СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ И/ИЛИ ПЛАТФОРМ ОТ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и обеспечивает автономное электроснабжение вагонов и/или платформ железнодорожных транспортных средств.
Железнодорожный транспорт является одной из ключевых отраслей экономики России и связывает всю ее производственную сферу. Доля железнодорожного транспорта на рынке грузовых перевозок составляет около 39%. В этой связи важной задачей является модернизация подвижного состава и создание новых образцов грузовых, рефрижераторных вагонов и контейнеров.
Одним из путей решения этой задачи является совершенствование систем электроснабжения вагонов и контейнеров на основе применения прогрессивных конструкций приводов и генераторов.
Грузовой подвижной состав осуществляет перевозку большой номенклатуры типов грузов, в том числе и скоропортящихся. Причем, на рынке перевозок скоропортящихся грузов с железнодорожным транспортом серьезно конкурирует автомобильный. Одним из факторов, позволяющих усилить позиции железнодорожного транспорта на этом рынке, является модернизация существующего подвижного состава - рефрижераторных вагонов и контейнеров.
Значительная доля контейнерных перевозок за рубежом (до 70%) и интеграция России в мировой рынок транспортных услуг (в частности, развитие транспортного коридора «Восток-Запад) создают предпосылки к росту контейнерных перевозок в нашей стране.
Контейнеры позволяют перевозить различные виды грузов, в том числе и скоропортящиеся. При этом перевозка скоропортящихся грузов контейнерами требует энергооснащенных платформ.
Рефрижераторный подвижной состав и платформы для перевозки изотермических контейнеров должны иметь источник электроснабжения, которым может являться подвагонный генератор с приводом от оси колесной пары.
_
Известна система автономного электроснабжения пассажирских вагонов железнодорожного транспорта, включающая подвагонный генератор, соединенный подвеской с рамой тележки вагона, ременный привод в виде ведущего шкива, установленного на оси колесной пары вагона, ведомого шкива, установленного на валу генератора, приводного ремня и натяжного устройства приводного ремня, (см. Электронный учебник «Вагоны». Электроснабжение вагонов, глава 15.2 «Система автономного электроснабжения», сайт http://rwlib.narod.ru/e book vagonv15.htm)
Эта система автономного электроснабжении пассажирского вагона обеспечивает его независимость от внешних источников электроэнергии, что является основным ее преимуществом.
Такая система энергоснабжения оказывается возможной из-за наличия у тележки пассажирского вагона рамы, которая обеспечивает постоянство взаимного расположения подвешенного к ней генератора и оси колесной пары тележки вагона в процессе его движения.
В отличие от тележек пассажирских вагонов, у тележек подавляющего большинства эксплуатируемых в настоящее время грузовых вагонов и платформ рамы отсутствуют.
Отсутствие рамы не позволяет подвесить генератор на тележку грузового вагона и осуществить его привод от оси колесной пары по известному для пассажирских вагонов способу. Этим объясняется отсутствие в настоящее время систем автономного электроснабжения грузовых вагонов и платформ от оси колесной пары.
Технической задачей полезной модели является обеспечение возможности бесперебойного автономного электроснабжения вагонов и/платформ от осей колесных пар грузовых тележек безрамной конструкции.
Решение технической задачи достигается тем, что в системе автономного электроснабжения железнодорожных грузовых вагонов и/или платформ от оси колесной пары, включающей подвагонный генератор, соединенный подвеской с несущей конструкцией вагона и/или платформы, ременный привод в виде ведущего шкива, установленного на оси колесной пары со стороны одного колеса, ведомого шкива, установленного на валу генератора, приводного ремня и натяжного устройства приводного ремня, между подвеской генератора и несущей конструкцией вагона и/или платформы установлен шарнир, обеспечивающий генератору возможность вращательно-колебательного движения в горизонтальной плоскости, симметрично ременному приводу с противоположной стороны генератора установлен дополнительный ременный привод, выполненный в виде приводного ремня и ведущего шкива, установленного на оси колесной пары со стороны противоположного колеса, ведомого шкива, установленного на валу генератора с противоположной стороны, каждый ведомый шкив соединен с валом генератора шлицевым соединением с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль вала генератора, в шлицевое соединение введены элементы, обеспечивающие при перемещении шкива вдоль вала генератора трение качения, а натяжное устройство приводных ремней соединено одним концом с серединой корпуса генератора ниже его центра тяжести, а другим концом с подвеской генератора с возможностью вращения совместно с генератором.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема системы автономного электроснабжения, на фиг.2 - схема расположения осей колесной пары и вала генератора при движении по прямому участку пути, на фиг.3 - схема расположения осей колесной пары и вала генератора при движении по криволинейному участку пути, на фиг.4 - схема работы системы при движении по криволинейному участку пути.
