РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С ОБЛИЦОВАННОЙ ХОДОВОЙ ЧАСТЬЮ
RAILWAY VEHICLE WITH LINED RUNNING GEAR

Область техники
Изобретение относится к рельсовому транспортному средству с облицованной ходовой частью, в частности тележкой, причем облицовка содержит, по меньшей мере, боковые элементы, расположенные по бокам ходовой части вдоль рельсового транспортного средства, и днищевый элемент, расположенный на нижней стороне ходовой части.
Изобретение может применяться в тележках, в частности установленных внутри тележках, где между колесами или колесными дисками находятся буксы и рамные части.
Уровень техники
Сопротивление движению поездов, в частности высокоскоростных поездов, в большой степени определяется аэродинамическим сопротивлением движению. Оно содержит существенную долю сопротивления днища рельсового транспортного средства, в частности свободных пространств, необходимых для движения ходовой части под кузовами вагонов. Эти свободные пространства являются недостатком также для акустических свойств рельсовых транспортных средств.
Чтобы в этом отношении достичь улучшений, известно размещение по бокам на тележке рельсового транспортного средства фартуков.
Кроме того, из WO 2010/086201 А1 известно выполнение облицовки в виде огибающей стенки для охвата тележки и выполнение крепежного устройства для поворотного ведения огибающей стенки на ее верхнем краю на кузове рельсового транспортного средства таким образом, чтобы поворот огибающей стенки соответствовал каждый раз повороту тележки; облицовка закрыта на нижнем краю огибающей стенки посредством замыкающей части по типу днища, имеющей крепежные средства для ее размещения на тележке. Здесь фартуки выполнены, следовательно, с возможностью поворота относительно кузова, точно так же замыкающая часть по типу днища привязана к буксе или раме тележки.
В WO 2012/069269 А1 также раскрыто рельсовое транспортное средство с облицованной ходовой частью, где боковые облицовочные элементы повторяют движение тележки и образуют с днищевым элементом цельную сплошную облицовку тележки.
Известные размещенные по бокам на тележке рельсового транспортного средства фартуки оставляют без внимания аэродинамические свойства нижней стороны ходовой части, а поворотные боковые облицовочные элементы с так же поворотным днищевым элементом обуславливают сложное подвешивание боковых облицовочных элементов и уменьшают стабильность хода из-за своих сравнительно высоких моментов инерции масс вокруг вертикальной оси ходовой части.
Изложение изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание рельсового транспортного средства с облицованной ходовой частью, которое обеспечивало бы простую конструкцию боковых элементов при одновременном закрывании нижней стороны ходовой части.
Эта задача решается посредством рельсового транспортного средства с облицованной ходовой частью с признаками п. 1 формулы, причем облицовка включает в себя, по меньшей мере, боковые элементы, расположенные по бокам ходовой части вдоль рельсового транспортного средства, и днищевый элемент, расположенный на нижней стороне ходовой части.
При этом согласно изобретению предусмотрено, что
- боковые элементы прочно соединены с кузовом рельсового транспортного средства,
- днищевый элемент прочно соединен с ходовой частью, а
- между днищевым элементом, с одной стороны, и боковыми элементами, с другой стороны, предусмотрена соответственно щель, которая как в неповернутом, так и в повернутом состоянии ходовой части обеспечивает промежуток между ее колесами и днищевым элементом, с одной стороны, и боковыми элементами, с другой стороны. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в соответствующих зависимых пунктах формулы.
За счет того что боковые элементы прочно соединены с кузовом рельсового транспортного средства, они просты в монтаже. По сравнению с поворотными боковыми элементами они могут быть выполнены также конструктивно проще, поскольку они подвержены меньшим ускорениям, чем поворотные боковые элементы. Как правило, боковые элементы интегрированы заподлицо в боковую облицовку всего кузова. При этом может быть предпочтительным, что как боковые элементы, так и днищевый элемент выполнены с возможностью простого демонтажа или откидывания для проведения работ по обслуживанию.
Вне предусмотренных согласно изобретению промежутков боковые элементы расположены в продольном направлении перед колесами и за ними в одной плоскости с облицовкой рельсового транспортного средства, обусловленные движением промежутки между боковыми элементами и колесами или днищевой плитой аэродинамически экранируются, тем самым, в направлении потока или движения расположенными перед ними участками боковых элементов.
За счет соединения боковых элементов с кузовом они не оказывают также никакого негативного влияния на стабильность хода ходовых частей, а в качестве неподвижных частей они могут быть к тому же аэродинамически оптимизированы проще и дешевле.
В одном варианте боковой элемент может быть выполнен вытянутым вниз настолько, что он при виде сбоку перекрывает, по меньшей мере, половину поверхности колес ходовой части.
Днищевый элемент аэродинамически замыкает нижнюю сторону ходовой части, между ним и боковыми элементами должен быть оставлен лишь такой промежуток, чтобы колеса ходовой части могли беспрепятственно вращаться, а ходовая часть могла при работе совершать все предусмотренные движения. Это щелевидное свободное пространство лежит аэродинамически лучше всего в зоне влияния завихрения от колес, так что за счет щели не происходит никакого дополнительного завихрения воздуха в другом месте. Поэтому в одном примере щель должна быть расположена большей частью рядом с колесами, т.е. вне них.
