ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к конструкциям источников электроэнергии для аппаратуры железнодорожных вагонов, снабжённых электрогенератором, связанным с колёсной парой ходовой тележки.
Из уровня техники известен источник электроэнергии для железнодорожного вагона, содержащий электрогенератор, установленный на тележке вагона и имеющий привод от оси колёсной пары тележки вагона, см. описание полезной модели к патенту России №62074, B61D 43/00, опубл. 27.03.2007.
Технической проблемой, присущей данному устройству, является его низкая надёжность, обусловленная высокой сложностью гидравлического привода генератора, выполненного в виде гидравлической системы, собранной из большого количества сложных комплектующих элементов.
Известен источник электроэнергии для аппаратуры железнодорожного вагона, содержащий электрогенератор с приводным роликом, связанным с валом электрогенератора и предназначенным для взаимодействия с колёсной парой ходовой тележки, оснащённой тормозной рычажной передачей, см. описание заявки на изобретение к патенту US №2018/0297614, B61D 43/00, опубл. 18.10.2018.
Технической проблемой данного устройства также является его низкая надёжность, обусловленная режимом постоянно включённого в работу электрогенератора, приводящим к быстрому износу приводного ролика электрогенератора и самого электрогенератора.
Техническим результатом заявляемого устройства является повышение надёжности источника электроэнергии для железнодорожного вагона.
Указанный технический результат достигается источником электроэнергии для железнодорожного вагона, содержащим электрогенератор с приводным роликом, связанным с валом электрогенератора и предназначенным для взаимодействия с колёсной парой ходовой тележки, оснащённой тормозной рычажной передачей, электрогенератор с приводным роликом смонтирован на вертикальном рычаге тормозной рычажной передачи, используемого для включения электрогенератора, путём приближения и контактного фрикционного взаимодействия приводного ролика электрогенератора с поверхностью оси колёсной пары во время работы тормозной рычажной передачи при торможении железнодорожного вагона; электрогенератор с приводным роликом на рычаге тормозной рычажной передачи могут быть установлены подпружинено для обеспечения контакта приводного ролика с поверхностью оси колёсной пары ходовой тележки; приводной ролик может быть связан с валом электрогенератора с помощью приводного ремня; на поверхности оси колёсной пары может быть выполнена защитная направляющая проточка для взаимодействия с приводным роликом электрогенератора; защитная направляющая проточка может быть выполнена на приводном кольце, закреплённом на оси колёсной пары ходовой тележки железнодорожного вагона; приводное кольцо может быть выполнено из двух полуколец, скреплённых между собой и закреплённых на оси колёсной пары.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что электрогенератор с приводным роликом смонтирован на вертикальном рычаге тормозной рычажной передачи, используемого для включения электрогенератора, путём приближения и контактного фрикционного взаимодействия приводного ролика электрогенератора с поверхностью оси колёсной пары во время работы тормозной рычажной передачи при торможении железнодорожного вагона; электрогенератор с приводным роликом на рычаге тормозной рычажной передачи установлены подпружинено для обеспечения контакта приводного ролика с поверхностью оси колёсной пары ходовой тележки; приводной ролик связан с валом электрогенератора с помощью приводного ремня; на поверхности оси колёсной пары выполнена защитная направляющая проточка для взаимодействия с приводным роликом электрогенератора; защитная направляющая проточка выполнена на приводном кольце, закреплённом на оси колёсной пары ходовой тележки железнодорожного вагона; приводное кольцо выполнено из двух полуколец, скреплённых между собой и закреплённых на оси колёсной пары. Такое отличие от прототипа позволяет утверждать о соответствие заявляемой полезной модели критерию патентоспособности – «новизна».
Заявляемая полезная модель проиллюстрирована чертежами, где:
- на фиг. 1 изображена ходовая тележка железнодорожного вагона с источником электроэнергии;
- на фиг. 2 – кинематическая условная схема размещения электрогенератора на ходовой тележке железнодорожного вагона.
Источник электроэнергии для железнодорожного вагона содержит электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 (Фиг. 1), связанным с валом электрогенератора 1. Приводной ролик 1.1 предназначен для взаимодействия с поверхностью оси 2.1 колёсной пары 2 ходовой тележки 3. Ходовая тележка 3 оснащена тормозной рычажной передачей 4, содержащей вертикальный рычаг 4.1, шарнирно связанный с тягой 4.2 (Фиг. 2). Электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 смонтирован на вертикальном рычаге 4.1 тормозной рычажной передачи 4. Вертикальный рычаг 4.1 тормозной рычажной передачи 4 служит в качестве несущего и приводного элемента для включения электрогенератора 1 в работу. Электрогенератор 1 на вертикальном рычаге 4.1 может быть смонтирован на несущем кронштейне 4.3.
Электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 на рычаге 4.1 тормозной рычажной передачи 4 могут быть установлены подпружиненно с помощью пружины 1.2. Приводной ролик 1.1 может быть связан с валом электрогенератора 1 с помощью приводного ремня 1.3. Пружина 1.2 обеспечивает прижим приводного ролика 1.1 к поверхности оси 2.1 колёсной пары 2.
На поверхности оси 2.1 колёсной пары 2 может быть выполнена направляющая защитная проточка 2.2, предназначенная для направления и сохранения приводного ролика 1.1 электрогенератора 1. Направляющая защитная проточка 2.2 может быть выполнена на приводном кольце 2.3, закреплённом на оси 2.1 колёсной пары 2 ходовой тележки 3 железнодорожного вагона. Приводное кольцо 2.3 может быть выполнено из двух полуколец 2.4, 2.5, надетых на ось 2.1 колёсной пары 2 и скреплённых между собой.
Заявляемый источник электроэнергии для железнодорожного вагона используют следующим образом.
Многие современные грузовые вагоны оснащают мониторинговой бортовой аппаратурой для контроля их технического состояния. Для питания этой мониторинговой бортовой аппаратуры необходима электроэнергия, источниками которой могут служить батареи, перезаряжаемые аккумуляторы, пневмотурбины с электрогенераторами, конденсаторные накопители. Часто электронные компоненты мониторинговой бортовой аппаратуры не требуют больших расходов электроэнергии. В этом случае для работы мониторинговой бортовой аппаратуры вполне достаточно кратковременного включения в работу электрогенераторов, обеспечивающих периодическую подзарядку накопителей электроэнергии.
В качестве такого устройства предлагается данный источник электроэнергии для железнодорожного вагона. При движении грузового вагона неизбежно возникает необходимость в его торможении с помощью тормозной рычажной передачи 4, часть элементов которой представлена на фигурах.
При торможении грузового вагона тормозной цилиндр (не показан) через систему рычагов перемещает тягу 4.2, которая шарнирно связана с вертикальным рычагом 4.1. Вертикальный рычаг 4.1, поворачиваясь и приводя в движении триангели 5 с тормозными башмаками и колодками (не показаны), приближает электрогенератор 1 с приводным роликом 1.1 к поверхности оси 2.1 колёсной пары 2. При движении грузового вагона ось 2.1 колёсной пары 2 вращается и фрикционно взаимодействует с приводным роликом 1.1, приводя его во вращение. Приводной ролик 1.1, установленный непосредственно на ось электрогенератора 1, или через его привод, например, с помощью приводного ремня 1.2, приводит во вращение ротор электрогенератора 1. Электрогенератор 1 вырабатывает электроэнергию, передаваемую и сохраняемую накопителем энергии. В качестве такого накопителя энергии могут служить, например, конденсаторный накопитель, аккумулятор.
При отпуске тормозов вертикальный рычаг 4.1, поворачиваясь в обратную сторону, отводит приводной ролик 1.1 электрогенератора 1 от поверхности оси 2.1 колёсной пары 2. Накопитель энергии продолжает снабжать электроэнергией бортовую аппаратуру грузового вагона. При каждом торможении грузового вагона производится включение в работу электрогенератора 1 и пополнение запасов электроэнергии для мониторинговой бортовой аппаратуры грузового вагона. В связи с тем, что наружная поверхность оси 2.1 колёсной пары 2 не является чисто обработанной поверхностью, это может привести к быстрому механическому разрушению приводного ролика 1.1. Для улучшения условий работы приводного ролика 1.1 на поверхности оси 2.1 колёсной пары 2 может быть выполнена направляющая защитная проточка 2.2. Боковые стенки направляющей защитной проточки 2.2 в этом случае служат направляющими поверхностями для приводного ролика 1.1, обеспечивая его защиту и стабильную работу.
Поскольку направляющая защитная проточка 2.2 может ослаблять ось 2.1 колёсной пары 2, выполнение этой проточки может быть осуществлено на приводном кольце 2.3, выполненным заодно с осью 2.1, либо в виде двух полуколец 2.4, 2.5, надетых на ось 2.1 колёсной пары 2 и скреплённых между собой.
Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве основного источника электроэнергии, либо в качестве дополнительного страховочного источника электроэнергии.