vestnikvniizhtВестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВЕСТНИК ВНИИЖТ)RUSSIAN RAILWAY SCIENCE JOURNAL2223-97312713-2560Joint Stock Company "Railway Research Institute"10.21780/2223-9731-2023-82-4-325-334https://elibrary.ru/tczsqqvestnikvniizht-749Research ArticleТехнические средства железнодорожного транспортаTECHNICAL MEANS OF RAILWAY TRANSPORTРазработка и стендовые испытания генераторно-приводной установки нового поколения для железнодорожных вагоновDevelopment and bench testing of a new generator-drive set for railway carshttps://orcid.org/0009-0003-5577-8063СеменовП. Ю.SemenovP. Yu.

Павел Юрьевич СЕМЕНОВ, генеральный директор,

170036, г. Тверь, ул. Коняевского, д. 12, стр. 3.

Pavel Yu. SEMENOV, General Director,

12/3, Konyaevskogo St., Tver, 170036.

https://orcid.org/0009-0002-3757-6882СамошкинС. Л.SamoshkinS. L.

Сергей Львович САМОШКИН, д-р техн. наук, начальник управления научно-технического обеспечения и развития,

170003, г. Тверь, Петербургское шоссе, д. 45г.

Author ID: 429049.

Sergey L. SAMOSHKIN, Dr. Sci. (Eng.), Head of the Scientific and Technical Support and Development Department,

45-g, Peterburgskoye highway, Tver, 170003.

Author ID: 429049.

https://orcid.org/0009-0008-1062-4964МакаровА. Н.MakarovA. N.

Александр Николаевич МАКАРОВ, ведущий инженер, 

170003, г. Тверь, Петербургское шоссе, д. 45г.

Alexander N. MAKAROV, Leading Engineer,

45-g, Peterburgskoye highway, Tver, 170003.

exx_mak@mail.ruТрансПриводТверьРоссияTransPrivodTverRussian FederationТверской институт вагоностроения (ТИВ)РоссияTver Institute of Railcar EngineeringRussian Federation202306012024824325334Copyright © Семенов П.Ю., Самошкин С.Л., Макаров А.Н., 20242024Семенов П.Ю., Самошкин С.Л., Макаров А.Н.Semenov P.Y., Samoshkin S.L., Makarov A.N.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/749Введение

Введение. В настоящее время на пассажирских вагонах с системой кондиционирования воздуха используется редукторно-карданный привод от средней части оси колесной пары типа WBA-32/2 немецкой фирмы Flender или его аналоги отечественного производства. Разработка и начало применения данного привода относятся к середине 60-х гг. прошлого века. Статья посвящена разработке и испытаниям генераторно-приводной установки нового поколения для пассажирских вагонов.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведен анализ многолетней эксплуатации привода по данным железнодорожных служб, занимающихся техническим обслуживанием и ремонтом пассажирских вагонов с кондиционированием воздуха. Были проведены стендовые испытания для опытной партии основных узлов генераторно-приводной установки, таких как редуктор, муфты и генератор.

Результаты

Результаты. Была создана моноблочная генераторно-приводная установка, включающая в себя редуктор, генератор, предохранительную и эластичную муфты. Вся конструкция данной установки размещается на рамных тележках с помощью трех опорных элементов системы подвеса.

Обсуждение и заключение

Обсуждение и заключение. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования показали, что новая моноблочная генераторно-приводная установка обладает параметрами, значительно превышающими показатели серийных аналогов. Для размещения генераторно-приводной установки нового поколения на серийные тележки пассажирских вагонов была доработана конструкция тележек моделей 68-4066 и 68-4096. Проведенный расчетнографический анализ показал, что генераторно-приводную установку нового поколения можно разместить на рамные скоростные тележки модели 18-6960.

Introduction

Introduction. Air conditioning systems installed in passenger carriages are currently powered using a gear-cardan drive connected to the middle part of the axis of a WBA-32/2 wheel pair designed by Flender (Germany) or its domestically manufactured analogues. Such drive dates back to the mid 1960s in terms of development and implementation. The article is devoted to the development and testing of a new generator-drive set for passenger carriages.

