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⇒