Дослідження спільної роботи гальм рухомого складу залізниць Польщі в поїздах Укрзалізниці

При проведенні поїздних динамічних випробувань поїзда, складеного із цистерн ДЕЦ, і комбінованих поїздів були виявлені особливості управління гальмами таких поїздів і розроблені рекомендації, які дозволили включати цистерни ДЕЦ в поїзда Укрзалізниці. На основі рекомендацій розроблена “Инструкция по обслуживанию тормозов цистерн ДЭЦ в поездах УЗ (для осмотрщиков вагонов и машинистов локомотивов) ” яка затверджена Генеральним директором Укрзалізниці та впроваджена в практику на залізницях України. 

Побудована математична модель повітророзподільника, яка відзеркалює його роботу при різних параметрах гальмівної мережі та вузлів самого повітророзподільника, що дозволить при визначенні динамічної навантаженості рухомого складу методами математичного моделювання під час гальмування і відпуску гальм враховувати вплив на процеси, що відбуваються в гальмівній мережі, самих повітророзподільників. 

Безаварійне водіння комбінованих поїздів з цистернами ДЕЦ в теперішні часи на залізницях України доказує правильність основних положень і висновків, приведених в роботі. 

Особистий внесок здобувача. 

Участь у розробці математичної моделі комбінованих поїздів з різними гальмівними системами для дослідження динамічної навантаженості їх при гальмуванні. 

Участь у розробці математичної моделі пневмомеханічної системи повітророзподільника, як нелінійної системи. 

Організація та постановка експериментів по дослідженню процесів під час гальмування комбінованих поїздів, обробка і аналіз їх результатів, дослідження з допомог7ою ПЕОМ процесів у гальмівній системі вагона і в поїзді при гальмуванні. 

Апробація результатів дисертації. 

Основні результати досліджень доповідались, обговорювались і одержали позитивні відгуки на ІХ Міжнародній конференції “Проблеми механіки залізничного транспорту” (м. Дніпропетровськ, 1996), 4-ій Міжнародній конференції “RAILWAY BOGIES AND RUNNING GEARS” (BUDAPEST, 1998), науковому семінарі кафедри “Вагоны”. 

Публікації. 

Результати дисертації опубліковані в трьох статтях у збірниках наукових праць (два збірники Дніпропетровського державного технічного університету залізничного транспорту і один Брянського державного технічного університету) та в матеріалах двох міжнародних конференцій. 

Структура та обсяг дисертації. 

Дисертація складається із вступу, трьох розділів, висновків та одного додатка. Повний обсяг дисертації 128 сторінок, з них ілюстрації (у кількості 45) займають 25 сторінок; таблиці (у кількості 11) займають 7 сторінок; список використаних джерел (82 найменування) займає 9 сторінок, додаток займає 10 сторінок. 

 

 

В першому розділі висвітлені основні вимоги країн-учасниць МСЗ (UIC) до гальм, описана гальмівна система модернізованої цистерни ДЕЦ типу 406Р (пневматична та механічна частини), а також зроблені розрахунки і аналіз гальмівних характеристик при різних режимах повітророзподільника (в тому числі при зіпсованому або неправильно відрегульованому переключателі передаточного відношення). 

Сучасний стан питання досліджень перехідних процесів руху поїздів викладено в монографії Є.П. Блохіна і Л.А. Манашкіна “Динамика поезда”. Проблеми динаміки наливних поїздів відображені в книзі Ю. М. Черкашина “Динамика наливного поезда”. 

 Наливний поїзд, складений із цистерн, частково заповнених рідиною, представляє собою складну механічну систему з безконечним числом ступенів свободи, в якій виникають хвильові процеси, в тому числі обумовлені рухом рідини відносно котла цистерни. При вирішенні задачі поздовжніх коливань наливного поїзда з використанням методів математичного моделювання необхідно побудувати таку математичну модель, яка дозволяла би враховувати рухомість рідини в цистерні, так як специфіка рідини в великій мірі впливає на протікання перехідних процесів у поїзді, і разом з тим була би досить простою, наочною та описувала б реальні динамічні процеси з необхідною для практичних задач точністю. 

Таким чином, одним із основних етапів побудови математичної моделі наливного поїзда є вирішення задачі руху одиночної цистерни, частково заповненої рідиною. В загальному випадку така задача являє собою дослідження руху абсолютно твердого тіла, або тіла, яке деформується, заповненого рідиною під дією зовнішніх сил і є достатньо складною нелінійною задачею гідродинаміки. 

Структура лінеаризованих гідродинамічних рівнянь руху системи тіло-рідина дозволяє використати підхід, запропонований А. Ю. Ішлінським, при якому коливання рідини частково заповнюючої порожнину, ототожнюється коливанням механічної системи з кінцевим числом ступенів свободи. В цьому випадку вихідна система тіло-рідина може бути представлена у вигляді деякого еквівалентного твердого тіла з прикріпленими до нього маятниками. При певному виборі параметрів еквівалентного тіла з маятниками така система є точним механічним аналогом вихідного тіла з рідким заповнюванням (рис. 1). 

Рівняння руху такого механічного аналогу мають вид: 

 

де: х0 – абсолютне переміщування маси m0; qn – переміщування маси mn â? äносно маси m0; n – n-а власна частота коливань рідини; 

 

Для розглядаємої чотирьохвісної цистерни типу 406Р (об’єм 61, 2 м3, радіус R=1, 41 м, довжина котла L=10, 3 м), заповненої метанолом щільністю =0, 79 т/м3 з експлуатаційним недоливом 0, 38 м, що відповідає загальній масі метанолу в котлі цистерни 44т, одержані такі параметри механічного аналога цистерни (табл. 1). 

Одержана таким чином дискретна механічна модель цистерни, частково заповненої рідиною, використовувалась для дослідження перехідних режимів руху наливних поїздів. 

 

Таблиця 1

Параметри механічного аналога цистерни 

 

Розрахункова схема наливного поїзда (рис. 2) представлена у виді одномірного розгалуженого ланцюжка, кільця якого є розрахунковими схемами окремих екіпажів, з’єднаних між собою упругов’язкими податливими елементами. 

Гвинтовий стяжний пристрій працює при розтяганні по силовій характеристиці гумометалевого поглинаючого апарату, показаній на рис. 3, а буфера категорії С працюють тільки на стискання