Другое предпочтительное выполнение этого свободного пространства состоит в том, чтобы позиционировать щель с подветренной стороны колес, поскольку также эта область лежит в зоне влияния завихрения от колес.
В остальном представляется предпочтительным выполнить эту поперечную щель в непосредственной близости от колес, поскольку за счет этого можно реализовать целенаправленный подвод воздуха для колес и тормозов и, тем самым, соответствующее охлаждение.
Днищевый элемент почти не мешает стабильности хода ходовой части, поскольку его масса имеет радиус инерции вокруг вертикальной оси меньший по сравнению со сплошной облицовкой, размещенной на тележке.
В случае, если ходовая часть представляет собой тележку, она может быть выполнена приблизительно так, что нижняя кромка боковых элементов на продольных участках, лежащих ближе к оси поворота тележки, подходит к днищевому элементу ближе, чем нижняя кромка на продольных участках, удаленных дальше от оси поворота.
В случае двухосной ходовой части нижняя кромка боковых элементов между колесами разных колесных осей может подходить к днищевому элементу ближе, чем в продольной зоне колес, поскольку ось поворота ходовой части находится между колесными осями.
В частности, в случае ходовых частей, установленных внутри, может быть предусмотрено, что боковые элементы для рессорных и/или амортизирующих элементов (таких как пневморессоры или амортизаторы качки) имеют выпуклости наружу. Иначе сечение боковых элементов в продольной протяженности по аэродинамическим причинам не должно было или не должно было слишком сильно изменяться.
Поскольку кузов часто шире длины осей, а боковые стенки примыкают заподлицо к облицовке кузова, может быть целесообразным, чтобы боковые элементы имели кривизну от кузова вниз и внутрь к днищевому элементу.
Чтобы достичь как можно более полной облицовки ходовой части, может быть предусмотрено, что днищевый элемент имеет выемки для колес, а в остальном в поперечном направлении ходовой части доходит обычно до наружной стороны колес. В том случае, если предложенная щель лежит большей частью или также с подветренной стороны колес, днищевый элемент в поперечном направлении соответственно короче. Тогда может быть также предусмотрено, что днищевый элемент имеет выемки для колес, а в остальном в поперечном направлении ходовой части доходит, по меньшей мере, до внутренней стороны колес. В вертикальном направлении днищевый элемент в любом случае расположен под колесными осями.
В простейшем случае днищевый элемент может быть выполнен в виде в значительной степени плоской плиты, которая имеет, например, в основном, прямоугольную форму. Кроме того, края днищевого элемента могут быть приведены в соответствие с оптимальным воздушным потоком в зоне щелей за счет их, например, закругления или загиба вверх.
Далее может быть предусмотрено, что днищевый элемент имеет, по меньшей мере, один проем, через который выступают детали. Под деталями здесь следует понимать, например, электродвигатели, редукторы или буксы. За счет этого имеется больше конструктивного пространства для этих деталей, которые охлаждаются встречным ветром. Чтобы эти проемы не слишком нарушали аэродинамические свойства днищевого элемента, края проема могут быть выполнены аэродинамически заподлицо с деталями.
Чтобы достичь также аэродинамически оптимального перехода от днищевого элемента к облицовке кузова вагона, может быть предусмотрено, что облицовка включает в себя прочно соединенный с кузовом переходный элемент, который соединяет днищевый элемент аэродинамически заподлицо с облицовкой кузова. Так, кромка днищевого элемента в направлении потока к дну вагона может быть закрыта рампообразным переходным элементом, который даже при любых прогибах рессор ходовой части обеспечивает благоприятное управление потоком воздуха.
При этом переходный элемент может быть выполнен на обращенной к днищевому элементу стороне шире него. Даже при повороте ходовой части этим достигается оптимальный набегающий поток.
При реализации изобретения следует, разумеется, обратить внимание на то, чтобы не был нарушен габарит приближения строений. Габаритом приближения строений называется определенное очертание, предназначенное в большинстве случаев для вертикальной поперечной плоскости пути, здесь железнодорожных путей. С габаритом приближения строений предписывается, с одной стороны, «пространство в свету», которое следует поддерживать свободным на пути от посторонних предметов, а, с другой стороны, он служит также конструктивным предписанием для расчета рельсовых транспортных средств. Они не должны в сечении выдаваться за заданные очертания, причем необходимо также учитывать, остаются ли рельсовые транспортные средства при особой длине также на кривых пути еще в пределах габарита приближения строений. Различные очертания габарита подвижного состава регулируются в каждой стране по-разному и установлены, например, Международным союзом железных дорог в его памятках. Для действующих здесь очертаний предложенная облицовка в комбинации с установленной внутри ходовой частью представляет собой особенно предпочтительное выполнение, поскольку боковые элементы в продольном направлении особенно хорошо прилегают к контуру боковой облицовки остального кузова вагона. Выпуклостей или вырезов в боковых элементах для подшипников колесных пар, как они могли бы потребоваться в случае установленных снаружи тележек, можно в этом случае избежать.