Система автономного электроснабжения состоит из генератора электрической энергии 1, расположенного в подвагонном пространстве и соединенного через подвеску 2 и шарнир 3 с элементом несущей конструкции платформы или вагона 4. Вал 5 генератора 1 связан с колесной парой посредством двух ременных приводов - основного и дополнительного. Основной ременный привод выполнен в виде установленного на валу 5 генератора 1 ведомого шкива 6, соединенного с ведущим шкивом 7 приводным ремнем 8. Ведущий шкив 7 установлен на валу 9 колесной пары со стороны колеса 10. Дополнительный ременный привод расположен симметрично основному с противоположной стороны генератора 1. Дополнительный ременный привод выполнен в виде ведомого шкива 11, установленного на валу 5 генератора 1, приводного ремня 12 и ведущего шкива 13. Ведущий шкив 13 установлен на валу 9 колесной пары со стороны колеса 14. Ведомые шкивы 6 и 11 обоих ременных приводов установлены на валу 5 генератора 1 посредством шлицевого соединения 15. Шлицевое соединение 15 снабжено элементами трения качения, обеспечивающими при перемещении каждого шкива вдоль вала 5 трение качения.
Колеса 10 и 14 колесной пары установлены на рельсах соответственно 16 и 17 пути.
Натяжение приводных ремней обеспечивается натяжным устройством 18.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
Непременными условиями работы этой системы энергоснабжения являются параллельность осей колесной пары и вала генератора и совпадение плоскостей вращения ведущих и ведомых шкивов.
При движении платформы или вагона 4 по рельсам 16 и 17 прямого участка пути (см. фиг.2) эти условия выполняются автоматически, т.к. оси 9 колесных пар расположены перпендикулярно продольной оси 19 платформы или вагона 4.
a
При прохождении платформой или вагоном 4 по рельсам 16 и 17 криволинейного участка пути (см. фиг.3) оси 9 колесных пар отклоняются на некоторый угол  от перпендикуляра к продольной оси 19 платформы или вагона 4 и смещаются относительно этой оси на некоторое расстояние в сторону выпуклости кривизны пути. При этом параллельность осей 9 колесной пары и вала 5 генератора 1 должна нарушаться, а плоскости вращения ведущих и ведомых валов должны перестать совпадать. В результате работоспособность системы электроснабжения будет стремиться к нарушению.
Для предотвращения этого в системе предусмотрен шарнир 3 (см. фиг.1) и приводные ремни 8 и 12 равной длины, расположенные справа и слева от генератора 1, как это схематически изображено на фиг.4. Благодаря натяжению этих ремней подвеска 2 генератора 1 повернется в шарнире 3 (см. фиг.1) и генератор 1 займет положение, при котором его вал 5 окажется параллельным оси 9 колесной пары (см. фиг.4).
Одновременно с этим, благодаря натяжению приводных ремней 8 и 12 (см. фиг.3) ведомые шкивы 6 и 11 сместятся с трением качения (см. фиг.1) вдоль вала 5 генератора по шлицевым соединениям 15 (см. фиг.3) и займут положения, при которых плоскости их вращении совпадут с плоскостями вращении ведущих шкивов 7 и 13. В результате работоспособность системы энергообеспечения не будет нарушена. Необходимое натяжение приводных ремней 8 и 12 обеспечивается обычным пружинным натяжным устройством 18, соединенным одним своим концом с серединой генератора 1 ниже его центра тяжести, а вторым концом с подвеской 2 генератора 1 (см. фиг.1) так, чтобы обеспечивалась возможность совместного вращения генератора и натяжного устройства. Это обеспечивает постоянное необходимое натяжение приводных ремней 8 и 12 при любых положениях генератора 1.
Таким образом, в предлагаемой конструкции решена задача возможности бесперебойного автономного электроснабжения вагонов и/или платформ от оси колесных пар грузовых тележек при прохождении прямых и криволинейных участков пути.