Наукові публікації та патенти в рамках виконання держбюджетних науково-дослідних робіт 2020 р.

Permanent URI for this community

https://dspace.snu.edu.ua/handle/123456789/78

Browse

Now showing 1 - 12 of 12

Study of rail vehicles movement characteristics improvement in curves using fuzzy logic mechatronic systems
(2019) Kapitsa, M.; Mikhailov, E.; Kliuiev, S.; Semenov, S.; Kovtanets, M.
The article deals with the effectiveness of reducing the level of force interaction of the rail vehicle wheels with rails in curved sections of the track through the use of mechatronic position control systems for wheel pairs in the rail gauge in the horizontal plane. The approaches to the creation of such a mechatronic system operating on the principles of fuzzy logic are described. To determine the angles of attack of wheels on the rails, it was proposed to use the acoustic emission indicators of the contact of the wheel with the rail. To determine the direction of curvature of the rail track, it is advisable to use data from navigation systems. The study of the dynamics of the rail vehicle during the passage of a curved section of the track in real time was carried out using the Matlab/Simulink software package. The proposed mechatronic control system for the position of the wheel sets in the horizontal plane allows to ensure their optimal installation under various driving conditions in the rail gauge. This makes it possible to minimize the angles of attack of the wheels and reduce the forces of the horizontal interaction of the wheels with the rails.
Обоснование рациональных характеристик мехатронных систем управления положением колесных пар
(ДУІТ, 2020) Горбунов, Н. И.; Клюев, С. А.; Михайлов, Е. В.; Семенов, С. А.; Ковтанец, М. В.
Сформулированы требования к характеристикам аппаратного и программного обеспечения, обеспечивающего техническую реализацию мехатронных систем управления положением колесных пар рельсовых экипажей в горизонтальной плоскости для их радиальной установки в криволинейных участках пути с целью обеспечения оптимального взаимодействия колес и рельсов, характеризующегося минимальными боковыми силами и снижением износа. Предложенная мехатронная система позиционирования колесных пар позволяет оптимально устанавливать их на рельсовом пути при различных условиях движения экипажа. Результаты расчетов, выполненных на примере движения в кривой трехосной тележки тепловоза 2ТЭ116, показали возможность значительного уменьшения направляющих сил и минимизации углов набегания колесных пар. Сформульовано вимоги до характеристик апаратного та програмного забезпечення, що забезпечує технічну реалізацію мехатронних систем управління положенням колісних пар рейкових екіпажів у горизонтальній площині для їх радіальної установки в криволінійних ділянках шляху з метою забезпечення оптимальної взаємодії коліс та рейок, що характеризується мінімальними бічними силами та зниженням зношування. Запропонована мехатронна система позиціонування колісних пар дозволяє оптимально встановлювати їх на рейковому шляху за різних умов руху екіпажу. Результати розрахунків, виконаних на прикладі руху в кривій тривісної візки тепловоза 2ТЕ116, показали можливість значного зменшення напрямних сил та мінімізації кутів набігання колісних пар.
Модернизация метода повышения тягово-тормозных качеств локомотива при прохождении стрелочных переводов
(СНУ ім. В. Даля, 2020) Горбунов, Н. И.; Ковтанец, М. В.; Ковтанец, Т. Н.; Просвирова, О. В.
Представлены результаты исследований факторов влияющих на вероятность безотказной работы элементов стрелочных переводов. В работе выполнен анализ работы песочных систем локомотивов, а также сложности путевого хозяйства в очистке рельсошпальной решетки, что позволило определить причины засорения стрелочных переводов песком. Изучена работа элементов автоматической локомотивной сигнализации и разработана инновационная система блокирующая песочную систему локомотива при прохождении стрелочных переводов. Наведено результати досліджень факторів, що впливають на ймовірність безвідмовної роботи елементів стрілочних перекладів. У роботі виконано аналіз роботи пісочних систем локомотивів, а також складності колійного господарства в очищенні рейкошпальних грат, що дозволило визначити причини засмічення стрілочних переказів піском. Вивчено роботу елементів автоматичної локомотивної сигналізації та розроблено інноваційну систему, яка блокує пісочну систему локомотива при проходженні стрілочних перекладів.
