способ управления взаимным положением тягового двигателя и колесной пары рельсового транспортного средства

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЗАИМНЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ И КОЛЕСНОЙ ПАРЫ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, заключающийся в компенсации взаимного перемещения колесной пары и охватывающего ее ось полого вала тягового двигателя, соединенных тяговыми муфтами с упругими элементами, отличающийся тем, что компенсацию перемещения на определенную величину по вертикали колесной пары осуществляют смещением в той же плоскости, на ту же величину и в том же направлении двигателя с помощью рычажной системы, управляемой закрепленным на раме транспортного средства гидроцилиндром, связанным с блоком измерения указанных перемещений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тяговому подвижному составу колесно-рельсового транспорта и, в частности, к высокоскоростным локомотивам и моторным вагонам (далее для краткости локомотивам). Известна классическая схема тягового привода с размещением тягового двигателя на тележке. Это ведет к повышению массы последней, что в условиях скоростей, превышающих 250 км/ч, может стать причиной потери динамической устойчивости (возникновение интенсивных автоколебаний). Впервые применительно к высокоскоростным поездам эти явления были установлены и проанализированы при испытаниях французского скоростного турбопоезда TGV-001. Поэтому последующие опытные экземпляры (например, Z-7001) и серийные варианты поездов TGV имеют двигатель, вынесенный на кузов, а тяговая передача выполняется в виде двух (опорно-осевого и опорно-рамного) редукторов, соединенных муфтой, допускающей их большие относительные перемещения. Недостатком подобной схемы является неподрессоренный редуктор, подвергающийся большому динамическому воздействию от пути и увеличенная неподрессоренная масса колесной пары, усиленно воздействующая на путь. С целью преодоления этого противоречия прибегают к приводу третьего класса, имеющему подрессоренный редуктор. При этом моторно-редукторный блок опирают либо частично на тележку, а частично на кузов (как, например, на локомотиве высокоскоростного немецкого поезда ICE), либо целиком на кузов (итальянский высокоскоростной локомотив электропоезда ETR-500, принятый в настоящей заявке за прототип), что предпочтительней с точки зрения снижения воздействия на путь.

Вместе с тем и техническое решение, принятое в тяговом приводе ETR-500, обладает рядом существенных недостатков, снижающих его надежность. Наиболее существенными из них являются:

наличие высокоскоростного одноступенчатого редуктора с промежуточной шестерней, окружные скорости зубчатых колес которого (70-80 м/с) в два-три раза превышают рекомендуемые в общем машиностроении,

тяжелые условия работы тяговой муфты из-за высокого уровня расцентровок осей колесной пары и редуктора, так как последний закреплен на кузове, имеющем большие перемещения относительно колесной пары,

наличие в приводе большого количества подшипников (для ETR-500 12 шт.), также работающих в области высоких окружных скоростей; особенно это относится к опорному подшинику большого зубчатого колеса, внутренний диаметр которого существенно превышает размеры, обычно принятые в приводах третьего класса из-за необходимости увеличения зазора между осью колесной пары и опорной цапфой подшипника по причинам, приведенным в предыдущем пункте.

При использовании предлагаемого способа повышения надежности тягового привода высокоскоростного тягового подвижного состава поставленная цель достигается тем, что привод выполняется безредукторным.

На фиг.1,2 изображен безредукторный тяговый привод, реализующий предлагаемый способ. Ось колесной пары 1 пропускается с зазором внутри полого вала 2 двигателя 3 и соединяется с ним тяговыми муфтами 4 (муфты могут быть шарнирно-поводковыми, с упругими резино-металлическими либо упругими пластинчатыми металлическими элементами, или любого другого типа, отвечающими требованиям параметров передаваемого момента, скорости вращения и габаритных ограничений); для улучшения условий работы муфт путем снижения относительных перемещений соединяемых элементов применено регулирование взаимного расположения двигателя и колесной пары в вертикальной плоскости с помощью взаимодействующих определенным образом системы рычагов 5, тяг 6 и электрогидравлической системы управления, состоящей из гидропривода 7, датчиков 8, измеряющих расцентровку между осями колесной пары и полого вала двигателя, сумматора 9 и усилительно-преобразовательного устройства 10.

В соответствии с предлагаемым способом система действует следующим образом: расцентровки Z1 и Z2 между геометрическими осями колесной пары и полого вала тягового двигателя измеряются с обеих сторон колесной пары с помощью датчиков 8. Электрические сигналы Х1, Х2, пропорциональные этим расцентровкам, подаются на сумматор 9, а с него через усилительно-преобразовательное устройство 10 на вход гидравлического привода 7. Под действием этого привода тяговый двигатель смещается по вертикали на величину, пропорциональную полусумме расцентровок Z1, Z2 и соосность вала двигателя и колесной пары восстанавливается.