Использование подвижного состава с раздвижными колесными парами на направлении киев-львов-мостиска II Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 656.224.027:625.113

Б. П. П1Х (Л^вська залiзниця), I. П. КОРЖЕНЕВИЧ, М. Б. КУРГАН (ДПТ)

ВИКОРИСТАННЯ РУХОМОГО СКЛАДУ З РОЗСУВНИМИ КОЛ1СНИМИ ПАРАМИ НА НАПРЯМКУ КИ1В-ЛЬВ1В-МОСТИСЬКА II

Наведеш анал1з траси i результаты динам1чних випробувань вагошв з розсувними колюними парами на напрямку Киlв-Львiв.

Приведены анализ трассы и результаты динамических испытаний вагонов с раздвижными колесными парами на направлении Киев-Львов.

The article provides the analysis of track and the results of dynamic tests of cars with extensible wheelsets on the railway direction Kyiv-Lviv.

Вступ

Через значне скорочення в останш роки обсяпв вантажних перевезень пропускна спроможнють бшьшосп залiзничних лшш для пасажирського руху бшьше шж у два рази перевершуе iснуючi потреби. Однак при цьому спостер1гаеться не рiст, а змен-шення мiжнародних пасажирських перевезень залiзницею. Причинами е велика три-валiсть перебування пасажирського по'1'зда в дорозi (необхiднiсть змiни вiзкiв при пе-реходi з одше'1 колп на iншу, пониженi швидкосп руху через наявнiсть бар'ерних мюць на дiлянках транспортних коридорiв та ш.). Крiм великих втрат часу (3-4 годи-ни), мае мюце недостатня кiлькiсть i про-тяжшсть дiлянок обiгу вагонiв. У даний час вагони курсують тiльки в сполученш Кшв-Вроцлав, Кшв-Варшава, Кшв-Прага, i невелика 1хня кшьюсть направляеться у Вще-нь, Берлш i Братиславу. Через розходження в конструкцп не всi вагони европейських залiзниць можуть переставлятися на широ-коколiйнi залiзницi краш СНД.

Щоб виправити таке становище, Укрза-лiзниця здiйснила ряд крокiв. У червш 2003 р. на пунктах перестановки на станци Мостиська II почала дiяти оригiнальна ко-лiеперевiдна система Би^2000, яка забез-печуе автоматизований перехщ рухомого складу з колп 1520 на 1435 мм i навпаки. А з грудня 2003 р. заплановано регулярне па-сажирське сполучення Кшв-Вроцлав-Бь день iз застосуванням по'1'зда з розсувними колiсними парами [1].

Постановка задачь Аналiз вихщних даних

Мета роботи - це анашз параметрiв траси вiд Киева до захщного кордону Украiни i ощ-нка динамiчних характеристик рухомого складу з розсувними колюними парами, за-стосування якого дозволить тдвищити марш-рутну швидюсть.

Основним затзничним напрямком, що з'еднуе Украшу з кранами Центрально-Схiдноi Свропи i кранами Свропейського Союзу, е двоколiйна еле-ктрифiкована лiнiя Мостиська II—Львiв—Жмеринка—Ки1'в—Зернове. Цей напрямок е частиною Мiж-народного транспортного коридору № 3 (Бер-лiн/Дрезден-Катовiце-Львiв-Красне-Тернопiль-Жмеринка-Козятин-Кшв-Зернове-Суземка-Мос-ква), довжина якого становить 2209 км.

Уведення в 1998 р. електрично1' тяги на дшянщ Тернопiль—Гречани дозволило створити цiлком електрифiкований хщ вщ Киева до Львова з вихо-дом у Свропу. Ефективнiсть проведення таких за-ходiв розглянута в робот [2]. На даний час вся траса двоколшна й електрифiкована.

Двоколшна д1лянка у межах Льв1всько'1 за-л1знищ складае 39 % вщ довжини коридору № 3 у межах Украши. 1з них 84 км (держав-ний кордон з Польщею - Льв1в) електрифшо-ват на постшному струмъ Для пасажирського руху використовуеться електровоз ВЛ10, маса по'1'зда 700 т. Вщ Львова до Киева зашзниця експлуатуеться на змшному струм1, на д1лянщ Льв1в-Жмеринка використовуеться електровоз ВЛ50, вщ Жмеринки до Киева ЧС4, ЧС8, маса по'1'зда 1100 т. Маршрутна швидкiсть по-1'зда № 7 Кшв-Братислава-Бщень на д1лянщ Ктв-Льв1в становить 60,6 км/год, що на сьо-годт не е досгаттм показником.

