Оптимізація зчіпних параметрів локомотивів за допомогою точної подачі піску в зону контакту колеса і рейки.
No Thumbnail Available
Date
2025
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
СНУ ім. В. Даля
Abstract
У статті розглядається проблема забезпечення стабільних зчіпних властивостей локомотивів шляхом удосконалення пісочної системи, що залишається одним із ключових засобів підвищення тяги за несприятливих умов взаємодії «колесо–рейка». Актуальність дослідження зумовлена тим, що навіть за умов оновлення парку локомотивів сучасні машини та особливо раніше побудовані локомотиви потребують підвищення тягових характеристик для забезпечення перевезень у складних кліматичних та інфраструктурних умовах. Значний розкид значень коефіцієнта зчеплення, що підтверджується експериментальними даними, викликає необхідність точнішого та більш контрольованого застосування піску. При цьому традиційні пісочні системи мають низку конструктивних і експлуатаційних недоліків, серед яких нерівномірність подачі, засмічення трубопроводів, неефективність під час низьких температур та надмірне споживання піску. У роботі проаналізовано відомі дослідження щодо впливу піску на підвищення коефіцієнта зчеплення та узагальнено чинники, які знижують ефективність існуючих систем, зокрема недосконале кріплення сопла відносно колісної пари. Встановлено, що неправильне або надмірне подавання піску призводить до прискореного зносу рейок і ходових частин локомотива, ускладнює роботу стрілочних переводів, а також може спричиняти автоколивання тягових двигунів. Проаналізовано поширені дефекти залізничного полотна, зокрема №14 та №49, і показано, що їх частка сягає до 12% річних відмов рейок, що підтверджує критичну роль якісної та дозованої піскоподачі. Запропоновано удосконалену конструкцію пісочної системи, основним елементом якої є гнучкий гумовий трубопровід та нове кріплення сопла безпосередньо на буксі візка. Таке конструктивне рішення дозволяє соплу повторювати траєкторію руху колісної пари та точно подавати мінімальний шар піску безпосередньо у зону контакту «колесо–рейка», що практично виключає розсипання абразиву по поверхні рейки й усуває втрати матеріалу. Доведено, що використання гуми як основного матеріалу трубопроводу зменшує ризик закупорювання та обмерзання внутрішньої поверхні завдяки її еластичності, а також забезпечує вищу абразивну стійкість у порівнянні з металевими трубами. Наведено порівняльну характеристику зносостійкості різних матеріалів та обґрунтовано доцільність вибору гуми з наповнювачами. Показано, що впровадження запропонованої конструкції дозволяє суттєво знизити витрати піску, зменшити трудомісткість обслуговування, підвищити надійність роботи системи та запобігти утворенню типових дефектів рейок, пов’язаних із пробуксовуванням. Точна подача піску, модульність конструкції та адаптивність до умов експлуатації забезпечують підвищення енергоефективності локомотива, зменшення навантаження на шляхову інфраструктуру та покращення безпеки руху. Отримані результати підтверджують, що запропонована модернізація пісочної системи може бути застосована як на нових локомотивах, так і під час модернізації існуючих машин, забезпечуючи підвищення їх тягово-зчіпних властивостей та зниження експлуатаційних витрат. Удосконалення системи піскоподачі є важливим напрямом розвитку залізничної техніки, що сприяє підвищенню ресурсу колії, ходових частин та загальної надійності транспортної інфраструктури.
Description
Keywords
пісочна система, коефіцієнт зчеплення, локомотив, пробоксовування, дефекти рейок, хвилеподібна деформація, модернізація конструкції, подача піску
Citation
Ковтанець М. В., Могила В. І. Оптимізація зчіпних параметрів локомотивів за допомогою точної подачі піску в зону контакту колеса і рейки. Наукові вісті Далівського університету. 2025. №29.