Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 7
1.1. Анализ исследований взаимодействия локомотива и пути при движении в прямых и кривых участках 7
1.2. Анализ исследований по оценке влияния геометрии профилей колёс и рельсов на взаимодействие подвижного состава и пути 20
1.3. Анализ исследований влияния трибологического состояния колёс и рельсов на динамику взаимодействия экипажей и пути 26
1.4. Анализ исследований влияния силы тяги на динамику взаимодействия колёс экипажей и пути 30
1.5. Выводы по анализу работ и задачи исследований 32
Глава 2. Методика теоретических исследований движения грузового тепловоза в режимах выбега и тяги 34
2.1. Разработка математической модели пространственных колебаний грузового шестиосного тепловоза для исследования движения в режимах выбега и тяги 34
2.2. Методика компьютерного моделирования пространственных колебаний локомотива при движении по пути произвольного очертания в режимах выбега и тяги 54
Глава 3. Результаты теоретических исследований влияния триботехнического состояния колёс и рельсов на динамику движения грузового тепловоза в режимах выбега и тяги 68
3.1. Анализ динамических качеств тепловоза ТЭ116 и сравнение с данными натурных испытаний 68
3.2. Влияние силы тяги на ходовые качества и износ гребней колёс тепловоза 2ТЭ116 77
3.3. Влияние геометрии профилей колёс и рельсов на динамику движения тепловоза в режиме выбега и тяги 87
3.4. Влияние трибологического состояния колёс и рельсов на динамику движения тепловоза в режимах выбега и тяги 109
3.5. Выводы по анализу теоретических исследований 134
Глава 4. Экспериментальные исследования по оценке влияния триболо гического состояния колёс и рельсов на динамику движения грузового тепловоза 137
4.1. Методика исследований 137
4.2. Боковое воздействие локомотива не путь при различном трибологи-ческом состоянии рельсов 143
4.3. Выводы по экспериментальным исследованиям 147
Общие выводы и рекомендации 148
Литература 151
Приложение 166
- Анализ исследований по оценке влияния геометрии профилей колёс и рельсов на взаимодействие подвижного состава и пути
- Анализ исследований влияния силы тяги на динамику взаимодействия колёс экипажей и пути
- Методика компьютерного моделирования пространственных колебаний локомотива при движении по пути произвольного очертания в режимах выбега и тяги
- Влияние силы тяги на ходовые качества и износ гребней колёс тепловоза 2ТЭ116
Введение к работе
В настоящее время во всём мире широко ведутся исследования по проблеме взаимодействия рельсовых экипажей и пути и, в частности, подсистемы колесо - рельс, которая помимо чисто экономического аспекта (потери энергоресурсов на преодоление сопротивления движению, износ колёс и рельсов), тесно связана с обеспечением безопасности движения железнодорожного транспорта.
В связи с тем, что на железнодорожном транспорте мира в последнее десятилетие всё большее внимание уделяется экономическим факторам, обусловленным конкурентным выживанием его в общей транспортной системе, сокращение громадных эксплуатационных ресурсов, связанных с износом колёс и рельсов, она является одной из важнейших проблем.
Эта проблема комплексная. Можно выделить основные направления решения этой проблемы:
- применение специальных технических решений в конструкции экипажных частей рельсового подвижного состава (ПС), направленных на уменьшение угла набегания колёсных пар и скольжения в контакте колёс с рельсами (радиальная установка колёсных пар в кривой, свободное вращение колёс на оси);
- использование специальных профилей колёс и рельсов;
- рубрикация гребней колёс и рельсов.
В нашей стране первое направление реализуется в виде отдельных опытных конструкций тележек для различного подвижного состава, и не вышло из стадии эксперимента.
