Улучшение показателей динамических качеств локомотива на основе модернизации рессорного подвешивания и совершенствования методики его расчета

• Автор: Смалев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПУТИ

1.1. Анализ исследований, посвященных динамике подвижного состава и пути

1.2. Анализ технических решений, повышающих динамические качества подвижного состава

1.3. Взаимодействие экипажа и пути при динамическом вписывании в кривые участки железных дорог.
1.4. Обоснование актуальности работы. Постановка цели и задач настоящего исследования.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЛОКОМОТИВА СЕРИИ ВЛ ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ ПО НЕРАВНОУПРУГОМУ ПУТИ.

2.1. Расчетная схема и параметры экипажной части локомотива ВЛ

2.2. Математическая модель динамики экипажной части локомотива

В Л и ее свойства.

2.3. Воздействие железнодорожного пути на движущийся экипаж.

2.4. Моделирование динамики железнодорожного экипажа статистическими методами
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ПУТИ ПРИ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ПОДВИЖНЫМ СОСТАВОМ
3.1. Математическое моделирование возмущения пути как случайного воздействия на рельсовый экипаж.
3.2. Исследования отечественных специалистов в области статистической динамики экипажей
3.3. Обоснование выбора и анализ математической модели неровности пути, задаваемой спектральной плотностью А.И. Беляева.
3.4. Современное состояние пути на железных дорогах России и модификация математической модели неровности А.И. Беляева.
3.5. Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ДИНАМИКИ ЛОКОМОТИВА ВЛ.
4.1. Метод определения модуля частотной передаточной функции.
4.2. Метод вычисления несобственного интеграла от дробнорациональной функции.
4.3. Результаты расчетов статистической динамики локомотива ВЛ.
4.4. Влияние сил трения в листовых рессорах на динамику локомотива.
4.5. Анализ полученных результатов расчетов и их применение
4.6. Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. ПОВЫШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ ЛОКОМОТИВА ВЛ ПУТЕМ МОДЕРНИЗАЦИИ ЕГО РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ
5.1. Показатели динамических качеств тягового подвижного состава нового поколения.
5.2. Расчет параметров и силовой характеристики компенсирующего устройства, повышающей динамические качества локомотива ВЛ.
5.3. Оценка экономической эффективности модернизации рессорного
подвешивания
5.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Это особенно важно сейчас, когда на практике установлена значительная склонность локомотивов к боксованию при ведении поездов повышенной массы и длины в кривых. Необходим постоянный контроль состояния устройств лубрикации, так как требуется поддержание их высокой точности. Возникает сложность обслуживания путевых лубрикаторов ввиду их значительной удалнности от станций. Конструкция лубрикаторов, размещаемых на локомотиве, в достаточной степени сложна и также требует тщательного контроля. Важно отметить, что в случае применения лубрикаторов для достижения необходимого полезного эффекта требуется значительный расход смазки. К тому же лубрикация требует выбора смазки с определнными свойствами, что вследствие широкого диапазона изменения климатических условий на всей протяженности территории страны, а также сложных погодных условий в отдельных регионах, становится в достаточной мере сложным. В ходе исследований было установлено, что при входе в кривую все тележки многосекционных электровозов уже на первых метрах пути устанавливаются в положение наибольшего перекоса и сохраняют его до выхода их кривой. Очевидно также, что движение тяжеловесных поездов с малыми скоростями увеличивает поперечные силы в кривых. Как следствие, во многих работах акцент был сделан на создание системы, осуществляющей перевод колсной пары в радиальное положение при движении локомотива в кривой. Для этого были разработаны, например, схемы активного направления экипажей и механического, гидравлического сбалансирования колсных пар в горизонтальной плоскости. При этом существует предположение о нецелесообразности использования локомотивов с ходовой частью, в которой колса не сформированы в колсные пары, по причине сложности реализации такой конструкции и е эксплуатации. Зато предлагается использование колсных пар с независимо вращающимися на оси колесами с упругой связью между ними. Однако дальнейшие исследования показали, что при пассивной установке для любой системы радиальное положение в полной мере недостижимо и существующего конструктивного решения ходовой части локомотивов и строения пути недостаточно для решения проблемы износа, поэтому далее рассматривались возможности принудительного разворота тележки за счт действия сил, препятствующих е переходу в положение перекоса . Вследствие этого разрабатывались системы управления положением экипажа и его элементов в прямых и кривых участках пути. Целью такого управления является минимизация бокового давления гребня колеса на рельс за счт выбора оптимального положения тележки в колее. Интуитивно можно полагать, что оптимальным будет положение хордовое для тележки и радиальное для каждой колсной пары либо близкое к этому. Поскольку обобщнные координаты модели ходовой части взаимосвязаны, достаточно управление по одной из координат, хотя возможно управление и по каждой координате отдельно. При осуществлении управляющего воздействия желательно не допускать отрицательных углов перекоса, то есть так называемого перерегулирования. Данный способ снижения интенсивности износа гребней локомотивных колс является достаточно эффективным и перспективным. В реальных условиях эксплуатации существуют лишь ограниченные возможности пассивного снижения влияния отрицательных факторов на эффективность эксплуатации локомотивов в кривых малого радиуса . Для радикального решения проблемы необходимо разрабатывать системы автоматического управления положением локомотивных тележек в рельсовой колее. При этом можно предположить, что для большей эффективности системы управления, необходима реализация алгоритма формирования управляющего воздействия с опережением. Также, возможно, необходима некоторая избыточность средств управления, то есть способность системы управлять каждой обобщнной координатой отдельно с целью недопущения отклонения положения элементов данной системы от требуемых. Таким образом, можно утверждать, что основным фактором, влияющим на безопасность движения поездов являются динамические силы, возникающие при взаимодействии подвижного состава и пути.