СИСТЕМА НАКЛОНА КУЗОВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

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 экипажной части локомотива, содержащая кузов с автосцепками и бесшкворневые тележки, снабженные устройствами для передачи вертикальных и горизонтальных поперечных сил между кузовом и тележками с помощью пружин и попарно расположенных с каждой боковой стороны тележек люлечных подвесок, шарнирно соединенных с кронштейнами кузова, и устройствами для передачи продольных сил между кузовом и тележками в виде наклонных тяг, шарнирно связанных с тележками и с помощью коротких тяг и упругих элементов с кронштейнами на буферном брусе рамы кузова каждые две люлечные подвески соединены сферическими шарнирами с Т-образной промежуточной балкой, опирающейся на раму тележки через пружины, расположенные между люлечными подвесками, каждая промежуточная балка соединена сферическими шарнирами с кронштейном на средней балке рамы тележки и с продольными тягами, связанными с помощью упругих элементов с кронштейнами на боковине рамы тележки, каждая наклонная тяга соединена с центром равноплечего балансира, шарнирно связанного по концам с помощью коротких тяг и пакета упругих элементов с кронштейнами на буферном брусе рамы кузова, расположенными по обе стороны поглощающего аппарата автосцепки; хвостовик каждой продольной тяги, связывающий промежуточную балку с тележкой, пропущен через отверстие в кронштейне на боковине рамы тележки, на конце хвостовика укреплена шайба, а упругий элемент расположен между кронштейном и шайбой; обе промежуточные балки, расположенные над каждой тележкой, соединены с одним общим кронштейном, укрепленным посредине средней балки рамы тележки (патент RU №2192978, кл. B61F 5/22, опубл. 2002 г.)

Недостатками данного изобретения являются:

- установка пружин с кронштейном над рамой тележки увеличивает высоту тележки и соответственно пола транспортного средства от головки рельсов, что ухудшает эксплуатационные параметры транспортного средства;

- нагрузка наклонной тяги от всей массы транспортного средства снижает надежность, безопасность и эффективность работы подвесок транспортного средства.

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 (патент US №7438000, кл. B61F 5/02, B61F 5/20, B61F 5/22, опубл. 2008 г.)

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 смещены внутрь к ее центру, а точки крепления подвесок к подрессорной балке смещены наружу, вследствие чего продольные оси подвесок расположены наклонно и связаны с подрессорной балкой под углом относительно вертикальной оси ходовой тележки; подвески выполнены в виде цилиндрических пружин с тягами, закрепленными на боковых стенках рамы ходовой тележки с возможностью увеличения вертикальной и горизонтальной составляющей усилия воздействия дополнительных цилиндрических пружин на подрессорную балку в направлении действия центробежной силы вагона при прохождении кривых участков пути и уменьшения вертикальной и горизонтальной составляющей усилия воздействия дополнительных цилиндрических пружин 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 внутрь к ее центру, а точки крепления 10 подвесок 8 к подрессорной балке 4 смещены наружу, 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 цилиндрических пружин 13 с тягами 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 цилиндрических пружин 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 цилиндрических пружин 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.

При движении железнодорожного транспортного средства по прямому пути цилиндрическими пружинами 13 с тягами 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_β снижается и комфортность пассажиров повышается. Переход транспорта на скоростное движение приводит к новому повышению центробежного ускорения и поперечной силы P_β. При прохождении кривых участков пути на повышенных скоростях подрессорная балка 4, цилиндрическими пружинами 13 с тягами 14 связанная с кузовом 5 вагона 6, сдвигается в направлении действия поперечной силы Р_β (сдвиг может составлять от 40 до 120 мм в зависимости от величины силы Р_β), при этом подвески 8 с цилиндрическими пружинами 13 и тягами 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 цилиндрических пружин 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.