Второе направление используется более широко: предложены и испытаны десятки профилей колёс для тягового подвижного состава и вагонов, два типа профилей для наиболее распространённого рельса Р65. В настоящее время из всех экспериментальных профилей колёс наибольшее распространение получил профиль колеса, предложенный Днепропетровским металлургическим институтом (ДМетИ), который по своему очертанию близок к среднесетевому изношенному колесу. При разработке этого профиля и его внедрении основное внимание уделялось оценке его с точки зрения уменьшения износа колёс и рельсов, и в меньшей степени влияния на ходовую динамику рельсовых экипажей, на которых он использовался, особенно это касается локомотивов.
Третье направление - лубрикация гребней колёс и особенно рельсов вышло из стадии эксперимента и получило широкое признание на железнодорожном транспорте мира и России. Накоплен большой опыт, созданы новые эффективные смазки, оборудование и технологии по её нанесению на гребни колёс и рельсы.
Подробный анализ многих работ в области лубрикации показывает, что в них рассматривается проблема с позиций трибологии подсистемы колесо -рельс и результатов её действия с точки зрения уменьшения износа колёс и рельсов, энергозатрат на тягу- Практически не раскрыта это проблема с точки зрения влияния трибологического состояния контактирующей с рельсом колёсной пары на динамику взаимодействия подвижного состава и пути.
В ряде сообщений американских специалистов говорится о возможном увеличении воздействия на путь вагонов при лубрикации гребней колёс или боковой поверхности рельсов (особенно после их шлифования). По локомотивам информация отсутствует.
Вопрос влияния лубрикации на динамику взаимодействия подвижного состава и пути становится особенно актуальным после опытов, выполненных в 1997 г. американскими исследователями на железных дорогах США и Канады по смазыванию боковой поверхности наружного рельса и поверхности катания внутреннего. В результате был получен неожиданный эффект - снижение силы бокового воздействия вагонов на путь в кривых. Подобные опыты, но применительно к локомотивам, ведутся и в России ГУП ВНИТИ (г. Коломна).
Представляет значительный научный и практический интерес дать физическое объяснение этому явлению. Ориентируясь на локомотив, как на объект исследования, с учётом возможности его движения в режиме тяги и выбега, можно одновременно выявить роль силы тяги в динамике его взаимодействия с рельсом и износ колёс. Следует отметить, что вопрос влияния силы тяги локомотива на его динамические качества и особенно износ колёс до сих пор изучен явно недостаточно.
Автором поставлена цель изучить влияние силы тяги и триботехнического (профили и лубрикация) состояния подсистемы колесо - рельс на динамические качества и износ гребней колёс локомотива. В качестве объекта исследований принят грузовой тепловоз 2ТЭ116, экипажная часть которого перспективна не только по своим конструкторским решениям, но и имеет преимущества при применении асинхронных двигателей. Кроме того, для этого тепловоза, в своё время, был выполнен значительный объём динамических натурных испытаний и имеется большой опыт его эксплуатации.
Анализ исследований по оценке влияния геометрии профилей колёс и рельсов на взаимодействие подвижного состава и пути
Конический профиль колёс до сих пор распространён на различном подвижном составе многих стран мира. Несомненное преимущество, которое имеют конические колёса по сравнению с цилиндрическими с точки зрения уменьшения сопротивления качению и износа при движении в кривых, являются основной причиной их долголетия на железнодорожном транспорте. Однако практика эксплуатации рельсовых экипажей уже давно наталкивала исследователей на мысль о том, что в результате износа, хотя и меньшего по сравнению с цилиндрическими колёсами, постепенно изменяется первоначальная форма профиля колёс и меняются условия контакта. Эти изменения необходимо учитывать при исследовании динамики взаимодействия колёс с рельсами.
