CC BY
19УДК 629.4.017
Технические науки
Подлесников Ярослав Дмитриевич, к.т.н.,
ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта» Силюта Анатолий Геннадьевич, к.т.н., доцент кафедры «Электропоезда и локомотивы» ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта» Романишко Елена Николаевна, студент Института транспортной техники и систем управления ФГАОУ ВО «Российский университет транспорта»
ВАРИАНТЫ ТЕЛЕЖКИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ СЕРИИ ЭД ИЛИ ЭП С
ДИСКОВЫМ ТОРМОЗОМ
Аннотация: С увеличением скорости движения подвижного состава необходимо принимать меры к улучшению эффективности тормозов, что можно достичь различными способами. На мотор-вагонном железнодорожном подвижном составе применяется комбинация различных видов тормоза -электродинамический тормоз и фрикционный тормоз с пневматическим или электропневматическим управлением. Большей эффективностью по сравнению с колодочным фрикционным тормозом обладает дисковый фрикционный тормоз, который получил распространение на скоростном подвижном составе. В данной статье проведен критический анализ вариантов конструкций тележек электропоездов с дисковым тормозом.
Ключевые слова: дисковый тормоз, ЭП2Д, тележки электропоезда, эффективность автотормозов, тормозные блоки.
Abstract: As the speed of rolling stock increases, it is necessary to take measures to improve the efficiency of brakes, which can be achieved in various ways. A combination of different types of brakes - electrodynamic brake and friction brake with pneumatic or electro-pneumatic control - is used on motor-car rolling stock. The disc friction brake is more effective compared to the shoe friction brake and is
widespread on the high-speed rolling stock. The paper gives a critical analysis of different variants of electric train bogies with disc brakes.
Keywords: disc brake, EP2D, electric train bogies, auto-braking efficiency, brake units.
Чтобы отказаться от колодочного тормоза в пользу дискового на электропоездах производства АО «ДМЗ» (серии ЭД и ЭП) [1] совершенно не обязательно разрабатывать и изготавливать ходовые части совершенно другой конструкции и компоновки, чем типовые тележки. Поскольку тележки электропоездов имеют раму штампосварной конструкции, на них не составит труда разместить исполнительную часть дискового тормоза, в частности, тормозные блоки. Тормозные блоки можно разместить на ходовых частях либо на кронштейнах, приваренных к поперечным балкам рамы, либо на продольных балках рамы. В случае крепления тормозных блоков на поперечных балках рамы тележки тормозные диски должны находиться на средней части оси колесной пары, в случае крепления тормозных блоков на продольных балках рамы тележки тормозные диски должны быть закреплены на колесах.
Крепление тормозных блоков к кронштейнам поперечных балок рамы тележек получило распространение в ходовых частях пассажирских вагонов, на мотор-вагонном подвижном составе такое расположение может применяться только на немоторных и головных вагонах. В этом случае получается компоновка исполнительной части тормоза (тормозных блоков и тормозных дисков) аналогично электропоездам типа «Ласточка», что не способствует унификации узлов и деталей.
Тележки отечественных электропоездов являются однотипными, взаимозаменяемыми, тележки головных и прицепных вагонов (немоторных) заимствованы у пассажирских вагонов (тележки КВЗ-ЦНИИ и ТВЗ-ЦНИИ). Вариант размещения тормозных блоков на таких тележках показан на рис. 1. В этом случае отсутствуют элементы тормозной рычажной передачи колодочного тормоза и элементы ее крепления на раме тележки, продольные боковые балки
рамы имеют несколько большую длину для крепления к их концевым частям тормозных блоков.
Рис. 1. Вариант размещения колесного дискового тормоза на тележке немоторных вагонов
электропоездов серии ЭД или ЭП
Из рис. 1 видно, что в этом случае не требуется существенного изменения конструкции тележки, основные узлы (надрессорная балка, центральное и буксовое рессорное подвешивание, буксовые узлы, связи буксового узла с рамой) остаются без изменения.
Тележки моторных вагонов имеют другое устройство буксового рессорного подвешивания - в нем отсутствуют шпинтоны для передачи продольных усилий, буксовый узел в этом случае связан с рамой тележки через шарнирные соединения, поводки и кронштейны рамы (рис. 2).
На тележках моторных вагонов в случае замены колодочного тормоза дисковым тормозные диски могут быть размещены только на колесах (на оси нет места), причем, в этом случае необходимо отказаться от типовых колесных пар со спитцевыми колесами (как на рис. 2).
Для унификации конструкции тележек с дисковым тормозом целесообразно применить вариант колесного дискового тормоза на всех тележках электропоезда (как у ЭГ2Тв) [2]. Конструкция тележек головных и прицепных вагонов при этом изменяется не существенно.
