是双动作车钩，车钩内俩小钩舌只起到锁定车钩及解锁作用。这种车钩定型为SA3，意为苏维埃自动车钩第三款，前两款应该就是詹尼钩跟韦利森钩。

　　总体来说，SA3车钩比起直系亲属韦利森钩，尺寸更大，牵引力也算更强。由于其优异的表现，一些临近苏联的北欧国家也采用SA3车钩去牵引铁矿列车。

　　1937年苏联开始逐步替换原有链子钩。因为战时所有人力物力财力全砸到前线的原因，这项工作直到战后才得以全力进行，至1957年全部完成。全部换为SA3钩之后，苏联人也开始学美国佬玩多机重连，三个内燃机车重联是常态，双截棍也根本不叫事。1986年2月20日苏联人采用多台机车组合式牵引了一列包含多台内燃机车及439节满载煤车，长达6.5公里，整列重量达到43400吨的货车，也是世界之最，记录仍未打破。二战后期的P36型4-8-4蒸汽机车，注意有自动钩还有缓冲饼。还有缓冲饼的TE2型内燃机车。三节棍版TE3的中间机车，已经没有了劳什子缓冲饼。

　　tightlock——防脱车钩

　　1930年代，为了防止客车因为事故意外脱钩，在原有詹尼自动钩（美标Type E型）的基础上，于车钩左侧增加一个四方锥，椎体中轴线与车辆前进方向平行，右侧增加一个可以容纳四方锥的凹槽。这是最早的防止意外解挂的自动车钩，也可以和普通自动钩连挂。美国电车的车钩，注意钩舌左右的附加构件。

　　除此之外，美国还研发了Type H型防脱车钩，在Type F的基础上额外在下部增加卡锁结构。被硬拉出缓冲器的Type H型货运车钩，可以看到防脱效果拔群。采用Type H的GTEL燃气轮机车。

　　1988年，为了满足大秦运煤之需，在美国参（山）考（寨）Type H车钩之后，我国研制了自己的17号防脱车钩。一开始17号车钩只用在大秦线，但是根据其拔群的使用效果，在2002年以后称为70系货车的标准配置。国产17号防脱车钩。13号车钩和17号车钩连挂。讲解新式车钩。

　　车钩篇基本到此结束。制动篇敬请期待。