В числе первых исследователей, отметивших важность учёта фактических характеристик профилей колёс и рельсов, был Р. Девис [130], который считал, что при наличии определённых упругих связей колёсных пар с экипажем существует оптимальный профиль. Понимая, что коничность изношенных колёс при поперечном перемещении относительно рельсов изменяется нелинейно, Девис предложил в первом приближении, считая перемещения колёсной пары незначительными, использовать так называемую эффективную конусность, определяемую по формуле где R и R\ - радиусы кривизны рабочих поверхностей профилей колёс и головок рельсов соответственно. X. Хейман [114] дал несколько другое выражение для Х к колёсной пары с изношенными бандажами: где у о - угол наклона общей касательной в точке контакта колёс с рельсами при нахождении колёсной пары в среднем положении. X. Хейман впервые обнаружил, что в процессе износа колёс устанавливается одноточечный контакт, вместо первоначального двухточечного и профили колёс прирабатываются к профилю рельса. При этом уменьшается износ колёс (особенно гребней) и форма профиля стабилизируется. Он высказал мысль о целесообразности изменения первоначальной формы бандажа, придав ему сразу очертания, близкие к изношенному. Так возникла идея создания нового профиля. Такой профиль был разработан и применён впервые для паровозов инженером Лоттером. Начиная с 1953 года, он с небольшими изменениями был внедрён на железных дорогах ФРГ. В 1962-1963 гг. под руководством профессора Т. Мюллера был выполнен большой комплекс исследований нескольких профилей на различных типах рельсов [154]. На основании этих испытаний был предложен новый тип профиля колёс, который по своей форме соответствует изношенному, в дальнейшем он с некоторыми незначительными изменениями был принят как стандартный для всех видов подвижного состава, эксплуатируемого со скоростями до 160 км/ч. Профиль был назван DBII [156, 157]. В [75] обобщён опыт применения на железных дорогах ФРГ различных профилей колёс. Созданием специальных профилей колёс железнодорожного подвижного состава занимались и в других странах мира, в том числе и в нашей стране. В работе [117] проанализировано развитие конструкции рабочих поверхностей колёс железнодорожного подвижного состава в нашей стране и за рубежом. Даны описания профилей и приведены результаты испытаний и эксплуатации различного подвижного состава с новыми профилями колёс.
Профили колёс, используемые в настоящее время на тяговом подвижном составе железных дорог России, приведены в [35].
Учёт эффективной конусности позволяет линеаризовать дифференциальные уравнения колебаний колёсной пары с криволинейным профилем колёс, что значительно упрощает расчёты. В то же время многие исследователи пытались описать профиль бандажа аналитическими функциями и исследовать нелинейные колебания колёсной пары и различных экипажей [23, 109, 116, 156].
Так, С. Джонсон [149] составил уравнения колебаний колёсной пары с учётом "гравитационной" жёсткости колёсной пары,. обусловленной разностью горизонтальных проекций нормальных давлений левого и правого колёс в точках контакта. При определении скольжений в силах крипа учтена разность радиусов качения колёс в зависимости от поперечного смещения колёсной napffi. Мюллер в работе [154] привёл геометрические характеристики изношенного профиля - радиуса кривизны и тангенса угла наклона общей касательной к профилям рельса и колеса, а также разности радиусов Лг = Лг1 - Лг2 левого и правого колёс.
Анализ исследований влияния силы тяги на динамику взаимодействия колёс экипажей и пути
В большинстве теоретических и экспериментальных исследований ходовой динамики локомотивов, выполненных в нашей стране и за рубежом, рассматривается взаимодействие экипажа и пути в режиме установившегося движения без тяги (на выбеге).
