Определение рациональных углов установки гидравлических гасителей для совместного демпфирования вертикальных и боковых колебаний

Так как предварительные расчеты динамических показателей вагона на тележках с раздельным гашением колебаний показали, что рациональные значения коэффициентов сопротивления гасителей в вертикальном и боковом направлениях различны, то представляется очень важным выбор угла установки гасителя в тележке КВЗ-ЦНИИ, в которой наклонный гаситель осуществляет демпфирование колебаний в двух плоскостях. В связи с этим в следующей серии расчетов анализировались динамические показатели вагона при углах установки гасителей 45°,60°и 75°к го ризонтальной плоскости и различных коэффициентах сопротивления жидкости. В качестве динамических показателей вагона анализировались максимальные значения:

- суммарных вертикальных сия в центральном подвешивании, действующих на надрессорный брус;

- вертикальных сил, действующих на рессорный комплект буксовой ступени рессор;

- боковых сил, действующих на рессорные комплекты центрального подвешивания;

- боковых сил, действующих между колесом и рельсом;

- рамных сил, действующих на колесные пары;

- вертикальных ускорений кузова и рам тележек;

- боковых ускорений кузова и рам тележек.

Графики указанных динамических показателей мри > гле установки гасителей 45° приведены на рис.4.5-4.6.

Вертикальная реакция центрального подвешивания тележки (а) и вертикальная реакция рессорного комплекта буксового подвешивания (б)
Рис.4.5. Вертикальная реакция центрального подвешивания тележки (а) и вертикальная реакция рессорного комплекта буксового подвешивания (б)

1-Д. = 5,0; 2- Д. =6,0; 3 - /?, = 7,0;

Рис 4.6. Боковая реакция в центральном подвешивании тележки (а) и рамная сила на колесной паре (т): 1 - рг = 5,0; 2 - = 6,0; 3 - $г = 7,0;

Аналогичные зависимости были получены при углах установки 60°и 75°.

Сравнение результатов расчетов показало, что угол установки гасителя 45° является наиболее неблагоприятным, т.к. при этом получаются примерно одинаковые демпфирующие силы и в вертикальном, и в боковом направлениях. Предварительные расчеты величин критического демпфирования при вертикальных и боковых колебаниях показали, что они отличаются в два раза и следовательно, для вертикальных колебаний при угле45° демпфирующей сйлы не хватает, а для боковых она получается излишней.

Анализ расчетных данных показал, что наиболее рациональным является угол установки гасителя 60 - 7 5°.

Увеличение коэффициента сопротивления гасителей свыше 0,25 не значительно влияет на вертикальные силы, однако заметно ухудшает силы и ускорения в боковом направлении

Поэтому при увеличении коэффициента сопротивления гасителей надо увеличивать угол установки гасителя к горизонтали порядка 60° - 75°.

Проведенные расчеты показали также, что наилучшие динамические показатели имеют место при коэффициенте сопротивления гасителя 6-8 тсек/м и угле установки 60° - 75°. Так ускорения по кузову составляют 0,06-0,08& а по раме не превышают 0,5-0,6§ в диапазоне скоростей движения от 15 до 50 м/с (54-180 км/ч). При таких коэффициентах сопротивления гасителя и углах его установки обеспечивается необходимое соотношение демпфирующих сил в вертикальном и поперечном направлениях, а величины коэффициентов сопротивления близки к 0,25 .

Стандартный гаситель тележки КВЗ-ЦНИИ имеет коэффициент сопротивления, определенный по стендовой диаграмме порядка Р-12 тсек/м. Отсечка диаграммы предохранительным клапаном составляет порядка 1,5 т. Для указанных параметров гасителя были проведены расчеты для трех углов установки, равных 60° ,75° и 80° Результаты таких расчетов приведены на графиках рис 4,7-4.10.

Из этих результатов следует, что для стандартного гидравлического гасителя рациональной величиной установки,является 65° - 75°, т.к. при этом все рассмотренные динамические показатели вагона принимают минимальные значения.

Вертикальная реакция центрального подвешивания тележки (а) и вертикальная реакция рессорного комплекта буксового подвешивания (б)
Рис 4,7. Вертикальная реакция центрального подвешивания тележки (а) и вертикальная реакция рессорного комплекта буксового подвешивания (б):

1 -аг = 45°; 2-аг=60н; 3-аг=75°; 4-агг=80°

Рис.4.8. Боковая реакция в центральном подвешивании тележки (а) и рамная сила на колесной паре (б): 1 -аг = 45°; 2-аг=60°; 3-аг=75°; 4-аг=80°

1 -аг = 45°; 2-«г=60°; 3-«г=75°; 4-огг=80с

Вертикальные ускорения кузова и рамы (а) и поперечные ускорения кузова и
Рис.4.10. Вертикальные ускорения кузова и рамы (а) и поперечные ускорения кузова и

рамы (ё м 1 сек ) (б):

Выбор коэффициентов сопротивления гасителей при раздельном демпфировании колебаний в центральном подвешивании и отсутствии фрикционных гасителей в буксовой ступени | Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ | Влияние жесткости и демпфирующих свойств упругих прокладок в буксовом подвешивании на динамические показатели вагона