Краткое описание чертежей
Для дальнейшего пояснения изобретения в нижеследующем разделе описания дана ссылка на чертежи, на которых изображены другие предпочтительные выполнения, подробности и усовершенствования изобретения. На чертежах представляют:
фиг. 1: облицованную ходовую часть в перспективе при виде сбоку снизу;
фиг. 2: ходовую часть из фиг. 1 при виде сбоку;
фиг. 3: части облицовки из фиг. 1 и 2;
фиг. 4: фиг. 1: облицованную ходовую часть в перспективе при виде сзади снизу;
фиг. 5: облицованную ходовую часть из фиг. 1 при виде снизу.
Реализация изобретения
На фиг. 1 изображена облицованная ходовая часть в перспективе при виде сбоку снизу. Видны боковой элемент 1, выполненный в виде плоской плиты днищевый элемент 3 и два переходных элемента 6, которые облицовывают ходовую часть, выполненную здесь в виде тележки. Не видны боковой элемент 1 на обратной стороне ходовой части. Из ходовой части частично видны лишь колеса 5.
Днищевый элемент 3, за исключением прямоугольных выемок 7 на своих прямых продольных кромках и закруглений в форме дуги окружности на своих концах, в основном, прямоугольный. Переходные элементы 6 примыкают с обеих сторон к днищевому элементу 3, причем между его концами в форме дуги окружности и переходным элементом 6 также в форме дуги окружности имеется лишь узкая щель в форме кругового кольца.
На фиг. 2, где за счет отсутствия кузова и его облицовки видна другая часть ходовой части 2, видно, что нижний контур днищевого элемента 3 через щель в форме кругового кольца без смещения в вертикальном направлении продолжается в нижнем контуре переходного элемента 6. Нижний контур переходного элемента 6 рампообразно поднимается, максимально непрерывно переходя затем в днище кузова (не показано).
Нижний контур бокового элемента 1 поднимается в зоне колес 5 с непрерывным удалением от оси поворота тележки и снова опускается после колес 5 на ту же высоту, что и между колесами 5 одной стороны. Если смотреть в вертикальном направлении, то кузов закрыл бы еще часть колес 5 над их осями, неподвижно расположенные на кузове боковые элементы 1 перекрывают тогда зону до осей колес 5. Следовательно, боковой элемент 1 вытянут вниз настолько, что он (вместе с облицовкой кузова (не показана)) перекрывает более половины поверхности обоих колес 5 на этой стороне ходовой части 2.
На фиг. 3 изображены лишь части 1, 3, 6 облицовки из фиг. 1 и 2. Уже здесь видно, что нижняя кромка боковых элементов 1 в середине днищевого элемента 3 подходит ближе к нему, чем в зоне выемок 7 для колес 5. Ширина щели, возникающей между боковым 1 и днищевым 3 элементами, постепенно увеличивается от середины днищевого элемента 3, а затем после выемки 8 резко уменьшается приблизительно до размера в середине днищевого элемента 3. Этот размер выполняется конструктивно минимальным; он должен лишь в любом случае допускать поперечные движения тележки.
Днищевый элемент 3 имеет здесь в зоне колесных осей соответственно проем 4, через который вниз из днищевого элемента 3 может выдаваться деталь. Переход от нижней стороны днищевого элемента 3 к этой детали выполняется лучше всего максимально без уступа, чтоб здесь не образовывались завихрения.
Видно также, что днищевый элемент 3 имеет на своих концах изогнутую продольную щель к облицовке кузова, а именно к переходному элементу 6, которая при повороте тележки имеет почти неизменную ширину за счет того, что здесь как днищевый элемент 3 на своих продольных концах, так и переходные элементы 6 на своих обращенных к нему сторонах выполнены в форме дуги окружности (концентрично оси поворота тележки).
На фиг. 4 облицованная ходовая часть изображена в перспективном виде сзади снизу. Видно, что ширина переходного элемента 6 уменьшается по мере увеличения расстояния от днищевого элемента 3, и соответственно боковые элементы 1 идут дальше внутрь, примыкая непосредственно с боков к переходным элементам 6. Щели 8 между днищевым элементом 3 (и колесами 5), с одной стороны, и боковыми элементами 1, с другой стороны, расширяются в направлении движения: между колесами 5 разных осей щель 8 уже, чем в продольной зоне колес 5. Обе щели 8 (по всем четырем колесам 5) образуют за счет этого сообща Х-образную форму.
На фиг. 5 облицованная ходовая часть изображена еще раз при виде снизу, а именно без кузова.
Перечень ссылочных позиций
1 – боковой элемент
2 – ходовая часть
3 – днищевый элемент
4 – проем
5 – колесо
6 – переходный элемент
7 – выемка в днищевом элементе 3 для колеса 5
8 – щель между днищевым 3 и боковыми 1 элементами