Такая позиция исследователей может быть объяснена рядом причин: 1. Длительная практика натурных динамических испытаний локомотивов на выбеге и эксплуатационных наблюдений за их движением под тягой в составе показывают, что режим тяги не вносит существенных изменений в характер динамического взаимодействия локомотивов и пути. Подтверждением тому могут служить динамические испытания электровозов на Северо-Кавказской железной дороге, выполненные в 80-х годах отделением комплексных испытаний ВНИИЖТа под руководством В.Н. Шестакова. Тогда при испытаниях электровоза в тяговом режиме отмечено незначительное уменьшение динамических показателей локомотива в кривых. 2. Многими исследователями априорно высказывалось мнение, что при действии силы сопротивления движению на автосцепке локомотива со стороны поезда уменьшаются его колебания, поэтому режим выбега принято считать наихудшим и в этом режиме следует проводить испытания и давать оценку динамических качеств локомотива. Такое предположение, например, выдвинуто в одной из ранних фундаментальных работ по боковым колебаниям [46]. 3. Теоретическое изучение взаимодействия экипажа локомотива и пути в режиме тяги требует разработки и исследования значительно более сложных моделей, что, в общем было затруднительно в 70-80-х годах, когда уровни развития вычислительной техники и методов компьютерного моделирования не позволяли надёжно решать данную задачу. 4. Проведение динамических испытаний локомотивов в режиме тяги - это сложный и дорогостоящий эксперимент, результаты которого, если не исследовалась динамика самого тягового привода, не оправдывали тех целей, которые обычно ставились при таких испытаниях.
В последние годы в нашей стране и за рубежом появился ряд теоретических и экспериментальных работ в области динамики движения локомотивов в режиме тяги [21, 150].
К сожалению, в первой работе не акцентируется особое внимание на сравнении ходовой динамики и износа гребней колёс локомотива при движении на выбеге и в тяговом режиме. В работе немецких учёных проведён подробный анализ сил в контакте колёс с рельсами для четырёхосного скоростного электровоза. Отмечается, что действие тяги увеличивает силы поперечного воздействия экипажа на путь и углы набегания передних колёсных пар в кривой.
В [34, 81] рассматривается движение электровозов в режиме тяги главным образом с точки зрения электромеханических процессов в тяговом приводе и действия динамических сил в тяговых устройствах.
Таким образом, до настоящего времени нет чёткого и однозначного представления о влиянии силы тяги на динамику взаимодействия экипажной части локомотивов и пути.
Этот вопрос становится ещё более актуальным в свете решения злободневной в наше время проблемы - снижения износа колёс локомотива. В [19] при изучении горизонтальной динамики шестиосного тепловоза в кривых участках пути отмечается, что рост тягового момента на колёсах, имеющих одноточечный контакт, вызывает увеличение их износа, так как действие момента увеличивает продольный крип. Насколько нам известно, влияние силы тяги на износ гребней колёс при двухточечном контакте до сих пор никем не оценивалось.
В связи с возросшими требованиями к тяговому подвижному составу в отношении снижения силового и трибологического взаимодействий экипажа и пути, возникает необходимость теоретической и экспериментальной оценки некоторых принимаемых конструктивных и технологических мероприятий, используемых на железнодорожном транспорте применительно к грузовым локомотивам.
В частности, внедрение лубрикации колёс и рельсов, применение новых профилей бандажей на локомотивах изменяет триботехническое состояние системы колесо - рельс.
Из выполненного выше анализа работ следует, что лубрикация колёс и рельсов рассматривается в основном с точки зрения их износа, а не влияния на их силовое взаимодействие.
Недостаточно полно освещена область знаний по применению различных профилей колёс, особенно для тягового подвижного состава. Недостаточно изучено также влияние на происходящие процессы в системе колесо - рельс силы тяги локомотива, степени износа рельсов.
Целью диссертационной работы является исследование динамических качеств и изнашивания гребней колёс грузового тепловоза при различном трибо-техническом (очертания профилей и коэффициенты трения в точках контакта колёс и рельсами) состоянии системы колесо - рельс и движении в режимах выбега и тяги. Для достижения этой цели автор ставит и решает следующие задачи: 1. Разработка математической модели нелинейных пространственных колебаний грузового шестиосного тепловоза при движении в прямых и кривых участках пути в режимах выбега и тяги. 2. Разработка методики компьютерного моделирования движения локомотива в прямых и кривых участках пути: - создание путевой структуры; - моделирование профилей колёс и рельсов; - выбор показателей динамических качеств и показателей износа; - моделирование трибологического состояния рельсов; - моделирование режимов выбега и тяги. 3. Определение динамических показателей локомотива методом компьютерного моделирования и сравнение полученных результатов с данными натурных испытаний. 4. Оценка влияния силы тяги на показатели динамических качеств и изнашивание гребней колёс тепловоза. 5. Анализ влияния геометрии профилей колёс и рельсов на динамику и показатели износа гребней колёс тепловоза. 6. Исследование движения тепловоза по пути со смазанными рельсами. 7. Оценка результатов экспериментальных исследований влияния лубрика-ции колёс и рельсов на динамические качества локомотива.
