МОТОРНОЕ ШАССИ ДЛЯ РЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
MOTORISED UNDERFRAME FOR RAIL VEHICLES

Изобретение касается моторного шасси для рельсовых транспортных средств, в частности для высокоскоростных поездов.
Значительно возросшие скорости движения рельсовых транспортных средств приводят к повышенным требованиям к шасси. На них передается вес вагона, а также действие развиваемых каждой колесной парой движущих и тормозных сил. При движении шасси на прямом или криволинейном участки рельсового пути оно воспринимает силы, которые действуют в вертикальной и горизонтальной плоскости при взаимодействии колесных пар с рельсами.
Из US 4353309 A известно моторное шасси, которое вмещает в себя элементы привода, тормозного оборудования и подрессоривания, а также имеет две колесные пары, которые оперты на раму, включающую в себя два лонжерона и две поперечины.
В RU 2441785 C2 представлено моторное шасси высокоскоростного рельсового транспортного средства, которое вмещает в себя элементы привода, тормозное оборудование и компоненты подрессоривания, и имеет две опертые на раму колесные пары, при этом каждая колесная пара включает в себя ось, одноступенчатый редуктор со смещением осей и два напрессованных на ось колеса, которые имеют на дисковой части по два тормозных диска и два гнездовых узла, каждый из которых снабжается сенсором температуры, при этом для соединения названного понижающего редуктора с электрическим приводным двигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, рама образована двумя изогнутыми вниз их средней областью лонжеронами и одной поперечиной, которая соединяет друг с другом средние области лонжеронов, при этом на лонжеронах предусмотрены крепежные элементы для колесных пар, на поперечине предусмотрены крепежные элементы для двух электрических приводных двигателей и для дискового тормозного оборудования для каждого колеса, при этом в средней области поперечины выполнен технологический проем, который позволяет располагать элементы лемнискатного механизма.
В основе изобретения лежит задача, предложить моторное шасси, которое обладает плавностью хода и пригодно для применения в рельсовых транспортных средствах.
Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством того, что моторное шасси высокоскоростного рельсового транспортного средства выполнено таким образом, что оно вмещает в себя элементы привода, тормозного оборудования и подрессоривания, а также по меньшей мере две опертые на раме колесные пары, при этом по меньшей мере одна колесная пара имеет ось, двухступенчатый редуктор со смещением осей и два напрессованных на ось колеса, которые имеют на дисковой части по два тормозных диска и два гнездовых узла, каждый из которых снабжается сенсором температуры, при этом для соединения названного редуктора с электрическим приводным двигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, рама образована двумя изогнутыми вниз их средней областью лонжеронами и одной поперечиной, которая соединяет друг с другом средние области лонжеронов, при этом на лонжеронах предусмотрены крепежные элементы для колесных пар, на поперечине предусмотрены крепежные элементы для двух электрических приводных двигателей и для дискового тормозного оборудования для каждого колеса, при этом в средней области поперечины выполнен технологический проем, который позволяет располагать элементы лемнискатного механизма, и, кроме того, шасси дополнительно имеет гаситель угловых колебаний, который одним концом крепится к раме, а другим концом соединен с выполненным независимо от рамы и соединенным своей консолью с кузовом вагона несущим кронштейном.
В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления информация сенсора температуры каждого гнезда может передаваться на пульт обслуживания транспортного средства.
Двухступенчатое исполнение понижающего редуктора с креплением колесной пары на его оси и снабжением понижающего редуктора креплениями к раме шасси, а также соединение понижающего редуктора с приводным двигателем через зубчатую муфту с дуговыми зубьями позволяет значительно повысить эффективность передачи вращающего момента, снизить потери на трение и повысить надежность крепления элементов, что ведет к улучшению скоростной характеристики транспортного средства. Однако известно, что повышение скорости транспортных средств из соображений техники безопасности возможно только при условии повышения эффективности тормозов.
Для повышения эффективности тормозов используются дисковые тормоза, при этом каждое напрессованное на ось колесо на дисковой части должно иметь два тормозных диска, благодаря чему может увеличиваться полезная поверхность взаимодействия элементов тормоза и соответственно повышаться эффективность торможения.
При выполнении рамы предложенной формы, имеющей изогнутые лонжероны и только одну поперечину, которая имеет технологический проем, позволяющий помещать элементы лемнискатного механизма, может снижаться вес рамы и сопротивление набегающего потока во время движения, а также повышаться эффективность восприятия и передачи движущих и тормозных сил. Наличие дополнительных крепежных элементов позволяет применять дисковое тормозное оборудование. Все вышеперечисленное позволяет улучшать скоростной режим рельсового транспортного средства.
Для повышения восприятия и передачи движущих и тормозных сил, а также для повышения комфорта подрессоривание может быть выполнено двухступенчатым, при этом вторая ступень подрессоривания может быть пневматической.
Изобретение поясняется подробнее с помощью чертежей.
Показано:
фиг. 1 - основная конструкция предложенного шасси на виде сверху;
фиг. 2 - основная конструкция предложенного шасси на виде сбоку.
Описанное в рамках настоящего изобретения шасси предназначено для использования на пассажирском рельсовом транспортном средстве, при этом для повышения удобства использования и для улучшения условий технического обслуживания предполагается, что все шасси имеют модульную конструкцию и основные конструктивные узлы в моторных и безмоторных шасси выполнены по возможности идентично.
Моторное шасси 1 высокоскоростного рельсового транспортного средства выполнено таким образом, что оно имеет элементы привода, тормозного оборудования и подрессоривания, а также две опертые на раму колесные пары 2.
