vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"vestnikvniizht-20Research ArticleДругоеMiscellaneousМодель пружинного жидкостно-газового компенсатора натяжения проводов и тросов контактной сетиModel of Spring Liquid-Gas Tension Compensator of Overhead Catenary Wires and Messenger CablesНасретдиновР. Ф.NasretdinovR. F.nrf1986@mail.ruСамарский государственный университет путей сообщенияРоссияSamara State University of Railway TransportRussian Federation201528022015015964Copyright © Насретдинов Р.Ф., 20152015Насретдинов Р.Ф.Nasretdinov R.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-vniizht.ru/jour/article/view/20

Рассматривается конструкция пружинного жидкостно-газового компенсатора натяжения проводов и тросов контактной сети ПЖГ-1 и приводится математическая модель колебаний в условиях линейного и нелинейного сопротивления. Задача совершенствования токосъема на высоких скоростях движения требует эффективного подавления как первого колебания с большой амплитудой, так и последующих колебаний малой амплитуды. Показано, что для получения эффективного подавления первого колебания необходимо наличие нелинейного квадратичного сопротивления, а для подавления последующих колебаний необходимо наличие линейного сопротивления. Благодаря применению жидкостного трения получена квадратичная характеристика сопротивления компенсатора, а с помощью газожидкостного трения получена линейная характеристика сопротивления компенсатора. Построены кривые положения поршня для больших и малых отклонений на основе решений линейных и нелинейных дифференциальных уравнений движения поршня. Показано, что предложенная конструкция компенсатора и сочетание жидкостного и жидкостно-газового трения обеспечивают эффективное подавление как больших, так и малых колебаний контактной подвески. Применение пружинного жидкостно-газового компенсатора натяжения проводов и тросов контактной сети ПЖГ-1 дает возможность отказаться от используемых в настоящее время громоздких тросово-роллерных систем.

There is discussed the design version of spring liquid-gas type tension compensator of overhead catenary wires and messenger cables. Also presented is computer model of oscillations under conditions of linear and non-linear resistance. The task of improving current collection at high train speeds requires efficient suppression of the first large-amplitude oscillation and of all the subsequent small-amplitude oscillations as well. It has been indicated that non-linear quadratic resistance is necessary for efficient suppression of the first oscillation and linear resistance is needed for efficient suppression of the subsequent oscillations. Quadratic characteristic of the compensator resistance has been obtained employing liquid friction provisions and gas friction provisions have been used for obtaining its linear characteristic. Based on the solution results of the piston motion differential equations, piston position curves have been plotted for the cases of large and small deviations. It has been demonstrated that the proposed compensator design version and combined use of liquid friction and liquid-gas friction ensure efficient suppression of the overhead catenary major and slight oscillations. Application of the spring liquid-gas tension compensator of wires and messenger cables of overhead catenary system PZhG-1 makes possible forgoing of awkward wireline-roller systems.

контактная сетьнатяжениекомпенсаторжидкостное трениегазовое трениеoverhead catenary systemtensioncompensatorliquid frictiongas frictionReferencesДербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. М.: Машиностроение, 1969. 236 с.Derbaremdiker A. D. Gidravlicheskie amortizatory avtomobiley [Hydraulic shock absorbers of cars]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1969. 236 p.Михеев В. П., Себелев В. И. Контактные подвески и их характеристики: учебное пособие. Омск: Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта, 1990. 79 с.Mikheev V. P., Sebelev V. I. Kontaktnye podveski i ikh kharakteristiki [Contact suspenders and their characteristics]. Omsk, Omsk Institute of Railway Engineers Publ., 1990. 79 p.Вологин В. А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети. М.: Интекст, 2006. 256 с.Vologin V. A. Vzaimodeystvie tokopriemnikov i kontaktnoy seti [Pantograph/catenary interaction]. Moscow, Intext Publ., 2006. 256 p.Ерошенко С. В., Демченко А. Т., Туркин В. В. Метод прямого математического моделирования динамики контактных подвесок // Транспорт Российской Федерации. «Наука и транспорт». Специальный выпуск. 2007. С. 32 - 33.Eroshenko S. V., Demchenko A. T., Turkin V. V. Metod pryamogo matematicheskogo modelirovaniya dinamiki kontaktnykh podvesok [Direct method of mathematical modeling of the dynamics of overhead lines]. Transport Rossiyskoy Federatsii, spec. issue “Nauka i transport”, 2007, pp. 32 – 33.Вологин В. А., Герасимов А. С. Динамические параметры системы контактная сеть - токоприемник // Вестник ВНИИЖТ. 2008. № 2. С. 19 - 23.Vologin V. A., Gerasimov A. S. Dinamicheskie parametry sistemy kontaktnaya set’ — tokopriemnik [Dynamic parameters of catenary-current collector system]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2008, no. 2, pp. 19 – 23.Колесников Г. Н., Кувшинов Д. А. Численное моделирование динамического взаимодействия токоприемников и контактной сети // Вестник ВНИИЖТ. 2012. № 1. С. 9 - 12.Kolesnikov G. N., Kuvshinov D. A. Chislennoe modelirovanie dinamicheskogo vzaimodeystviya tokopriemnikov i kontaktnoy seti [Numerical modeling of dynamic interaction of pantograph and catenary]. Vestnik VNIIZhT [Vestnik of the Railway Research Institute], 2012, no. 1, pp. 9 – 12.Исследование контактной подвески по силам взаимодействия токоприемника и контактного провода // Железные дороги мира. 2007. № 11. С. 45 - 52.Issledovanie kontaktnoy podveski po silam vzaimodeystviya tokopriemnika i kontaktnogo provoda [The study of the overhead catenary by the interaction forces of pantograph and contact wire]. Zheleznye dorogi mira, 2007, no. 11, pp. 45 – 52.Халиков К. Р. Выравнивание жесткости контактной подвески в пролетах анкерного участка // Известия Транссиба. 2012. № 4 (12). С. 58 - 69.Khalikov K. R. Vyravnivanie zhestkosti kontaktnoy podveski v proletakh ankernogo uchastka [Equalization of rigidity of catenary in spans of anchor section]. Izvestiya Transsiba, 2012, no. 4 (12), pp. 58 – 69.Кудряшов Е. В., Заренков С. В., Ходунова О. А. Метод расчета эластичности на основе простой конечно-элементной модели. Измерения эластичности // Известия Транссиба. 2011. № 4 (8). С. 16 - 26.Kudryashov E. V., Zarenkov S. V., Khodunova O. A. Metod rascheta elastichnosti na osnove prostoy konechno-elementnoy modeli. Izmereniya elastichnosti [The method of calculating of the catenary wire elasticity based on simple finite element model. Elasticity measurements]. Izvestiya Transsiba, 2011, no. 4 (8), pp. 16 – 26.Pisano, A. Contact force estimation and regulation in active pantograph: an algebraic observability approach / A. Pisano, E. Usai // Asian Journal of Control. 2010. Vol. 12. no. 5. PP. 575 - 666.Pisano A., Usai E. Contact force estimation and regulation in active pantograph: An algebraic observability approach. Asian Journal of Control, 2010, vol. 12, no. 5, pp. 575 – 666.R. Capacchione et al. Elektrische Bahnen, 2011, no.7, S. 331 - 337.Capacchione R., Sieg M., Spieß K. Nachspanneinrichtungen für Oberleitungen mit Federkraft [Tensioning device for overhead contact lines using strings]. Elektrische Bahnen, 2011, no. 7, pp. 331 – 337.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.