Методика компьютерного моделирования пространственных колебаний локомотива при движении по пути произвольного очертания в режимах выбега и тяги
Исследования динамики локомотива с помощью описанной выше математической модели проводились с использованием специализированного программного комплекса UM Loco, разработанного совместно профессором кафедры "Прикладная механика" Д.Ю. Погореловым, профессором кафедры "Локомотивы" Г.С. Михальченко и созданного на базе пакета прикладных программ "Универсальный механизм" (UM) [88]. Следует отметить, что в разработку идеологии программного комплекса и его тестирования значительный вклад внесли специалисты ГУП ВНИТИ МПС во главе с B.C. Коссовым. Комплекс UM Loco предназначен для моделирования динамики железнодорожных экипажей и позволяет автоматизировать синтез дифференциальных уравнений их движения. Для учёта особенностей моделирования введён дополнительный модуль расчёта сил крипа и параметров путевой структуры (неровности рельсов и макрогеометрия колеи). Разработаны процедуры генерирования случайных неровностей по заданным спектральным плотностям, а также периодических и единичных неровностей любого типа. Создана визуальная среда для задания профилей колёс и рельсов. В список переменных, доступных пользователю для статистического анализа и графического отображения, добавлены переменные, характеризующие динамику экипажа. Комплекс позволяет моделировать движение в режимах выбега и тяги в прямых и кривых участках пути. Более подробно программный комплекс описан в руководстве пользователю.
При моделировании макрогеометрии пути в кривых участках в общем случае предусматривается создание S-образной кривой, рис.2.9.
Она состоит из: прямого начального участка заезда L0; двух переходных кривых длиной Р11 и Р12 для первой кривой постоянного радиуса R1, длиной SI и возвышением наружного рельса HI; прямой вставки длиной L; двух переходных кривых длиной Р21 и Р22; кривой постоянного радиуса R2, длиной S2 и возвышением наружного рельса Н2. Длина прямого участка L1 на выходе из S-образной кривой задаётся по умолчанию равной 40 м.
На переходных участках согласно Правилам технической эксплуатации железных дорог СССР [91] реализуются соответствующие уширения. Для построения геометрии переходной кривой (наружной рельсовой нити) используется уравнение кубической параболы.
