Development and bench testing of a new generator-drive set for railway cars

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. 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. 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.

1. 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.)].

2. 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.)].

3. 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.

4. 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.)].

5. 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.)].

6. 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.

7. 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.

8. 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.)].

9. 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.)].

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.