Каждая колесная пара состоит из одной оси, двух гнездовых узлов, двух колес, двух тормозных дисков на дисковой части каждого колеса и двухступенчатого редуктора со смещением осей.
Закрепленные на дисковой части каждого колеса тормозные диски позволяют увеличивать поверхность фрикционного контакта при торможении, снижать динамические и температурные нагрузки колес и элементов тормозной системы и использовать тормозные силы, при значительном сокращении тормозного пути рельсового транспортного средства.
Каждый гнездовой узел снабжается сенсором температуры, информация которого может передаваться онлайн на пульт обслуживания рельсового транспортного средства, что позволяет выполнять постоянный контроль и регулировать процессы торможения и ускорения при движении.
Для передачи вращающего момента приводного двигателя 5 на двухступенчатый осевой понижающий редуктор предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями. Предложенное техническое решение позволяет повышать эффективность передачи вращающего момента путем повышения коэффициента полезного действия зубчатой муфты и снижения потерь на трение.
Части двухступенчатого редуктора со смещением осей, а именно, лабиринтное кольцо, подшипник и зубчатое колесо, напрессовываются или насаживаются на отдельные места крепления названного редуктора в горячем состоянии.
Колеса напрессовываются на ось посредством посадки в холодном состоянии.
Перед напрессовыванием колес и зубчатого колеса двухступенчатого редуктора со смещением осей на поверхности крепежных отверстий и места крепления оси наносится равномерный слой смазки, который обеспечивает возможность электрической проводимости посадки и не снижает предела усталости при знакопеременной нагрузке оси.
Открытая поверхность оси или, соответственно, колес покрывается грунтовочным лаком и затем покрывным лаком. Это покрытие защищает поверхности от коррозии.
Рама 3 моторного шасси 1 образована двумя лонжеронами и одной поперечиной. Рама 3 соединяется с кузовом вагона посредством адаптера 12.
Каждый лонжерон своей средней областью изогнут вниз.
Поперечина соединяет друг с другом средние области лонжеронов.
Использование единичной достаточно жесткой поперечины вместо двух поперечин, как в известных конструкциях, позволяет снизить вес рамы и оптимизировать распределение движущих и тормозных сил, возникающих во время движения рельсового транспортного средства. Полученная вследствие изгиба лонжеронов, особая наружная форма рамы способствует оптимизации распределения движущих и тормозных сил и наряду с этим приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления.
На лонжеронах предусмотрены крепежные элементы, например, несущие кронштейны, для двух колесных пар.
На поперечине предусмотрены крепежные элементы, например, несущие кронштейны, для двух электрических приводных двигателей 5 и крепежные элементы для клещевых механизмов тормозного оборудования 4 для каждого колеса.
Возможность применения дисковых тормозов для каждой колесной пары значительно повышает эффективность торможения, что позволяет применять предложенные шасси в высокоскоростных рельсовых транспортных средствах.
В средней области поперечины выполнен технологический проем, который позволяет помещать элементы лемнискатного механизма.
Выполнение технологического проема позволяет, с одной стороны, повысить жесткость рамы и оптимизировать распределение движущих и тормозных сил, а с другой стороны, снизить весовые и размерные параметры рамы, оптимизировать расположение конструктивных узлов и конструктивных элементов моторного шасси, а также улучшить его аэрогидродинамические свойства.
На концах лонжеронов предусмотрены места для опоры пружин первой ступени подрессоривания.
Вертикальное вторичное подрессоривание осуществляется посредством пневматических рессор 10. Пневматическая амортизация каждого шасси состоит из двух систем пневматических рессор. Непосредственно к пневматическим рессорам подсоединен дополнительный резервуар для сжатого воздуха, который крепится над шасси на траверсе кузова вагона. Регулирование плоскости второй ступени подрессоривания для компенсации разных состояний нагрузки осуществляется посредством устройства управления пневматическими рессорами.
При выходе из строя пневматических рессор кузов вагона может опускаться на рессоры аварийного подрессоривания.
Для повышения устойчивости к качанию предусмотрены гасители колебаний, а именно, гаситель 11 поперечных колебаний и гаситель 8 вертикальных колебаний, а также система 9 стабилизации наклона.
Двухступенчатое исполнение подрессоривания позволяет достигать более эффективного восприятия и передачи движущих и тормозных сил, а также улучшать эргономические свойства пассажирских рельсовых транспортных средств.
Моторное шасси имеет, кроме того, гаситель 6 угловых колебаний, который одним концом крепится к раме 3, а другим концом соединен с выполненной независимо от рамы 3 и соединенной с кузовом вагона консолью 7.
Из-за различной адаптации этих шасси к весу и положению центра тяжести отдельных вагонов, а также вследствие различного регулирования подрессоривания эти шасси являются взаимозаменяемыми без изменений регулирования только в пределах вагонов одного типа.
Шасси вагонов оснащены пескоподающими системами 13, и в передних вагонах могут быть оснащены установленными перед колесами рельсоочистителями из эластомерных материалов. Рельсоочистители расположены по возможности близко к колесам и находятся на наименьшем возможном расстоянии от головки рельса.
При этом предложенная конструкция и расположение моторного шасси позволяют применять его в высокоскоростных рельсовых транспортных средствах благодаря одновременному снижению веса рамы, повышению эффективности восприятия и передачи движущих и тормозных сил, повышению эффективности торможения, улучшению эргономических свойств, а также благодаря повышению плавности хода и устойчивости к угловым колебаниям в режиме повышенной скорости рельсового транспортного средства.