Пример задания параметров S-образной кривой Параметры S-образной кривой задаются исследователем. На рис.2.10 приведен пример заполнения формы для задания параметров кривой. На идеальную макрогеометрию рельсовых нитей в прямых и кривых участках пути наложены случайные вертикальные и горизонтальные неровности. В общем случае, могут быть заданы как симметричные, так и кососимметричные неровности. Методикой предусмотрены два способа получения неровностей пути: 1. На основе выбранной исследователем в зависимости от состояния пути обобщенной спектральной плотности амплитуд неровностей, которая затем с помощью разработанной подпрограммы численного моделирования по алгоритму Раиса-Пирсона [69] генерируется в случайную геометрическую неровность по длине пути; 2. В виде конкретной геометрической неровности по длине пути, полученной в результате натурных измерений. На рис.2.11-2.14 приведены спектральные плотности вертикальных и горизонтальных неровностей для пути удовлетворительного состояния (по данным ВНИИЖТа) и их реализации, сгенерированные с помощью UM Loco. Имеются также геометрические неровности для кривых радиусом 300 и 600 м Озёрской ветки, на которой проводятся испытания различного подвижного состава специалистами ВНИТИ-МПС. Эти неровности синтезированы на кафедре "Локомотивы" БГТУ на основе данных измерений этих участков путеиз-мерителем со стрелой хорды 20 м и шагом 5 м. Одна из таких неровностей для кривой радиусом 300 м показана на рис.2.15. Моделирование профилей колёс и рельсов При исследовании ходовой динамики рельсового подвижного состава и решения задач взаимодействия колеса и рельса методами компьютерного моделирования необходимо определять точки контакта бандажей и рельсов. Причём профили могут быть как новые, так и с различной степенью износа. В программном комплексе точки контакта колеса и рельса определяются нахождением наименьшего расстояния между точками, принадлежащими линиям соответствующих профилей. Для определения контактных усилий важно иметь плавную и гладкую не только линию контура, но и график ее первой производной. Альбомные профили, заданные по точкам, как, например, ДМетИ [35], не годятся для использования при моделировании как минимум по трем причинам: - во-первых, у них неудобное расположение осей координат; - во-вторых, точность задания точек сопряжения их частей, недостаточна; - в-третьих, слишком большой шаг задания точек по координате у. Первая причина устраняется просто перемещением осей координат. Вторая - путём простых геометрических преобразований, в результате которых точность задания координат точек сопряжения повышается. Причем, только один из размеров, указанных в [35] принимается как правильный. Третья устраняется, например, путём применения так называемого Р-сплайна [1, 18, 47]. Для ввода профиля как нового, так и изношенного бандажа или рельса были разработаны некоторые правила. Из рис.2.16 видно, как именно нужно располагать оси координат для ввода данных. Такой выбор расположения осей, более удобен для компьютерного моделирования. Для ввода профиля бандажа начало координат должно находиться в точке пересечения линии круга катания и поверхности бандажа. Для ввода профиля рельса нужно расположить начало координат в точке пересечения средней линии и поверхности рельса. Сам ввод контура в программу осуществляется путём задания координат z с некоторым шагом по оси у. Допускается не задавать ту часть профиля, где контакт невозможен. Известно, что геометрическое состояние системы колесо - рельс, в данном случае контактируемых профилей, в значительной степени зависит как динамические свойства рельсовых экипажей, так и износ колёс и рельсов. Из всего многообразия профилей колёс, эксплуатируемых на железнодорожном подвижном составе, можно выделить три основных: конический профиль, реализующий двухточечных контакт; криволинейный в сторону гребня профиль, который по своему очертанию соответствует изношенному и реализующий одноточечный контакт, например, профиль колёс ДМетИ и облегающий изношенный профиль, который в поперечном сечении даёт некоторую линию контакта. К последнему можно отнести среднесетевой изношенный (в основном по прокату) профиль колёс.
Влияние силы тяги на ходовые качества и износ гребней колёс тепловоза 2ТЭ116
Анализ работ в области исследований влияния тяги на энергетику взаимодействия локомотива и пути (п. 1.4) показал, что до настоящего времени нет чёткого и однозначного представления о роли силы тяги. Учитывая возможности разработанной в главе 2 математической модели пространственных колебаний шестиосного экипажа локомотива и методики компьютерного моделирования, реализованной в программном комплексе Um Loco, рассмотрим обозначенную проблему применительно к грузовому тепловозу ТЭ116 в режимах выбега и тяги. Ограничимся изучением проблемы для локомотива, имеющего профили колёс двух типов: стандартный конический профиль по ГОСТ 11018-87, черт. И477.00.00 и профиль ДМетИ с тонким гребнем (30 мм) [35], который в последнее время широко используется в эксплуатации. Профили рельсов приняты новыми типа Р65, исполнение 1. Для оценки динамических качеств приняты показатели, используемые в практике натурных ходовых испытаний локомотивов (вертикальные и горизонтальные ускорения кузова, коэффициенты динамики, рамные силы), для оценки износа гребней колёс - углы набегания колёсных пар на наружный рельс и фактор износа в виде удельной работы сил трения на гребне. Кроме того, анализировались силы, действующие в точках контакта колёс с рельсами (направляющие и боковые силы, силы крипа, сила трения на гребне колеса при его контакте с рельсом). Тепловоз со стандартными коническими колёсами Изучалось движение экипажа тепловоза ТЭ116 в прямом участке пути длиной 300 м с неровностями, соответствующими удовлетворительному содержанию пути (см. п.2.2), при скоростях 60, 80, 100 и 120 км/ч. Проанализируем влияние силы тяги на максимальные значения некоторых из перечисленных выше показателей, табл. 1 приложения 2. Действие силы тяги локомотива практически не повлияло на вертикальные и горизонтальные ускорения кузова, рис.3.17 и 3.18.