До недолшв цього ходу можна вщнести змiну струму (на дiлянцi Мостиська II—Львiв постiйний струм, вщ Львова до Киева - змiнний струм) i вщ-носно складнi параметри поздовжнього профiлю i плану, особливо у межах Львшсько1 залiзницi. То-

му характеристика третього мгжнародного транспортного коридору з точки зору параметрiв траси представлена у виглядi гiстограм розподiлу укло-нiв i радiусiв кривих у межах Украши взагалi i Львiвськоl залiзницi зокрема (рис. 1, 2).

50 40 30 20 10 0

3

с

8 о.

21.0

15.7

0.8

2.2

0.6

0...2 2...4 4...6 6...8 8...10 10...12 12...14 1нтервали ухилiв, %о

□ Ки'в-Моспска □ П1дволочиськ-Мостиська

Рис. 1. Пстограми розподшу уклошв

* 6 £ 5 & 4 5 3

I 2

5 1 £ 0

6.4

13-

3.0

-31

1.7

3.9

2.7

0 0 3

0 0

ю о

0 3

0 0

о

0 5

0 0

О)

о

0

0 0 0 о

0 0 0 о

2 5 00 ю

0- С4 О

о о 0 О

0 0 5 00

о> 2

0 0 5 2

л

1нтервали рад1ус1в кривих, м

7

□ Кш'в-Мостиська □ Пщволочиськ-Мостиська

Рис. 2. Пстограми розпод1лу рад1уав кривих

Порiвняння параметрiв тут i далi виконуеться вщносно Львшсько1 залiзницi. Найбiльшi уклони на цьому напрямку сягають 14 %о, питома вага кривих дiлянок 27,1 %, мiнiмальний радiус - 250 м.

З пстограм видно, що у межах Львiвськоl залiзницi, на дiлянцi Мостиська П-Щцволо-чиськ уклони крутiшi за 10 %о, складають 2,8 % проти 1,6 % вiд всього напрямку. Таке ж порiв-няння не на користь питомо! ваги кривих радiу-сiв до 700 м: 7,8 % у межах Л^всько! залiзницi проти 3,4 % вщ Мостиськи II до Киева.

Вщповщшсть технiчних i експлуатацiйних параметрiв транспортного коридору № 3 евро-пейським вимогам розглянута в роботi [3].

Автоматизований перетин кордошв у мiжнародному сполученнi

Пасажирсью перевезення у мiжнародному сполученнi за умовами комфорту та за швидко-стями руху повинш вiдповiдати положенням угод щодо трансевропейських транспортних ко-ридорiв. Для тдвищення ефективностi залiзнич-ного сполучення з кранами Центрально! i Захщ-но! Свропи необидно вирiшити проблеми адап-тацп рухомого складу до експлуатацшних умов на залiзницях рiзних стандарив. До цих проблем належать габаритш обмеження та конструктив-но-технологiчнi розбiжностi у виконаннi систем зчеплення, гальм, ходових частин, енергозабез-печення та iншого обладнання, що визначае швидюсш характеристики рухомого складу при заданому рiвнi безпеки руху та комфорту.

Що стосусться проблем адаптацп систем зчеплення i гальм, то сьогодш вже юнують вщ-працьованi варiанти техшчних рiшень, якi сприятимуть прискоренню пасажирських пере-везень у мiжнародному сполученш [4].

Останнiм часом зростае iнтерес до запрова-дження технологи переведення вагонiв з коли одного стандарту на колда iншого стандарту в автоматичному режимi з використанням так званих розсувних колiсних пар (РКП).

Розробки РКП мають столттню iсторiю (першi патенти з дано! тематики стали з'являтися ще з 1896 р.). Впровадження !х стримувалося складню-тю конструкцiй i вимагало значних витрат на тех-шчне обслуговування. Практичне застосування РКП розпочато в 1969 р., коли з Барселони до Же-неви прибув перший по!зд системи Talgo RD.

З 1969 р. пасажирськi по!зди Talgo, облад-нанi цieю системою, введет в регулярну екс-плуатащю. У даний час фiрмою Talgo пропону-еться нове технiчне ршення. 1з цieю метою розроблена конструкщя колюно! пари з колесами, що розсовуються [5]. Такi колюш пари встановлюються у вiзках типу В21, аналопчних вiзкам У 25, що е стандартними для вантажних вагошв коли 1435 мм.

