СИСТЕМА НАКЛОНА КУЗОВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
RAILWAY CAR BODY TILT SYSTEM

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для подвески кузова вагона или локомотива с обеспечением его наклона на радиусных участках железнодорожного пути.
Известна система наклона кузова железнодорожного транспорта, указанная в тележке железнодорожного вагона, в которой между рамами тележки и рессорами установлены гидравлические цилиндры (гидроцилиндры), напорные камеры гидравлических цилиндров сообщаются между собой посредством коммуникационных труб, на которых установлены клапаны, гидравлическое давление, поступающее в цилиндры, имеет различную величину, чтобы выровнять нагрузки, действующие на разные колеса (JP, патент на изобретение №4388883, кл. B61F 3/00, опубл. 2009 г.).
Недостатками изобретения являются:
- расположение гидроцилиндров между пружиной и рамой усложняет их техническое обслуживание;
- установка гидроцилиндров на буксах колесных пар с регулированием давления в каждом гидроцилиндре для выравнивания нагрузки, действующей на разные колеса усложняет конструкцию тележки и управление гидроцилиндрами;
- вертикальное положение гидроцилиндров усложняет управление наклоном кузова при переходе с прямолинейных участков пути на криволинейные, что снижает надежность устройства.
Известна система наклона кузова железнодорожного транспорта, указанная в тележке с устройством для наклона кузова вагона, в которой пружина колесной оси смонтирована на осевой буксе, а гидравлический цилиндр установлен между пружиной и рамой тележки, гидравлический цилиндр (гидроцилиндр) содержит плунжер и корпус, являющиеся его главными частями, гидравлический цилиндр размещен внутри пружины и имеет изогнутую секцию, чтобы тележка и кузов вагона могли наклоняться внутрь. (JP, патент на изобретение №4012614, кл. В61F 5/02, опубл. 2007 г.)
Недостатками изобретения являются:
- расположение гидроцилиндров между пружиной и рамой тележки и внутри пружин, смонтированных на буксах, усложняет конструкцию тележки и техническое обслуживание гидроцилиндров;
- вертикальное положение гидроцилиндров и изогнутая секция усложняют конструкцию и управление ими при переходе с прямолинейных участков пути на. криволинейные, что снижает эффективность, надежность и безопасность устройства.
Известна система наклона кузова железнодорожного транспорта, указанная в ходовой части рельсовых транспортных средств, принятая в качестве прототипа, содержащая колеса или колесные пары, на которые через рессоры системы первичного рессорного подвешивания опирается рама (ходовой тележки), на которую необязательно через промежуточную люльку опирается кузов вагона; люлька или кузов вагона опирается относительно рамы (ходовой тележки) на подрессоренную балку через рессоры- системы вторичного подрессоривания, люлька соединена или кузов соединен с рамой (ходовой тележки) гасящими вертикальные колебания и/или боковую качку амортизаторами, подрессорная балка подвешена к раме (ходовой тележки) маятниковыми подвесками (подвесками), при этом точки крепления к раме (ходовой тележки) маятниковых подвесок смещены внутрь к ее центру, вследствие чего продольные оси маятниковых подвесок расположены наклонно, между рамой (ходовой тележки) и подрессорной балкой или между рамой (ходовой тележки) и люлькой расположен ориентированный в горизонтальном направлении активный исполнительный орган, который оказывает вспомогательное воздействие, дополняющее действие центробежной силы, и обеспечивает тем самым наклон кузова на оптимальный угол, появляется возможность проходить кривые на более высоких скоростях, повышается уровень комфорта пассажиров, обеспечивается возможность модернизации уже существующих ходовых частей.(US, патент №7438000, кл. В61Р 5/02, B61F 5/20,B61F 5/22, опубл.2008г.)
Недостатками ходовой части рельсовых транспортных средств являются:
- наличие наклонных маятниковых подвесок между рамой ходовой тележки и подрессорной балкой или между рамой ходовой тележки и люлькой, воспринимающих нагрузки от полной массы транспортного средства, повышает сложность и снижает надежность и безопасность устройства;
- отсутствие возможности регулирования наклона кузова снижает эффективность устройства.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности, эффективности и безопасности устройства и упрощение конструкции за счет установки пружин основного рессорного подвешивания непосредственно на раму ходовой тележки и выполнение поворота кузова за счет установки дополнительных пружин.
