БЕСЧЕЛЮСТНАЯ ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА
LOCOMOTIVE JAWLESS BOGIE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов и электровозов.
Известен локомотив (тепловоз ТЭП 60), описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е. Под ред. В.Н.Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.», где на стр.10-11 представлены материалы по его конструктивному исполнению. Такой тепловоз (рис.4 стр.11) состоит из кузова с размещенными в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две тележки, содержащие колесные пары с буксовыми узлами, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на свою эффективность использования такой тепловоз обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при его движении в кривых пути из-за невозможности углового поворота крайних в тележках колесных пар относительно геометрического центра дуги рельсового пути и копирования ее последними происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс.
Известен также локомотив (тепловоз 2 ТЭ 116), описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов втузов А.А.Камаев и др. - М.: Машиностроение, 1981 г.», где описана его конструкция и, в частности, на рис.38, стр.57 показана его тележка. Конструкция такой тележки в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП 60.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути.
Поставленная цель достигается тем, что на тяговых электродвигателях, поверхности которых обращены в сторону кузова тепловоза, с помощью шаровых шарниров закреплены корпуса пневмоцилиндров двухстороннего действия, питаемые сжатым воздухом из запасного резервуара тормозной системы тепловоза через золотниковый воздухораспределитель, жестко закрепленный на раме тележки, золотник которого соединен с кузовом тепловоза, их штоки также шарнирно присоединены к боковинам рамы тележки, причем поводки букс соединены с упомянутой рамой тележки также шаровыми шарнирами и состоят из комплектов тарельчатых пружин.
На фиг.1 показана тележка тепловоза, вид с торца, на фиг.2 - вид на колесную пару и тяговый электродвигатель тележки, вид сбоку, на фиг.3 - вид сбоку на часть тележки, снабженной рессорным подвешиванием, и на фиг.4 - один из поводков буксы колесной пары.
Бесчелюстная тележка тепловоза состоит из рамы 1 с рессорным подвешиванием 2, расположенным между рамой 1 и буксами 3 колесных пар 4. Буксы 3 связаны с помощью шаровых шарниров 5 с рамой 1 при помощи поводков 6, состоящих из штока 7 с диском 8, между которыми размещены комплекты тарельчатых пружин 9. На колесную пару 4 навешан тяговый электродвигатель 10, другая сторона которого снабжена шаровой опорой 11, взаимосвязанной с рамой 1 тележки. На тяговом электродвигателе 10 также закреплена шаровая опора 12, связанная с пневмоцилиндром двухстороннего действия 13, шток 14 которого шарнирно присоединен к раме 1. Пневмоцилиндр двухстороннего действия 13 с помощью трубопроводов 15 и 16 соединен с золотниковым воздухораспределителем 17, золотник 18 которого закреплен на кузове тепловоза, а сам золотниковый воздухораспределитель 17 трубопроводом 19 связан с запасным резервуаром 20. Колесные пары 4 расположены на рельсовом пути 21.
Работает бесчелюстная тележка тепловоза следующим образом. Перед тем как начать движение тепловоза, находящегося в составе поезда или в одиночном варианте, происходит, как известно, зарядка его тормозной магистрали сжатым воздухом, который попадает и в запасный резервуар 20 (см., например, книгу В.И.Крылова Тормоза локомотивов. Всесоюзное издательско-полиграфическое объединение МПС, Москва, 1963 г., стр.9-10, рис.5), а так как он трубопроводом 19 соединен с золотниковым воздухораспределителем 17, то его золотник 18 обеспечивает подачу сжатого воздуха в обе подпоршневые полости А пневмоцилиндра двухстороннего действия 13, который находится в таком положении, как это показано на фиг.1. В этом случае при возникновении динамических нагрузок при движении тепловоза и возможном, например, вилянии, боковом сносе и т.д. перемещение штоков в правую или левую часть чертежа (фиг.1) исключено, так как давление сжатого воздуха в полостях А пневмоцилиндра двустороннего действия 13 одинаково. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую пути, и золотник 18, закрепленный на кузове тепловоза, золотникового воздухораспределителя 17 повернется на некоторый угол относительно последнего, который жестко закреплен на раме 1 тележки. Такое движение золотника 18 позволит в этом случае соединить, например, трубопровод 18 с атмосферой и тогда под действием давления сжатого воздуха, находящегося в полости А, поступающего по трубопроводу 15, позволит пневмоцилиндру двустороннего действия 13 переместиться в направлении стрелки В (см. фиг.1). Но так как пневмоцилиндр двустороннего действия 13 соединен с помощью шаровой опоры 12 с тяговым электродвигателем 10, то он получит угловой поворот в этом же направлении, проворачиваясь своей шаровой опорой 11 относительно рамы 1 тележки. Следует отметить, что такому угловому повороту тягового электродвигателя 10 будут способствовать: во-первых, поводки 6, имеющие возможность за счет шаровых шарниров 5 и комплектов тарельчатых пружин 9 обеспечить некоторую их податливость, и, во-вторых, само рессорное подвешивание 2, обладающее некоторой упругой податливостью в поперечной плоскости рамы 1 тележки. После прохода тепловоза кривой пути, когда продольные оси симметрии рамы тележки 1 и его кузова окажутся на одной оси симметрии рельсового пути 21, давление сжатого воздуха в полостях А пневмоцилиндра двустороннего действия 13 становится равным, тогда тяговый электродвигатель 10 совместно со своей колесной парой 4 возвращается в исходное положение такое, как это показано на фиг.1. Далее описанный процесс введения колесных пар 4 тележек тепловозов при входе их в правую или левую нитку рельсового пути 21 будет происходить с постоянным размещением колесных пар 4 на рельсах так, что последние будут иметь общий центр поворота, совпадающий с центром, образующим кривую рельсового пути 10. В итоге, силы трения скольжения, возникающие в зоне контакта гребней колес колесных пар 4 с головками рельс, будут снижены, а это позволит снизить их износ и тем самым повысить эксплуатационную надежность тепловоза.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно направлено на снижение износа гребней колес колесных пар тепловозов при прохождении ими кривой пути.