БЕСЧЕЛЮСТНАЯ ТРЁХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА
DIESEL LOCOMOTIVE NON-PEDESTAL THREE-AXLE BOGIE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов, снабженных трехосными тележками.
Известен тепловоз ТЭП60, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-ое. 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 трехосные тележки, содержащие колесные пары с буксами, 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 образующей дуги рельсового пути и копирования ее последними, происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс. Известен также тепловоз 2ТЭ116, представленный 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 трехосной тележки в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП60.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции трехосной тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими как прямой, так и кривой рельсового пути.
Поставленная цель достигается тем, что на торцевых поверхностях букс крайних колесных пар тележки жестко закреплены втулки квадратного сечения и в них подвижно в вертикальной плоскости тепловоза размещены подобного сечения стержни, связанные со штоками пневмоцилиндров, закрепленных на раме, каждый из пневмоцилиндров с помощью трубопроводов соединен с воздухораспределителем, установленным на раме тепловоза в ее средней части, а золотник воздухораспределителя жестко связан с его кузовом и выполнен с возможностью переключения между соединением пневмоцилиндров с источником сжатого воздуха на прямых участках пути и с атмосферой в кривых участках пути, причем упомянутый воздухораспределитель подключен к источнику сжатого воздуха, расположенного в кузове последнего.
На фиг. 1 показан общий вид сбоку бесчелюстной трехосной тележки тепловоза, а на фиг. 2 - один из крайних узлов тележки с установкой на ней колесной пары с рессорным подвешиванием ее относительно рамы.
Бесчелюстная трехосная тележка тепловоза состоит из рамы 1, к которой с помощью рессорного подвешивания 2 установлены буксы 3, связанные с ней поводками 4. На буксах 3 крайних колесных пар 5 тележки жестко закреплены втулки квадратного сечения 6 ,и в них подвижно подобного сечения размещены стержни 7, жестко закрепленные на штоках 8 пневмоцилиндров 9, поршни 10, которых подпружинены пружинами сжатия 11. Пневмоцилиндры 9 с помощью трубопроводов 12 соединены с воздухораспределителем 13, а его золотник 14 присоединен к кузову 15 тепловоза. Воздухораспределитель 13 трубопроводом 16 связан с источником сжатого воздуха 17, установленного в кузове 15 тепловоза. Колесные пары 5 расположены на рельсовом пути 18.
Работает бесчелюстная тележка тепловоза следующим образом. Известно, что на тепловозах могут использоваться как челюстные, так и бесчелюстные тележки (см. источники ,представленные в аналоге и прототипе), причем отличие последних не только в конструктивном исполнении, но и характере износа колес колесных пар при движении тепловозов, как в прямых участках пути, так и в кривых. Такое отличие заключается в том, что колесные пары подлежат различному износу как круга катания, так и гребней колес. Например, на челюстных тележках подвержена износу поверхность круга катания колес, но гребни не изнашиваются интенсивно, а на бесчелюстных изнашиваются гребни колес, особенно на прямых участках пути за счет виляния колесных пар и их поперечного смещения. Исходя из этого и предложено техническое решение, которое на прямых участках пути работает как челюстная тележка, а в кривых - как бесчелюстная. Рассмотрим подробно, как это происходит. При прямолинейном движении тепловоза сжатый воздух, находящийся в источнике сжатого воздуха 17, поступает в воздухораспределитель 13 и затем по трубопроводу 12 в каждый из четырех цилиндров 9 по стрелке А, расположенных на раме 1 тепловоза (на фиг.1 показана только одна боковая сторона тележки). При этом поршни 10 всех четырех пневмоцилиндров 9, сжав свои пружины сжатия 11, находятся в таком положении, как это показано на фиг.1 и фиг.2. Такое положение поршней 10, за счет наличия штоков 8, способствует размещению стержней 7 во втулках квадратного сечения 6 так, как это видно на фиг.1 и фиг.2. В этом случае, по сути дела, происходит фиксация букс 3 относительно рамы 1, как это имеет место в челюстных тележках, то есть угловые поворота колесных пар и поперечное их смещение относительно рамы 1 исключаются, и угловые, и поперечные колебания последних происходить не могут. В то же время, когда тепловоз войдет в кривую пути, золотник 14 перекроет подачу сжатого воздуха в пневмоцилиндры 9, но соединит их с атмосферой и тогда под действием ранее сжатых пружин сжатия 11 поршни 10 переместятся по стрелке В (см. фиг.2), что обеспечит выход в этом же направлении стержня 7 из втулки 6. Как только это произойдет, тележка становится бесчелюстной, что позволяет ее колесным парам копировать кривую пути по радиусу относительно центра кривой, за счет некоторой податливости поводков 4 и рессорных комплектов 2. После прохода тепловозом кривой пути золотник 14, получив угловой поворот относительно воздухораспределителя 13, в обратном направлении обеспечивает подачу сжатого воздуха по стрелкам А в пневмоцилиндры 9, что позволяет их поршням 10, совместно со штоками 8 и стержнями 7 занять положение, показанное на фиг.2, обеспечив тем самым устойчивое продольное положение колесных пар тележки относительно рельсового пути 18. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет использовать достоинства как челюстных, так и бесчелюстных тележек при движении тепловозов по кривым и прямым участкам пути.