Materials and methods

Materials and methods. The authors analysed the long-standing operation of the drive according to railway services involved in the maintenance and repair of passenger carriages equipped with air conditioning systems. Bench tests were carried out to test a pilot batch of the main units of the generator-drive set, such as gearbox, couplings and generator.

Results

Results. A single-piece generator-drive set was developed and included a gearbox, generator, safety coupling and a elastic coupling. The entire structure of the set is installed on a bogie frame using three supporting elements of the suspension system.

Discussion and conclusion. The completed calculations and experimental studies show that the single-piece generatordrive set features parameters that significantly exceed those of series-produced peers. The design of 68-4066 and 68-4096 bogies was modified in order to enable the installation of a new generator-drive set on passenger carriages series-produced bogies. The completed calculation and graphical analyses demonstrates that the new generator-drive set could be installed on 18-6960 high-speed bogies frame.

пассажирский вагонсистема автономного энергоснабжениягенераторно-приводная установкапассажирская тележкастендовые ресурсные испытаниярасчетно-графическое вписываниеpassenger carriagestandalone power supply systemgenerator-drive setpassenger bogiedurability bench testsguidance calculations and graphsАвторы выражают благодарность механикам и инженерам организации ООО «ТрансПриводТверь», обеспечивающим работу стендового оборудования в процессе длительных испытаний.The authors would like to express their gratitude to the mechanics and engineers of TransPrivodTver LLC who supported the operation of the bench equipment in the course of time-consuming tests.ReferencesТерешкин Л.В. Приводы генераторов пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1990. 152 с. [Tereshkin L.V. Generator’s drives of passenger cars. Moscow: Transport Publ.; 1990. 152 p. (In Russ.)].Терешкин Л.В. Приводы генераторов пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1990. 152 с. [Tereshkin L.V. Generator’s drives of passenger cars. Moscow: Transport Publ.; 1990. 152 p. (In Russ.)].Юревич Б.А., Борисов К.Л. Анализ работы редукторнокарданных приводов // Железнодорожный транспорт. 1977. №1. С. 56–58 [Yurevich B.A., Borisov K. L. Operational analysis of gear-cardan drives. Zheleznodorozhnyy transport. 1977;(1):56-58. (In Russ.)].Юревич Б.А., Борисов К.Л. Анализ работы редукторнокарданных приводов // Железнодорожный транспорт. 1977. №1. С. 56–58 [Yurevich B.A., Borisov K. L. Operational analysis of gear-cardan drives. Zheleznodorozhnyy transport. 1977;(1):56-58. (In Russ.)].Экспериментальное исследование прочности кронштейнов крепления генераторов к раме вагона / С.Л. Самошкин [и др.] // Известия Петербургского государственного университета путей сообщения. 2019. №1. С. 105–117 [Samoshkin S. L., Makarov A. N., Khomenko A. A., Semenov P. Yu. Experimental study of strength of bracket for mounting generators on carriage frame. Proceedings of Petersburg Transport University. 2019;(1):105-117. (In Russ.)]. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2019-1-105-117.Экспериментальное исследование прочности кронштейнов крепления генераторов к раме вагона / С.Л. Самошкин [и др.] // Известия Петербургского государственного университета путей сообщения. 2019. №1. С. 105–117 [Samoshkin S. L., Makarov A. N., Khomenko A. A., Semenov P. Yu. Experimental study of strength of bracket for mounting generators on carriage frame. Proceedings of Petersburg Transport University. 2019;(1):105-117. (In Russ.)]. https://doi.org/10.20295/1815-588X-2019-1-105-117.Здрогов В.Б., Болотина В.Н. Повышение надежности привода подвагонного генератора // Железнодорожный транспорт. 1984. №5. С. 64–65 [Zdrogov V.B., Bolotina V.N. Enhancing the reliability of an undercar generator drive. Zheleznodorozhnyy transport. 1984;(5):64-65 (In Russ.)].Здрогов В.Б., Болотина В.Н. Повышение надежности привода подвагонного генератора // Железнодорожный транспорт. 