Анализ динамических показателей типового и модернизированного вариантов вагона при движении по кривым участкам пути

В качестве динамических показателей вагона при движении по кривым анализировались боковые силы в центральном подвешивании, рамные силы и мощности сил трения на гребнях колес. Рассматривался типовой вариант вагона, имеющего тележки КВЗ-ЦНИИ с углом наклона гидравлического гасителя 45° и фрикционными гасителями в буксовой ступени подвешивания.

В качестве модернизированного варианта исследовался вагон, имеющий тележки с углом наклона гидравлического гасителя к горизонтали 60°, без фрикционных гасителей и с упругими прокладками под пружинами буксовой ступени.

Для модернизированного варианта на первом этапе исследований было определено рациональное значение радиального зазора между шпинтоном и упругой прокладкой. Графики изменения боковых сил в центральном подвешивании и рамных сил приведены на рис.5.4 и 5.5.

Из этих графиков видно, что наибольшее влияние радиальные зазоры оказывают на величины рамных сил. Минимальные значения рамных сил достигаются при радиальных зазорах, равных 10 мм, при дальнейшем увеличении зазоров рамные силы меняются мало в диапазоне скоростей движения 20-30 м/с (72-108 км/ч). При анализе движения вагона в прямых участках пути также анализировалась величина радиального зазора с тем, чтобы при колебаниях не было касания шпинтона и прокладки. Это касание нежелательно с точки зрения повышенного износа прокладок. Расчетами было установлено, что при величинах радиальных зазоров 12 мм и более касания шпинтона и прокладок не происходит. Следовательно, в качестве рациональной величины радиальных зазоров можно рекомендовать 12-15 мм. С такими величинами радиальных зазоров были проведены сравнительные расчеты сил для типового и модернизированного вариантов тележек.

Рис.5.4. Боковые силы в центральном Рис.5.5. Рамные силы (т)

подвешивании тележки (т)

1 - 2- 3-

Графики максимальных боковых сил в центральном подвешивании и максимальных рамных сил в зависимости от скорости движения вагона приведены на рис. 5.6 и 5.7.

Рис.5.6. Максимальные боковые силы в центральном подвешивании (т) 1 - типовой вариант; 2 - модернизированный вариант.

1 - типовой вариант;

2 - модернизированный вариант.

Средние мощности сил трения на гребне колеса
Рис.5.8. Средние мощности сил трения на гребне колеса

1 - типовой вариант;

2 - модернизированный вариант.

Из этих графиков видно, что уровень максимальных боковых сил в центральном подвешивании для модернизированного варианта на 8-10% ниже, чем для типового. Максимальные рамные силы (рис.5.7) у модернизированного варианта по сравнению с типовым увеличились в среднем на 20% в диапазоне скоростей движения 10-30 м/с. В то же время мощности сил трения на гребнях колес у модернизированного варианта на 8-32% ниже, чем у типового (см. рис.5.8), что свидетельствует о снижении износов гребней колес в кривых.

Таким образом, можно сделать вывод, что с точки зрения динамики в кривых участках пути модернизированный вариант имеет предпочтительные показатели.

Анализ влияния ширины колеи, уширений в кривых и возвышений наружных рельсов на показатели износов гребней колес | Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ | Оценка безопасности движения типового и модернизированного вариантов вагона