坐这么多年火车,你知道车厢是怎么连在一起的吗?_重庆科技馆
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坐这么多年火车,你知道车厢是怎么连在一起的吗?

2026-03-14

自从被发明以来,火车就因为速度快、运力大而成为陆地交通毫无争议的“头号玩家”。当看到一列火车呼啸而过时,我们可能会惊呼它的速度,感叹它的长度,但你是否想过,这些火车车厢是如何连接在一起的呢?

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图源:折返1435/刘嘉烨/图虫创意

火车连接,这不是一个简单的问题。要将火车车厢安全地连接在一起,需要解决三个问题: 

连接。连接部位必须牢固,不会轻易松脱。 

牵引。火车头能够拉住后面的车厢一起前进。 

缓冲。当火车减速或刹车的时候,车厢之间有缓冲,不会因为惯性相互撞击。

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图源:aapsky/Adobe Stock/图虫创意

连接火车车厢的结构,被称为耦合器或者车钩。火车越长、速度越快、重量越重,对耦合器的要求就越高,可以说,耦合器的发明和发展,就是半部火车进化史。

第一代:插销式车钩 

由插销、连接环和内凹钩体组成,能满足基本的连接功能。

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图源:mitarart/Adobe Stock/图虫创意

第二代:螺旋车钩

利用铁链挂上车厢的弯钩,工人再拧紧铁链中间的螺杆固定;两边安装有缓冲饼,提供缓冲作用。

前两代车钩都有两个明显缺陷。一是都需要人工操作,既浪费时间,又难以保证工人的安全;二是拉力和缓冲性能都有限,无法承受太大重量,且容易发生脱钩或断钩事故。因此,詹式车钩应运而生。

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图源:Cristi/Adobe Stock/图虫创意

第三代:詹式车钩

詹式车钩由美国工程师詹内于1868年发明,它能自动连挂,既节约时间又节省人工。当两节车厢缓慢靠近时,詹式车钩的钩舌会相互挤压旋转。两个钩舌都旋转到足够深的位置时,内部的锁铁自动落下,卡住钩舌使其无法回弹,从而形成连接。 

詹式车钩的钩舌之间,既能钩住不松脱,保证足够的拉力,又有一定的间隙,以提供撞击时的缓冲。因此,虽有细节上的变化和改进,但詹式车钩直到今天仍然是很多火车的首选。

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图源:Aania/Adobe Stock/图虫创意

第四代:密接式车钩

随着时代的发展,詹式车钩也开始力有不逮,因为高速列车出现了。当列车在高速运行时,詹式车钩间的间隙会严重影响车辆运行的平稳性,甚至威胁行车安全。于是,密接式车钩登上舞台,成为高速动车组和城市轨道交通的“标配”。 

密接式车钩不再是一个简单的机械结构,而是由连挂系统、缓冲系统、安装及吊挂系统三部分组成的一整套体系。它的核心部位是连挂系统,从外面看就是凸锥和凹锥,里面藏着詹式车钩的进化版,能更加牢固地锁在一起。而缓冲的工作,就交给了专门的缓冲系统。 

密接式车钩连接后,钩头之间紧密贴合,上下左右方向上均无移动,使得整列动车组宛如一个刚性的整体,确保了极致的平稳、安静与舒适。 

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图源:Dirk/Adobe Stock/图虫创意

一对耦合器,半部列车史,耦合器发展的背后是人类对速度、力量与安全的不断追求。科技,正是被这些看似微小却至关重要的细节推动着,滚滚向前。

作者介绍

西山,科普作家。