1984. №5. С. 64–65 [Zdrogov V.B., Bolotina V.N. Enhancing the reliability of an undercar generator drive. Zheleznodorozhnyy transport. 1984;(5):64-65 (In Russ.)].Лобастов В.К., Пастухов И.Ф., Цаплин Н.С. Исследование нового привода подвагонного генератора // Труды БелИЖТ. 1974. Вып. 126. С. 23–34 [Lobastov V.K., Pastukhov I.F., Tsaplin N.S. Research into a new drive of an undercar generator. Trudy BelIZhT. 1974;(126):23-34. (In Russ.)].Лобастов В.К., Пастухов И.Ф., Цаплин Н.С. Исследование нового привода подвагонного генератора // Труды БелИЖТ. 1974. Вып. 126. С. 23–34 [Lobastov V.K., Pastukhov I.F., Tsaplin N.S. Research into a new drive of an undercar generator. Trudy BelIZhT. 1974;(126):23-34. (In Russ.)].Волков И.В., Булавин Ю. П. Обобщенная математическая модель колебаний в вертикальной плоскости динамической системы «кузов вагона—тележка—подвагонный генератор» // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2002. №3. С. 52–56 [Volkov I.V., Bulavin Yu.P. Generalized mathematical model of fluctuations in the vertical plane of the “car body—bogie—undercar generator” dynamic system. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. 2002;(3):52-56. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/jvxgnh.Волков И.В., Булавин Ю. П. Обобщенная математическая модель колебаний в вертикальной плоскости динамической системы «кузов вагона—тележка—подвагонный генератор» // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2002. №3. С. 52–56 [Volkov I.V., Bulavin Yu.P. Generalized mathematical model of fluctuations in the vertical plane of the “car body—bogie—undercar generator” dynamic system. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. 2002;(3):52-56. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/jvxgnh.Новая генераторно-приводная установка пассажирских вагонов / А. Калиш [и др.] // Железнодорожный транспорт. 2012. №3. С. 42–43 [Kalish A., Kuz'kin V.I., Samoshkin S.L., Skachkov A.N. Brand new generator-drive set for passenger cars. Zheleznodorozhnyy transport. 2012;(3):42-43. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/oxvrgn.Новая генераторно-приводная установка пассажирских вагонов / А. Калиш [и др.] // Железнодорожный транспорт. 2012. №3. С. 42–43 [Kalish A., Kuz'kin V.I., Samoshkin S.L., Skachkov A.N. Brand new generator-drive set for passenger cars. Zheleznodorozhnyy transport. 2012;(3):42-43. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/oxvrgn.Гайденко В.Я., Усов В.Е., Краснобаев А.М. Совершенствование приводов генераторов пассажирских вагонов // Железнодорожный транспорт. 1989. № 2. С. 41–43 [Gaidenko V.Ya., Usov V.E., Krasnobaev A.M. Improving the drives of passenger car generators. Zheleznodorozhnyy transport. 1989;(2):41-43. (In Russ.)].Гайденко В.Я., Усов В.Е., Краснобаев А.М. Совершенствование приводов генераторов пассажирских вагонов // Железнодорожный транспорт. 1989. № 2. С. 41–43 [Gaidenko V.Ya., Usov V.E., Krasnobaev A.M. Improving the drives of passenger car generators. Zheleznodorozhnyy transport. 1989;(2):41-43. (In Russ.)].Гадолин В.Л. Стенды с замкнутым контуром для исследования ременных передач // Труды Московского высшего технического училища им. Э. Н. Баумана. 1977. №243. С. 102–113 [Gadolin V.L. Close-loop stands for exploring belt drives. Trudy Moskovskogo vysshego tekhnicheskogo uchilishcha im. E. N. Baumana. 1977;(243):102-113. (In Russ.)].Гадолин В.Л. Стенды с замкнутым контуром для исследования ременных передач // Труды Московского высшего технического училища им. Э. Н. Баумана. 1977. №243. С. 102–113 [Gadolin V.L. Close-loop stands for exploring belt drives. Trudy Moskovskogo vysshego tekhnicheskogo uchilishcha im. E. N. Baumana. 1977;(243):102-113. (In Russ.)].Самошкин О.С. Совершенствование генераторно-приводных установок пассажирских вагонов // Железнодорожный транспорт. 2011. №10. С. 56–59 [Samoshkin O.S. Improving the generator-drive systems of passenger cars. Zheleznodorozhnyy transport. 2011;(10):56–59. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/ojtiyf.Самошкин О.С. Совершенствование генераторно-приводных установок пассажирских вагонов // Железнодорожный транспорт. 