Нинi, ^м юпансько! системи Talgo, для мiжнародних пасажирських сполучень застосо-вуються РКП конструкцп доктора Р. Сувальсь-кого (Польща) - так звана система SUW2000, яку призначено як для пасажирських, так i для вантажних вагонiв [6]. Серед нов^шх систем РКП система SUW2000 е найбiльш вщпрацьо-ваною. Вагони, обладнаш РКП дано! системи, переходять з одше! коли на шшу за лiченi секу-нди про!здом через колiеперевiдний пристрiй довжиною 27 м iз швидкiстю руху до 30 км/год. При цьому не потрiбно розвантажувати колеса, як цього вимагае, наприклад, система Talgo.

Система SUW2000 дозволяе отримувати три рiзнi вiдстанi мiж колесами 1435/1520/1668 мм, забезпечувати максимальну швидкiсть руху 120 км/год при навантаженш на вюь 200...225 кН i 160 км/год - при 160 кН/вюь.

У квгтт 2000 року по!зд, складений iз трьох пасажирських i трьох вантажних вагонiв типу «Схвд-Захщ», обладнаних ходовими частинами з РКП системи SUW2000, здiйснив презентащйний рейс вщ ст. Замосць (Польща) до ст. Ковель Львiвськоl зашзнищ. 1з грудня 2000 р. у експлуатаци знахо-диться пасажирський по!зд Варшава-Вiльнюс.

1дея застосування РКП е привабливою перш за все в там, що позбавляе пасажирiв незручнос-тей при перетинi кордону, шдвищуючи тим самим рiвень комфортность Крiм соцiального ефекту, застосування РКП приносить економiчнi вигоди, оскiльки дае змогу позбутися застаршо! технологи переставляння вагонiв. Термiн окуп-ностi каштальних витрат, пов'язаних iз впрова-дженням технологи автоматичного переходу пасажирських поlздiв з коли 1520 мм на колда 1435 мм i назад iз застосуванням вiзкiв, обладнаних РКП, не перевищить шести роюв [4].

У вiдповiдностi зi спiльним рiшенням Укрзаль зницi й Польських залiзниць, у червнi 2001 р. на Львiвськiй залiзницi було проведено ходовi дина-мiчнi випробування вагонiв на вiзках типу 25AN/S з РКП системи SUW2000. Дослщний по!зд склада-вся з пасажирського i критого вантажного вагонiв коли 1435/1520 мм, вагона-лаборатори Д11Т i тв-вагона коли 1520 мм. Вагон-лабораторiя i пiввагон служили вагонами-еталонами, показники динамь чних якостей яких порiвнювалися з аналогiчними показниками дослiдних вагонiв.

Порiвнюючи показники WZ , визначенi за вер-тикальним прискоренням, було встановлено, що хд вагона на вiзках типу 25AN/S був дещо спо-кiйнiший, тж вагона на вiзках типу КВЗ-ЦНИИ. В обох випадках значення WZ не перевищували допустимого рiвня - 3,25, що зпдно з таблицею [7] характеризуемся як задовiльний хд. Щодо показникiв Wy, яю визначалися за горизонталь-

ним прискоренням, то вони були меншими у по-рiвняннi з першим випадком (max Wy = 2,6)

i при швидкостях руху 80 км/год i вище вияви-лись близькими для обох вагошв [8].

Таблиця

Допустимi значення прискорень кузова пасажирського

Оц1нка ходу вагона Прискорення в частках g

вертикальш прискорення Z горизонтальш прискорення Y

Порожнш Навантажений Порожнш Навантажений

Ввдмшний 0,15 0,12 0,07 0,05

Добрий 0,20 0,15 0,12 0,10

Задов1льний 0,25 0,20 0,15 0,12

а

OQ

LO

Ol

00 'Jl

N

X

CD

X

СГ

N

►e* g

S' V S. a w S

L_J Я.

СО ^

ft S =

•в H

s

я p

'-J № я я

X

я

•в s

о я о •в ft я

tr

Я W

« s

о я

W ^

р д

i-3

Я р

р I

S й ^ я ft

Яс ^

О Я

. ft

:

«о Б о о

я

о

ti ^

ti •в

о

g

W

я я

ti я

я р •в о N

Яс я L>J

о\ я к

№ Б. W р N р •в я

о о

S р я р Е о OJ

я о нн W •в ft

Я Г5

g ß О Я

р а № я Р W ft

р

я

р

W

о я

Е

W

я t я о

5. * ft

я

•в -I

я

О Р

я ^

и я

Я

О >1 № ТЗ

s

я я

О M

H я

о я § §

з!

о я

Т №

я я

Я

st>S

И И

t S

К щ W

s s s

№ Я i

о * S

I— M Я

Р 2

а ч г?