В большей степени сила тяги влияет на коэффициенты вертикальной динамики Кд, которые, например, увеличиваются на 3-й и 6-й осях при V = 60 км/ч на55%иЗЗ% соответственно, что связано в основном с перераспределением квазистатической нагрузки по осям из-за действия силы тяги, см. рис.3.19 и 3.20. Изменения коэффициентов динамики на первых осях тележек меньше и не превышает 20 %. Нормальные силы в точках контакта колёс с рельсами изменяются примерно в тех же пропорциях. Здесь и далее при анализе динамики локомотива в прямой на рисунках приведены значения контактных сил по левым по ходу движения колёсам. Наличие силы тяги незначительно влияет на рамные и боковые силы, рис.3.21-3.24. Их изменение по отдельным осям и колёсам не более 3...7 %. Рассмотрено также влияние силы тяги на продольные и поперечные силы крипа. Характер изменения продольных сил крипа для скорости V = 60 км/ч ляющей продольных сил крипа остаётся практически без изменений. В режиме выбега на левой и на правой сторонах знак продольных сил крипа может быть разным, т.е. они меняются синфазно, а в режиме тяги они одного знака, что связано с реализацией силы тяги. Поперечные силы крипа в режиме тяги и выбега отличаются незначительно как по характеру, так и по величине. Рассмотрено движение тепловоза в кривом участке пути радиусом 300 м и возвышением 0,09 м. Вертикальные неровности приняты по обобщённому спектру, предложенному ВНИИЖТ для пути удовлетворительного состояния, а горизонтальные соответствуют неровностям, идентифицированным по данным путеизмерителя, полученным специалистами ВНИТИ на Озёрской ветке. Для понимания сложных явлений, происходящих в контакте колёс с рельсами, влияющих на силовое взаимодействие и износ колёс, моделировалось движение по пути без неровностей и с неровностями, табл.2, 5 приложения 2. Компьютерные "заезды" локомотива в кривые производились для трёх значений скорости: 30; 46,6 (равновесная скорость) и 70 км/ч, что соответствует значениям непогашенных ускорений -0,3; 0 и 0,7 м/с . Рассмотрим сначала результаты моделирования движения экипажа по пути без неровностей (квазистатическое движение). Отметим, прежде всего, что действие силы тяги никак не отражается на установке тележек экипажа в кривой. Во всех случаях обе тележки движутся в положении свободной установки, когда на наружный рельс набегают первые две колёсные пары, а третья катится, не набегая на рельсы. Из приведённых на рис.3.27 зависи мостей рамных сил первой на колёсной паре видно, что наиболее-существенное отличие в силах наблюдается при наи меньшей из рассматриваемых скоро стей движения, когда сила тяги доста 30 50 V, км/ч Рис.3.27. Рамные силы на первой оси: точно велика- Рамные силы ПРИ этой выбег; тяга скорости в режиме тяги на 15 % больше, чем на выбеге. Следует отметить, что максимум рамных сил, независимо от режима движения, возникает на 1-й колёсной паре.