Указанный технический результат достигается тем, что система наклона кузова железнодорожного транспорта, содержащая колеса или колесные пары, установленные в раме ходовой тележки с подрессорной балкой, на которую опирается кузов вагона и которая, через рессоры системы рессорного подвешивания опирается на раму ходовой тележки с возможностью поперечного относительно рамы ходовой тележки смещения с использованием подвесок, при этом точки крепления подвесок к раме ходовой тележки расположены так, что продольные оси подвесок расположены наклонно и связаны с подрессорной балкой под углом относительно вертикальной оси ходовой тележки; подвески выполнены в виде гидроцилиндров со штоками, закрепленных на боковых стенках рамы ходовой тележки, при этом точки крепления гидроцилиндров к раме ходовой тележки смещены наружу от ее центра, а точки крепления гидроцилиндров к подрессорной балке смещены внутрь или расположены на одном расстоянии от оси тележки с возможностью увеличения сопротивления вертикальной и горизонтальной составляющей усилия воздействия гидроцилиндров на подрессорную балку в направлении действия центробежной силы вагона при прохождении кривых участков пути и уменьшения вертикальной и горизонтальной составляющей усилия воздействия гидроцилиндров с другой стороны подрессорной балки и дополнительного поворота подрессорной балки, кузова и вагона.
На фиг.1 изображена ходовая тележка - вид сбоку и на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Система наклона кузова железнодорожного транспорта, содержащая колеса или колесные пары 1 (фиг.1 и 2), установленные в раме 2 ходовой тележки 3 с подрессорной балкой 4, на которую опирается кузов 5 вагона 6 и которая, через рессоры 7 системы рессорного подвешивания опирается на раму 2 ходовой тележки 3 с возможностью поперечного относительно рамы 2 ходовой тележки 3 поворота, с использованием подвесок 8, при этом точки крепления 9 подвесок 8 к раме 2 ходовой тележки 3 смещены наружу от ее центра, а точки крепления 10 подвесок 8 к подрессорной балке 4 смещены внутрь, вследствие чего продольные оси 11 подвесок 8 расположены наклонно и связаны с подрессорной балкой 4 под углом γ относительно вертикальной оси 12 ходовой тележки 3; подвески 8 выполнены в виде гидроцилиндров 13 со штоками 14, закрепленными к раме 2 в точках крепления 9 и к подрессорной балке 4 в точках крепления 10 с возможностью увеличения вертикальной Рв и горизонтальной Рг составляющих усилия воздействия гидроцилиндров 13 на подрессорную балку 4 в направлении действия центробежной силы Рц вагона 6 при прохождении кривых участков пути и уменьшения вертикальной Рв и горизонтальной Рг составляющих усилие воздействия гидроцилиндров 13 с другой стороны кузова 5 и подрессорной балки 4 и дополнительного поворота подрессорной балки 4, вагона 6.
Система наклона кузова железнодорожного транспорта работает следующим образом.
β
β
β
β
При движении железнодорожного транспортного средства по прямому пути гидроцилиндрами 13 со штоками 14 подрессорная балка 4 устанавливает кузов 5 и вагон 6 в среднее положение симметрично вертикальной оси 12 и удерживает в этом положении при равновесии сил Рг и Рв с обоих сторон ходовой тележки 3. При прохождении кривых участков пути возникает центробежное ускорение, создающее поперечную силу Рц, действующую горизонтально от центра тяжести вагона 6 в направлении внешнего радиуса пути, что повышает нагрузки на транспортное средство и снижает комфортность пассажиров. Для уменьшения действия этой силы при строительстве пути выполняется возвышение наружного рельса над внутренним с образованием угла наклона β, при этом величина поперечной сила Р снижается и комфортность пассажиров повышается. Переход транспорта на скоростное движение приводит к новому повышению центробежного ускорения и поперечной силы Р. При прохождении кривых участков пути на повышенных скоростях подрессорная балка 4, гидроцилиндрами 13 со штоками 14 связанная с кузовом 5 вагона 6, сдвигается в направлении действия поперечной силы Р (сдвиг может составлять от 40 до 120 мм в зависимости от величины силы Р), при этом подвески 8 с гидроцилиндрами 13 и штоками 14 поворачиваются на соответствующий угол δ и за счет смещения точек 10 их крепления и происходит увеличение вертикальной силы Рв и горизонтальной Рг составляющих усилия воздействия на подрессорную балку 4 и уменьшение вертикальной Рв и горизонтальной Рг составляющих усилия воздействия гидроцилиндров 13 с другой стороны рамы 2 ходовой тележки 3 в направлении действия центробежной силы Рα и дополнительный поворот вагона 6 относительно рельсов на угол α, при этом центробежная сила Рα достигает уровня комфортности пассажиров, а увеличенная горизонтальная составляющая Рг со стороны действия силы Рα гасит горизонтальные колебания подрессорной балки 4 и кузова 5, повышает надежность, эффективность и безопасность устройства и упрощает конструкцию системы наклона кузова.