Мoдернизaция пеcoчнoй cиcтемы лoкoмoтивa для энегргo и реcурcocбережения, пoвышения и упрaвления взaимoдейcтвия cиcтемы «кoлеco-рельc»
(СНУ ім. В. Даля, 2020) Кoвтaнец, М. В.; Гoрбунoв, Н. И.; Кoвтaнец, Т. Н.; Кoвтaнець, М. В.; Гoрбунoв, М. І.; Кoвтaнець, Т. М.
В рaбoте oпиcaнa целеcooбрaзнocть улучшения cцепления кoлеc лoкoмoтивa c рельcaми. Уcтaнoвленo, чтo для пoвышения кoэффициентa cцепления нaибoлее ширoкoе рacпрocтрaнение нa железных дoрoгaх мирa, пoлучилa пoдaчa квaрцевoгo пеcкa нa рельcы пoд кoлеca движущегocя лoкoмoтивa. Предcтaвлен aнaлиз неэффективнocти рaбoты пеcoчных cиcтем лoкoмoтивoв. Предлoженo и экcпериментaльнo oбocнoвaнo в три пocледoвaтельных этaпa пo мoдернизaции пеcoчнoй cиcтемы лoкoмoтивa для пoвышения тягoвo-cцепных и тoрмoзных кaчеcтв лoкoмoтивa, кoтoрые пoзвoлят cнизить зaтрaты экипирoвoчных мaтериaлoв, пoвыcить безoпacнocть движения, cнизить зaтрaты нa oбcлуживaние, пoвыcить тягoвo-cцепные и тoрмoзные кaчеcтвa лoкoмoтивa, a тaкже уcтрaнить другие приcущие пеcoчнoй cиcтеме недocтaтки. У роботі описана цілісність поліпшення зчеплення коліс локомотиву з рельсами. Встановлено, що для підвищення коефіцієнта зчеплення найбільш широке розповсюдження на залізницях світу, отримала подача кварцевого піску на рельсі по рельсі. Представлений аналіз неефективності роботи піскових систем локомотивів. Запропоновано і експериментально обгрунтовано в три послідовних етапи по модернізації пичної системи локомотиву для підвищення тягово-зчіпних і гальмівних якостей. витрати екіпірувальних матеріалів, підвищити безпеку руху, знизити витрати на обслуговування, підвищити тягово-зчіпні і гальмівні якості локомотиву, а також усунути інші властиві пісочній системі недоліки.
Удосконалення стіни бокової напіввагонів вітчизняного виробництва
(ДП «ДОСЗТ», 2020) Фомін, О. В.; Горбунов, М. І.; Швець, А. О.; Фоміна, А. М.; Скляр, А. В.
Аналіз методу термоенергетичного газорозділення для керування охолодженням фрикційного контакту залізничних гальм
(СНУ ім. В. Даля, 2020) Горбунов, М. І.; Просвірова, О. В.; Ковтанець, М. В.; Ковтанець, Т. М.
У статті систематизовано результати досліджень вихрового ефекту та надано оцінку можливості використання конструкцій вихрової труби з метою здійснення впливу на фрикційні властивості поверхонь тертя залізничних гальмівних елементів. Використання ефекту температурного розділення газу дозволить покращити умови взаємодії в фрикційній трибосистемі залізничних гальм. Переваги використання вихрового ефекту полягають у його екологічності та доступності для запровадження. В статті наводиться огляд конструкцій газороздільних трубок, зазначаються їх особливості. Відомі експериментальні дослідження дозволили створити напівемпіричні математичні моделі для розрахунку газороздільних трубок. Важливою проблемою трибопар є підтримання стабільного рівня коефіцієнта тертя. Знаний спосіб удосконалення характеристик фрикційної взаємодії в системі «накладка - диск» чи «колодка - колесо», який передбачає використання стислого повітря з гальмівної магістралі для охолодження трибологічного контакту, не забезпечує достатньо ефективний конвективний теплообмін, що зумовлено постачанням до контактуючих поверхонь стислого повітря, яке не було охолоджено. Температура в трибоконтакті збільшується у процесі гальмування, відповідно, потребує зниження для недопущення юзу та утворення пластичних деформацій. Авторами запропоновано використання ефекту термічного розділення газів для керування охолодженням поверхонь тертя. Під час гальмування для терморегулювання поверхонь у гальмівний контакт постачається холодна фракція повітря. Удосконалений метод поліпшення умов взаємодії фрикційних елементів дискового гальма, який було запропоновано, призведе до стабілізації коефіцієнта зчеплення поверхонь тертя фрикційних елементів, та відповідно забезпечить кращу безпеку руху залізничного транспорту та покращити його екологічність.
Experimental study of the limit-maximum adhesion coefficient
(2020) Gorbunov, M.; Kovtanets, M.; Kovtanets, T.
Вплив повздовжньо-динамічних навантажень на міцність гальмової важільної передачі візка вагона, обладнаного новим концептом упряжного пристрою
(СНУ ім. В. Даля, 2020) Фоміна, А. М.; Ловська, А. О.; Горбунов, М. І.
