В качестве параметра демпфирования в расчетах принят коэффициент неупругого сопротивления. Этот коэффициент определяет линейную зависимость между демпфирующей силой и скоростью деформации связи.
Поиск рациональных значений коэффициентов неупругого сопротивления в продольных и поперечных связях колесных пар с рамой тележки осуществлялся при найденном ранее рациональном значении продольной жесткости 300 т/м.
В данной серии расчетов изменялся коэффициент неупругого сопротивления сначала в продольной связи, а затем в поперечной. Оказалось, что значения этих коэффициентов ощутимо влияют на боковые силы в центральном подвешивании, рамные силы и мощности сил трения между колесом и рельсом. Причем определяющим фактором является демпфирование не в продольном, а в поперечном направлении. Результаты указанных расчетов сведены в табл. 6.2. Эти результаты получены для скорости движения 70 м/с (252 км/ч) в прямом участке пути с периодическими неровностями рельсов в вертикальной и горизонтальной плоскостях амплитудами 10 мм и длиной 17 м.
Из табл.6.2 видно, что при отсутствии демпфирования в продольных и поперечных связях боковые силы в центральном подвешивании, мощности сил трения между колесом и рельсом и рамные силы имеют максимальные значения.
Расчетное изменение коэффициента неупругого сопротивления в продольной связи от 0 до 2,0 тсек/м показало, что для обеспечения минимума рамных сил, равного 11,21 т, оптимальной величиной коэффициента сопротивления является 1,2 тсек/м.
|
Коэффициенты неупругого сопротивления (тс/м) |
Боковая сила в центральном подвешивании (т) |
Средние мощности сил трения (кгм/с) |
Рамные силы (т) |
||
|
В продольном направлении |
В поперечном направлении |
обод |
гребень |
||
|
0 |
0 |
2.773 |
72.40 |
57.67 |
11.66 |
|
0.4 |
0 |
2.773 |
71.08 |
57.05 |
11.50 |
|
0.8 |
0 |
2.772 |
70.46 |
56.74 |
11.39 |
|
1.2 |
0 |
2.776 |
70.10 |
56.65 |
11.21 |
|
1.6 |
0 |
2.770 |
69.91 |
56.73 |
11.41 |
|
2.0 |
0 |
2.774 |
71.60 |
57.30 |
11.46 |
|
1.2 |
0.4 |
2.703 |
69.21 |
57.95 |
10.44 |
|
1.2 |
0,8 |
2.628 |
67.40 |
59.15 |
9.43 |
|
1.2 |
1.2 |
2.541 |
65.74 |
58.31 |
8.12 |
|
1.2 |
1.6 |
2.445 |
64.18 |
57.00 |
7.32 |
|
1.2 |
2.0 |
2.357 |
64.05 |
55.68 |
6.03 |
|
1.2 |
2.4 |
2.296 |
65.36 |
55.20 |
4.07 |
|
1.2 |
2.8 |
2.218 |
64.74 |
54.34 |
3.53 |
|
1.2 |
3.2 |
2.129 |
63.47 |
53.57 |
3.49 |
|
1.2 |
3.6 |
2.055 |
62.42 |
52.89 |
3.46 |
|
1.2 |
4.0 |
1.979 |
61.56 |
52.27 |
3.44 |
|
1.2 |
4.4 |
1.971 |
60.83 |
51.70 |
3.43 |
|
1.2 |
4.6 |
1.918 |
60.50 |
51.43 |
3.42 |
|
1.2 |
4.8 |
1.897 |
60.21 |
51.17 |
3.42 |
|
1.2 |
5.2 |
1.860 |
59.67 |
50.67 |
3.47 |
|
1.2 |
5.6 |
1.828 |
59.21 |
50.19 |
3.55 |
|
1.2 |
6.0 |
1.801 |
58.81 |
49.74 |
3.62 |
|
1.2 |
6.4 |
1.777 |
58.45 |
49.30 |
3.70 |
|
1.2 |
6.8 |
1.757 |
58.13 |
48.88 |
3.77 |
|
1.2 |
7.2 |
1.740 |
56.86 |
48.48 |
3.83 |
|
1.2 |
7.6 |
1.724 |
57.61 |
48.10 |
3.90 |
|
1.2 |
8.8 |
1.688 |
57.04 |
47.02 |
4.08 |
|
1.2 |
9.8 |
1.664 |
56.67 |
46.18 |
4.22 |
Изменение коэффициента неупругого сопротивления в поперечной связи колесной пары с рамой (табл.6.2) в пределах от 0,4 до 10 тсек/м показало, что минимум рамных сил, равный 3,42 т, имеет место при коэффициенте сопротивления 4,6 тсек/м.
Следовательно, можно считать, что оптимальными значениями коэффициентов неупругого сопротивления, дающими минимум рамных сил, являются:
— в продольном направлении 1,2 тсек/м;
— в поперечном направлении 4,6 тсек/м.
При таких значениях коэффициентов демпфирования рамная сила достигла минимума, равного 3,42 т.
Боковая сила в центральном подвешивании снизилась с 2,773 т до 1,918 т.
Мощности сил трения на ободе колеса и на гребне снизились соответственно с 72,4 кгм/сек до 60,5 кгм/сек и с 57,67 кгм/сек до 51,43 кгм/сек.
Следует отметить, что мощности сил трения на ободе и гребне падают и при дальнейшем увеличении коэффициентов неупругого сопротивления по сравнению с их оптимальными значениями, однако при этом начинают возрастать рамные силы (см.табл.6.2). То же самое можно сказать и об уменьшении боковой силы в центральном подвешивании с ростом коэффициентов демпфирования в поперечном направлении.
Данная конструкция тележки не имеет- демпферов вертикальных колебаний в буксовом подвешивании. Роль дополнительных амортизаторов в буксовом подвешивании выполняют упругие резиновые прокладки под пружинами. Параметры этих прокладок (жесткости и коэффициенты внутреннего трения) были определены расчетным путем при исследованиях по модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ (см.гл. 4).
В четвертой главе также были определены параметры гидравлических гасителей раздельного действия в центральном подвешивании. Расчеты, выполненные при скоростях движения до 70 м/с (252 км/ч), показали, что наилучшими величинами коэффициентов сопротивления гасителей центрального подвешивания являются:
— в вертикальном направлении 5-7 тсек/м;
— в горизонтальном 2,5 тсек/м.
Для выбранных параметров рессорного подвешивания скоростного вагона были определены показатели плавности хода. Наряду с динамическими показателями, такими как вертикальные и боковые силы, ускорения, мощности сил трения между колесами и рельсами, рамные силы, показатели плавности хода анализировались в зависимости от состояния пути. При этом в качестве показателей состояния пути были приняты длины вертикальных и горизонтальных неровностей рельсов и ширина колеи, имеющая отступления от номинальных размеров.
⇐Влияние жесткости продольных связей колесных пар с рамой тележки на динамические показатели вагона в прямых участках пути | Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ | Анализ динамических показателей вагона в зависимости от состояния пути⇒