Рис. 2. Буксовое рессорное подвешивание тележки моторного вагона электропоезда
Для электропоездов «Иволга» [2], «Ласточка» [4], «Сапсан» и т.д. характерны тележки с рамой, имеющей в средней части продольных балок изгиб книзу для размещения пневморессор центрального рессорного подвешивания. Буксовое рессорное подвешивание не имеет шпинтонов как на электропоездах серий ЭР, ЭД, ЭТ, ЭМ. Буксовые узлы в таких тележках связаны с рамой при помощи шарнирных соединений с горизонтальными поводками, а буксовое рессорное подвешивание включает в себя цилиндрическую пружину, которая опирается на корпус буксы, и гидравлические гасители колебаний (рис. 3).
Из рис. 3 видно, что для размещения, обслуживания и работы тормозного блока (слева от буксового узла) имеется достаточно пространства. Но при такой компоновке исполнительной части дискового тормоза на электропоездах ЭП2Д необходима замена тележек под всеми вагонами на тележки другой конструкции.
Рис. 3. Устройство буксового рессорного подвешивания тележки электропоезда ЭГ2Тв
В тележках электропоезда ЭР200 в буксовом рессорном подвешивании была принята стандартная для тележек электропоездов компоновка - рама тележки опирается на два комплекта цилиндрических пружин, которые установлены на приливы корпуса буксы (балансир), у тележек моторных вагонов связь буксового узла с рамой тележки осуществлялась через шарнирные соединения с горизонтальными поводками (рис. 4). При такой компоновке было достаточно пространства на размещение и работу клещевого механизма дискового тормоза.
На рис. 4 слева от корпуса буксы виден клещевой механизм дискового тормоза, который осуществляет нажатие тормозных накладок на колесный тормозной диск. Следует заметить, что обслуживание клещевого механизма и замена тормозных накладок при такой конструкции буксового рессорного подвешивания затруднены, как и у варианта, показанного на рис. 1. Для упрощения обслуживания клещевого механизма и замены тормозных накладок предложен вариант модификации типовых тележек электропоездов по аналогии с тележками электропоездов «Ласточка», «Иволга» (см. рис. 3) и т.д. Такой вариант показан на рис. 5.
Рис. 4. Буксовое рессорное подвешивание тележки электропоезда ЭР200
Рис. 5. Вариант размещения колесного дискового тормоза на тележке немоторных вагонов
электропоездов серии ЭД и ЭП
Из рис. 5 видно, что в этом случае помимо увеличения длины продольных боковых балок рамы тележки необходима замена буксового рессорного подвешивания и корпуса буксы. Вместо шпинтонов здесь применены горизонтальные поводки с шарнирными связями, вместо фрикционных гасителей колебаний используются гидравлические демпферы. К продольным балкам рамы тележки в нижней части приварены кронштейны для крепления к ним поводков буксовых узлов.
Вариант тележки, показанный на рис. 5, может быть применен под всеми вагонами электропоездов серии ЭД или ЭП - как моторными, так и немоторными. В исполнительной части тормозной системы могут быть использованы тормозные блоки производства АО «Транспневматика» [3] в рамках импортозамещения (например, усл. № 780 для мотор-вагонного подвижного состава).
Тормозной блок усл. № 780.00.00.000 [3] предназначен для работы с колесными тормозными дисками, имеет суммарное нажатие на тормозные накладки 35 кН при давлении в пневмоцилиндре 0,38 МПа (диаметр пневмоцилиндра 140 мм), передаточное число клещевого механизма 4,84. Имеются варианты тормозного блока с автоматическим стояночным тормозом и без него.
Заключение
Проведенный анализ конструкций тележек мотор-вагонного железнодорожного подвижного состава показал, что возможна модернизация действующего и выпуск нового подвижного состава с дисковыми тормозами, обеспечивающие требуемые параметры. В исполнительной части тормозной системы возможно применение импорт независимых тормозных блоков.
Библиографический список:
1. Электропоезд постоянного тока ЭП2Д [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.dmzavod.ru/products/elektropoezd-postoyannogo-toka-ep2d/ (дата обращения: 30.06.2022).
2. Модельный ряд выпускаемой продукции. Электропоезда [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.tvz.ru/catalog/emus/ (дата обращения: 30.06.2022).
3. Продукция АО «Транспневматика» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://transpn.ru/produktsiya/ (дата обращения: 30.06.2022).
4. Технические характеристики электропоезда «Ласточка» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ulkm.ru/produkciya/elektropoezd-lastochka// (дата обращения: 30.06.2022).