Досліджено повздовжню навантаженість вантажного поїзда, обладнаного новими концептами упряжного пристрою. Встановлено, що використання концепту упряжного пристрою дозволяє знизити повздовжню навантаженість поїзда майже на 30% у порівнянні з типовою схемою взаємодії локомотива з вагонами. Проведено розрахунок на міцність гальмової важільної передачі вантажного вагона, обладнаного новим концептом упряжного пристрою. При цьому максимальні еквівалентні напруження в елементах гальмової важільної передачі нижчі майже на 35% у порівнянні з типовою схемою Проведені дослідження сприятимуть створенню інноваційних конструкцій рухомого складу з покращеними техніко-економічними та динамічними показниками.
Clarification of features of the wheel movement with a perspective constructive scheme on a rail
(2020) Mikhailov, E.; Semenov, S.; Kliuiev, S.; Dižo, J.; Blatnický, M.; Gerlici, J.; Harušinec, J.; Kovtanets, M.
The article presents the continuation of studies of the features of the wheel movement the traditional and perspective constructive scheme on a rail. Unlike the traditional design, the perspective constructive scheme of the wheel allows independent relative rotation of the support surface wheel and of its guide surface (flange) relative to their common axis of rotation. Previous authors’ works did not take into account the influence of the level of slippage in the main contact of the wheel with the rail on the value of the slippage rate in its flange contact. This article further examines the influence of this factor for both wheel designs. The results of the presented studies confirm the possibility of reducing slippage in the flange contact with the rail for a wheel of a promising design scheme in comparison with a traditional wheel. Reducing the power of friction forces in the contact of the wheel flange of a promising design scheme will reduce the resistance to movement of such a wheel along the rail, especially in curved track sections.
Innovative risks of introducing advanced technical solutions in transport
(2020) Gorbunov, M.; Nozhenko, V.; Kovtanets, M.; Porkuyan, O.
This article contains the analysis of possible investment ways for the development of industrial technologies on the example of railway transport and the associated decision-making process. A risk assessment method was used in this study when introducing innovative technical solutions for improving friction interaction in a two-point «wheel-rail» contact, which is based on the Monte Carlo method. The result of simulation modeling is forecasting of the most and least risky technical solutions for introducing them in railway transport and reducing such risks.
Experimental study of temperature stabilization process in tribological contact of brake friction pairs under the impact of forced cooling
(2020) Gorbunov, M.; Prosvirova, O.; Kovtanets, M.
The issue of improving of the design of a railway wheelset
(2020) Mikhailov, E.; Semenov, S.; Dižo, J.; Blatnický, M.; Kovtanets, M.; Kliuiev, S.
The article analyses one of the significant drawbacks of traditional wheelsets of rail vehicles, which consists in the occurrence of elastic deformations of bending of its axis in operation. It has been established that this is due to the irrational scheme of transferring vertical loads from the topsides of the rail vehicle. The magnitudes of these angles determine the additional (elastic or plastic) displacements of the points of the contact of wheels with the rails transversely of the rail gauge when the wheelset is subjected to the static and dynamic loads during the movement. A possible way to eliminate this disadvantage of the traditional wheel pair is to change the loading scheme of its wheels with vertical loads. This is possible to perform by changing the traditional design of a wheelset and abandoning its traditional axis using independently rotating wheels (IRW). The use of wheel pairs with IRW eliminates another significant disadvantage of traditional wheelsets. It is associated with high torsion stiffness of the axles of such structures, which does not allow the wheels to rotate relatively to each other. This causes increasing of wheel slip on rails when moving in curved sections of the track and it also limits the speed of steady movement of rail vehicles in straight tracks. However, when using wheel pairs with the IRW, they are not centred in the rail gauge. At the same time there is long contacting of a flange of one of the wheels on the rail with a high level of wear. Improving the dynamics of rail vehicles with IRW and reducing wear of wheels and rails is possible by means of mechatronic systems to control the position of wheelsets in the track gauge.