2 и s

3 ^ P №

о »

0Q

Р

О

ÇJQ

Е

о

о

W

л я н №

я

•в о

W

О

я р

W р

о

Я нн р й р * л ft я

И

H-. L/1 нн

« SÄ

р

и tr

я я я

р и

Cd w Я

OJ О " ■4^

Я

U ^ м

а п »

S § S

я t

О Я я

,. г о

я Я р

р и

td ® S

Jh я

" ft •в ft

^ H

СЛ S я

S s s

►H -S Я

я v; о

ft i i

■a 3 E

gto

3 U^

2 W ъ.

ft » *

-S Я

Ь

S я £ о

2 я

3. о

•

О w

►S s

тЗ

ft w

Р

Я

р

w О Я.

Е w

я t я о о H ft яс

0.25

К I I

Ф

О

* га

° V != !

I .0 С

га

I-

Ш

т

о л т

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

38 39 41 52 52 52 59 59 70 71 72 79 82 82 88 88 99 99 100

Швидюсть, км/год

□ КВЗ-ЦНИИ □ 25 АЫ/Б

Рис. 5. Розподш вертикальних прискорень кузова вагошв залежно ввд швидкостi руху

0.12

38 41 52 52 59 71 72 80 87

Швидкiсть, км/год

88

99

100

□ КВЗ-ЦНИИ

Рис. 6. Рiзниця вертикальних прискорень кузова вагона на вiзках 25ЛМ/8 вщносно вагона на вiзках

КВЗ-ЦНИИ

На рис. 7 { 8 наведет графши прискорень У 3 1 У 4, що рееструвадись з некотдово! сторо-ни вагона. 1з цих же графтв видно, що найб> дьш1 максимадьш прискорення виникади у першому випадку в д1апазош швидкостей 70...90 км/год, у другому - при максимадьнш швидкост 100 км/год. З анатзу графтв гори-зонтадьних прискорень кузова вагона (рис. 7, 8) видно, що у д1апазош швидкостей руху 40...100 км/год р1вень прискорень змшюеться

пдавно з ростом швидкосп. Середш з максима-дьних значень горизонтадьш прискорення не перевищують 0,1§. Середш значення горизон-тадьних прискорень становдять (0,09.0,10^ ддя вагона на в1зках 25ЛК/8 1 (0,08...0,09^ ддя вагона на в1зках КВЗ-ЦНИИ. Згщно з табдицею хд вагошв оцшюеться м1ж добрим { вщмшним.

На рис. 3, 4 1 7, 8 показано графки задежно-стей вим1рюваних ведичин вщ швидкосп руху.

Вагон на Bi3Kax типу 25 AN/S

к

н н

ф

CL

о

K

О

и

CL п

"Ï -Û С

а т н о

3 и CL

о

0.15

0.12

га

2 0.09

S

н

I? 0.06

в

0.03

0.00

y3= 0 .0008V + 0.067 6 "V О

О о 1 ю --о

O^Jjg-—■—1 fâ л 9 с i о

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Швидмсть, км/год

О y1

Линейный (y1)

Рис. 7. Залежнють горизонтальних прискорень кузова вагона на в1зках типу 25AN/S ввд швидкостi руху

Вагон на Bi3Kax типу КВЗ-ЦНИИ

Швидкiсть, км/год

О y4 Линейный (y4)

Рис. 8. Залежнють горизонтальних прискорень кузова вагона на в1зках типу КВЗ-ЦНИИ ввд швидкосп руху

На рис. 9 показаш пстограмми, з яких видно р1зницю горизонтальних прискорень для вагошв на в1зках 25AN/S i КВЗ-ЦНИИ. Така рiзниця тим бшьша, чим бiльша швид-

кiсть руху у вщношенш до вагона-еталона i досягае (0,04...0,06)g при швидкостi, бшь-шiй за 85 км/год, рис. 10.

0.15

СЯ

К I

I

ф

£1

О *

0

С *

■— н

1 о .0 го С Г га ш

х

о

«

£1 О

0.12

0.09

0.06

0.03

0.00

38 39 41 52 52 52 59 59 70 71 72 79 82 82 88 88 99 99 100

Швидкють, км/год

□ КВЗ-ЦНИИ □ 25 ДЫ/Б

Рис. 9. Розподш горизонтальних прискорень кузова вагошв залежно вiд швидкостi руху

0.06

* га

1 £

¡5 8

ГО О 0.04

м ш

г! -а

12 5

К §■ 0.02

5 *

.2 СР о. с

0.00

38

40

52

52 59 71 72 80 87 88 99 100

Швидмсть, км/год

Рис. 10. Рiзниця горизонтальних прискорень кузова вагона на вiзках 25ЛМ/8 ввдносно вагона