2011. №10. С. 56–59 [Samoshkin O.S. Improving the generator-drive systems of passenger cars. Zheleznodorozhnyy transport. 2011;(10):56–59. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/ojtiyf.Выбор кинематической схемы и определение основных характеристик генераторно-приводной установки от оси колесной пары трехэлементной грузовой тележки / В.Г. Каргин [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2017. Т. 76, №2. С. 110–116 [Kargin V. G., Naumenko S. N., Burov V. V., Chuvashov I. N. Samoshkin S.L. Selection of the kinematic scheme and determination of the main characteristics of the generator-drive unit from the axis of the wheelset of a three-element freight bogie. Russian Railway Science Journal. 2017;76(2):110-116. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-2-110-116.Выбор кинематической схемы и определение основных характеристик генераторно-приводной установки от оси колесной пары трехэлементной грузовой тележки / В.Г. Каргин [и др.] // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2017. Т. 76, №2. С. 110–116 [Kargin V. G., Naumenko S. N., Burov V. V., Chuvashov I. N. Samoshkin S.L. Selection of the kinematic scheme and determination of the main characteristics of the generator-drive unit from the axis of the wheelset of a three-element freight bogie. Russian Railway Science Journal. 2017;76(2):110-116. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21780/2223-9731-2017-76-2-110-116.Москвичев О.В. О новом подходе к организации контейнерных поездов во внутреннем сообщении // Железнодорожный транспорт. 2014. №2. С. 56–59 [Moskvichev O.V. A new approach to the organization of container train traffic in inland transport. Zheleznodorozhnyy transport. 2014;(2):56-59. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/sadjgn.Москвичев О.В. О новом подходе к организации контейнерных поездов во внутреннем сообщении // Железнодорожный транспорт. 2014. №2. С. 56–59 [Moskvichev O.V. A new approach to the organization of container train traffic in inland transport. Zheleznodorozhnyy transport. 2014;(2):56-59. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/sadjgn.Краснощек А.А. Организация ускоренных контейнерных и контрейлерных поездов // Железнодорожный транспорт. 2014. №5. С. 14–17 [Krasnoschek A.A. Organization of accelerated container and contrailer trains. Zheleznodorozhnyy transport. 2014;(5):14-17. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/skxbah.Краснощек А.А. Организация ускоренных контейнерных и контрейлерных поездов // Железнодорожный транспорт. 2014. №5. С. 14–17 [Krasnoschek A.A. Organization of accelerated container and contrailer trains. Zheleznodorozhnyy transport. 2014;(5):14-17. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/skxbah.Валинский О.С. На основе логистических технологий // Железнодорожный транспорт. 2014. №10. С. 28–31 [Valinskiy O.S. On the basis of logistical technologies. Zheleznodorozhnyy transport. 2014;(10):28-31. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/sxhiwl.Валинский О.С. На основе логистических технологий // Железнодорожный транспорт. 2014. №10. С. 28–31 [Valinskiy O.S. On the basis of logistical technologies. Zheleznodorozhnyy transport. 2014;(10):28-31. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/sxhiwl.Скоростная платформа для перевозки контейнеров / В.А. Никонов [и др.] // Вагоны и вагонное хозяйство. 2017. №2 (50). С. 25–27 [Nikonov V.A., Meshcherin Yu.V., Kimasov M.A., Shcheklein N.I., Konurov V.A. High-speed platform for the transportation of containers. Vagony i vagonnoe khozyaystvo. 2017;(2):25-27 (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/ytarhr.Скоростная платформа для перевозки контейнеров / В.А. Никонов [и др.] // Вагоны и вагонное хозяйство. 2017. №2 (50). С. 25–27 [Nikonov V.A., Meshcherin Yu.V., Kimasov M.A., Shcheklein N.I., Konurov V.A. High-speed platform for the transportation of containers. Vagony i vagonnoe khozyaystvo. 2017;(2):25-27 (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/ytarhr.

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