К вопросу выбора вертикальных и горизонтальных связей в тележке для грузовых вагонов скоростных поездов

Для повышения конкурентных преимуществ грузоперевозок железнодорожным транспортом долгосрочной программой развития ОАО «РЖД» предусмотрено увеличение скорости движения грузовых поездов. Конструкционная скорость грузовых вагонов, эксплуатируемых в настоящее время на сети железных дорог, в основном составляет 120 км/ч, а допускаемая скорость движения ограничена 90 км/ч. Одним из возможных решений задачи является внедрение грузовых вагонов с повышенной скоростью движения. В АО «ВНИИЖТ» и АО «ВНИКТИ» проводятся теоретические и экспериментальные исследования грузового движения с повышенными скоростями, работы по выбору конструкций, разработке требований безопасности. В 2017–2018 гг. на скоростном испытательном полигоне Белореченская—Майкоп Северо-Кавказской железной дороги специалистами АО «ВНИИЖТ» проведены ходовые испытания опытного образца вагона-платформы для перевозки контейнеров с конструкционной скоростью 160 км/ч, разработанного АО  «ВНИКТИ». В конструкции вагона-платформы применена тележка, являющаяся аналогом тележки прицепных вагонов электропоездов ЭД4 и ЭД9, с подбором жесткости пружин в ступенях рессорного подвешивания для соблюдения разности уровня автосцепки от головки рельса в режимах «тара» и «брутто». Анализ результатов ходовых испытаний позволяет определить пути совершенствования конструкции тележки. Для выбора конструктивных решений с целью обеспечения безопасности выполнен обзор исследований отечественных ученых, посвященных изучению динамических качеств железнодорожного подвижного состава при различных конструкциях экипажной части. Исследования проводились на опытных образцах подвижного состава, имеющего разные упругодиссипативные связи в системе «кузов—тележка—колесные пары». По результатам анализа определены конструкторские решения, позволяющие достичь удовлетворительных динамических качеств для грузового вагона при скорости движения до 140 км/ч. Принятые конструкторские решения апробированы по результатам теоретических исследований динамических качеств вагона-платформы с новой тележкой, проведенных методом компьютерного моделирования. Повышение гибкости рессорного подвешивания и горизонтальной связи кузова с тележкой позволило улучшить динамические качества грузового вагона. Для оценки безопасности при проведении сертификации требуется разработка стандарта, который учитывал бы особенности конструкции тележек вагонов, рассчитанных на повышенную скорость.

1. Долгосрочная программа развития открытого акционерного общества «Российские железные дороги» до 2025 года [Электронный ресурс]: утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 19 марта 2019 г. № 466-р. URL: https://rulaws.ru/goverment/Rasporyazhenie-Pravitelstva-RF-ot-19.03.2019-N-466-r (дата обращения: 10.06.2020 г.).

2. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации [Электронный ресурс]: утв. приказом Министерства транспорта Российской Федерации от 21 дек. 2010 г. № 286 (с изм. и доп.). URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_110021/2ff7a8c72de3994f30496a0ccbb1ddafdaddf518 (дата обращения: 10.06.2020 г.).

3. Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм [Электронный ресурс]: утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 8 нояб. 2016 г. № 2240р (ред. от 23 авг. 2018 г.). URL: http://cssrzd.ru/orders/2240.docx (дата обращения: 16.06.2020 г.).

4. . Коссов В.С., Березин В.В., Быков В.А. Факторы устойчивости порожних вагонов // Мир транспорта. 2012. № 2. С. 168–177.

5. Певзнер В.О., Ромен Ю.С. Основы разработки нормативов содержания пути и установления скоростей движения. М.: Интекст, 2013. С. 174–197. (Сб. тр. ученых ОАО «ВНИИЖТ»).

6. Харыбин И.А., Орлова А.М., Додонов А.В. Совершенствовать ходовую часть грузовых вагонов // Вагоны и вагонное хозяйство. 2009. № 2. С. 26–29.

7. Скоростная платформа для перевозки контейнеров / В.А. Никонов [и др.] // Вагоны и вагонное хозяйство. 2017. № 2. С. 25–27.

8. Платформа для скоростных перевозок контейнеров: испытания, результаты, новые направления / М.А. Кимасов [и др.] // Вагоны и вагонное хозяйство. 2018. № 2. С. 41–43.

9. ГОСТ 33211–2014. Вагоны грузовые. Требования к прочности и динамическим качествам: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 июня 2015 г. № 565-ст: дата введения 2016-07-01. М.: Стандартинформ, 2016. 59 с.

10. ГОСТ 33788–2016. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и динамические качества: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 июля 2016 г. № 856-ст: дата введения 2017-05-01. М.: Стандартинформ, 2016. 50 с.

11. Долматов А.А. Динамика и основные технические требования к конструкции ходовых частей пассажирских вагонов для скорости движения до 160 км/ч // Тр. ВНИИЖТ. М.: Транспорт, 1965. Вып. 307: Исследование динамики вагонов. С. 121–137.

12. ГОСТ Р 55821–2013. Тележки пассажирских вагонов локомотивной тяги. Технические условия: нац. стандарт Российской Федерации: утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 нояб. 2013 г. № 1755-ст: дата введения 2014-07-01. М.: Стандартинформ, 2014. 20 с.

13. Быков Б.В. Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов: учеб. пособие. М.: Маршрут, 2004. 36 с.

14. Исследования динамики локомотивов / С.М. Голубятников [и др.] // Тр. ВНИТИ. Коломна, 1967. Вып. 30. С. 281–344.

15. ГОСТ 34093–2017. Вагоны пассажирские локомотивной тяги. Требования к прочности и динамическим качествам: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 июня 2017 г. № 537-ст: дата введения 2018-01-01. М.: Стандартинформ, 2017. 46 с.

16. Тележечные экипажи локомотивов для повышенных скоростей движения / под. ред. К.П. Королева. М.: Трансжелдориздат, 1962. 304 с. (Тр. ВНИИЖТ; вып. 248).

17. Повышение надежности экипажной части тепловозов / А.И. Беляев [и др.]; под ред. Л.К. Добрынина. М.: Транспорт, 1984. 248 с.

18. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. М.: Транспорт, 1986. 559 с.

19. ГОСТ 9246–2004. Тележки двухосные грузовых вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия: межгос. стандарт: введен в действие в качестве нац. стандарта Российской Федерации приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации от 9 фев. 2005 г. № 19-ст: дата введения 2005-07-01. М.: Изд-во стандартов, 2005. 11 с.