на вiзках КВЗ-ЦНИИ

Висновки

1. 3 а результатами статистичного анал1зу контрольованих динам1чних процес1в, зареест-рованих тд час руху дослщного по!зда за маршрутом Льв1в-Жмеринка-Кшв, встановлено, що р1вень вим1рюваних величин, якi характеризу-ють динам1чш властивосп вагошв, обладнаних в1зками типу 25АМ8 з розсувними колюними парами системи SUW2000, знаходився в межах, допустимих для експлуатацп. Зокрема, хд дослщного вагона за вертикальними прискорення-

ми кузова оцшено як вщмшний, за горизонталь-ними прискореннями - м1ж вщмшним { добрим.

2. За своши динам1чними характеристиками вагони габариту РЩ, обладнаш в1зками типу 25АN/S з розсувними колюними парами системи SUW/2000, можуть бути допущеш до експериментально! експлуатацп на зал1зницях коли 1520 мм у вщповщносп до умов угоди м1ж УЗ 1 ПКП.

3. Переходи вагошв через кол1еперевщний пристрш на ст. Мостиська II Льв1всько! зал1з-

нищ виконано без зауважень щодо роботи ме-ханiзмiв розсувних колiсних пар.

4. Випробування показали, по-перше, що вiзки з розсувними колiсними парами забезпе-чують необхiдну плавнiсть ходу на коли 1520 мм, а по-друге, що вiзки типу КВЗ-ЦНИИ за сво1ми динамiчними характеристиками не поступаються швидкiсним вiзкам типу 25АМ8 з безколисковим пiдвiшуванням. Останнiй висно-вок е додатковим свiдченням потенцшних мож-ливостей вiзкiв типу КВЗ-ЦНИИ щодо забезпе-чення у найближчому належних динамiчних характеристик вагошв швидюсних погадв.

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Кирпа Г. Н. Стратегия взаимодействия // Зал1з-ничний транспорт Украши. - 2003. № 6. - С. 2-7.

2. Юрпа Г. М., Корженевич I. П., Курган М. Б. До-слвдження умов тдвищення швидкостей руху по!зд1в на юнуючих д1льницях в залежносп ввд параметр1в траси // Проектування, виробництво та експлуатащя автотранспортних засоб1в, пой-д1в та нафтопровод1в: Пр. Зах. наук. центру. -Льв1в: Логос, 2002. - № 9. - С. 63-67.

3. Кирпа Г. Н., Корженевич И. П., Курган Н. Б. Исследование условий, обеспечивающих организацию скоростного движения по транспортным коридорам в пределах Львовской железной дороги // Мйо^у оЬИсжпютс'е 1 badawcze тс7 готшди ро]аМо^' БатосЬо^теусИ 1 maszyn roboczych samojezdnych. Ма1ег1а1у 7 копТ miedzynarodowej. - Rzeszow:

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Lukasiewicza, 1998. - S. 153-162.

4. Дьомш Ю. В., Kipna Г. М. Пасажирським пере-везенням швидк1сть i комфорт // Залiзничний транспорт Украши. -2002. - № 1. - С. 2-6.

5. Изменение ширины колеи по системе Та^о в тележках грузовых вагонов // Железные дороги мира. - 1995. - № 4. - С. 32-38.

6. Suwalski R. M. SUW 2000: "^zki towarowe i osobowe w awtomatycznym ruchu przestawczym 1435/1520 mm // Technika transportu szynowego. -2000. - № 7/8. - S. 32-44.

7. Вершинский С. В., Данилов В. Н, Челноков И. И. Динамика вагона / Под ред. С. В. Вершинского. -М.: Транспорт, 1978. - 352 с.

8. Юрпа Г. М. 1нтегра^ залiзничного транспорту Украши у европейську транспортну систему: Монография. - Д.: Арт-Пресс, 2003. - 364 с.

9. Програма та методика контрольних динамiчних випробувань пасажирських вагошв габариту Р1Ц на вiзках типу 25АМ/5 з розсувними колюними парами 81-Г/У2000 у графковому пасажирському поiздi. - КУЕТТ-ДНУЗТ, 2003. - 13 с.

10. РД 24.050.37.95. Вагоны пассажирские и грузовые. Методы испытаний на прочность и ходовые качества. - М.: ГосНИИВ, 1995. - 101 с.

11. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). - М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. - 319 с.

Надшшла до редколегп 22.10.03.