RU156447U1 - Устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства, содержащее кузов, раму тележки и домкрат наклона, отличающееся тем, что домкрат наклона выполнен в виде расположенных между кузовом и рамой тележки элементов из магнитореологического материала, окруженных обмотками электромагнита, соединенных с источником питания, при этом наклон кузова изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регуляторов тока, сигнал на которые поступает от блока управления, получающего команды от центрального процессора, определяющего расчетное значение непогашенного ускорения и расположения наружной и внутренней сторон кривой относительно транспортного средства, на основе сигналов датчика скорости и параметров кривой, определенных на основе сигналов приемника системы глобального позиционирования и блока данных о географическом расположении прямых и кривых участков пути и маршруте движения.

Description

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к устройствам автоматического управления наклоном кузова в кривой.

Известно устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства, содержащее шарнирную раму, к которой подвешен кузов (Газотурбовозы и турбопоезда. Бартош Б.Т. М., «Транспорт», 1978, С. 278-279, рис. 150).

Недостатком известного устройства, примененное в турбопоезде UAC Turbotrain, является его низкая надежность (Дубровская Т.А. Обоснование проектных решений при реконструкции железных дорог для скоростного движения пассажирских поездов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 2014, С. 39).

Известно также устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства, содержащее пневморессоры, расположенные на стойках выше центра тяжести кузова (Система наклона кузовов вагонов поезда Talgo Pendular. «Железные дороги мира», 4, 2005, С. 39-40, рис. 3.).

Данное устройство, примененное в поезде Talgo Pendular, также имеет недостатки. Поскольку наклон кузова производится за счет сил инерции кузова при возникновении поперечной составляющей ускорения, поперечные ускорения компенсируются системой лишь частично (снижаются с 1,5 до 1 м/с²). Необходимость располагать пневморессоры выше центра тяжести кузова усложняет конструкцию кузова и тележек.

В качестве прототипа заявленной полезной модели выбрано устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства, содержащее кузов, раму тележки, качающиеся промежуточные элементы и горизонтально расположенный домкрат наклона (Дубровская Т.А. Обоснование проектных решений при реконструкции железных дорог для скоростного движения пассажирских поездов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М, 2014, С. 42-43, рис. 1.10).

Недостаток прототипа заключается в необходимости усложнения экипажной части в виде применения гидравлического или электромеханического домкрата. Кроме того, необходимость применения качающихся промежуточных элементов ограничивает возможность выбора конструктивных решений устройств связи тележки с кузовом.

Известно, что величина модуля сдвига магнитореологических эластомеров может быть значительно повышена под воздействием магнитного поля. По данным, приведенным в (X.L. Gong, L. Chen и J.F. Li, «Study of utilizable magnetorheological elastomers,» International Journal of Modern Physics B, т. 21, No 28n29, pp. 4875-4882, 2007), воздействие магнитного поля величиной 10 кЭ привело к увеличению модуля сдвига для магнитореологического эластомера на основе натуральной резины на 130%, а на основе силиконовой резины - на 878%.

Технический результат заявленной полезной модели состоит в снижении расходов на ремонт экипажа за счет отсутствия в устройстве для управления наклоном кузова трущихся деталей, подверженных износу и требующих восстановления или замены.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства, содержащее кузов, раму тележки и домкрат наклона, домкрат наклона выполнен в виде расположенных между кузовом и рамой тележки элементов из магнитореологического материала, окруженных обмотками электромагнита, соединенных с источником питания, при этом наклон кузова изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регуляторов тока, сигнал на которые поступает от блока управления, получающего команды от центрального процессора, определяющего расчетное значение непогашенного ускорения и расположения наружной и внутренней стороны кривой относительно транспортного средства, на основе сигналов датчика скорости и параметров кривой, определенных на основе сигналов приемника системы глобального позиционирования и блока данных о географическом расположении прямых и кривых участков пути и маршруте движения.

Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. изображен общий вид устройства для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства.

Предлагаемое устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства (Фиг.) содержит кузов 1, раму тележки 2 и блоки из магнитореологического эластомера 3 и 4, связанные с кузовом 1 и рамой тележки 2. Возле места связи блоков 3 и 4 с кузовом 1 расположены обмотки электромагнита 5 и 6. К обмоткам электромагнита 5 и 6 подведено напряжение от источника тока 7. Подчиненная система регулирования состоит из регуляторов тока 8 (РТ1) и 9 (РТ2), блока управления 10 (БУ), блока данных 11 (БД), приемника системы глобального позиционирования 12 (СГП), датчика скорости движения 13 (ДС) и центрального процессора 14 (ЦП).

Устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.

При движении транспортного средства через обмотки электромагнита 5 и 6 пропускается электрический ток от источника тока 7. Приемник системы глобального позиционирования 12 (СГП) определяет местоположение транспортного средства, передавая сведения в центральный процессор 14 (ЦП), куда также передаются сведения из блока данных 11 (БД), где хранятся данные о географическом расположении прямых и кривых на пути и маршрута движения транспортного средства, и от датчика скорости движения 13 (ДС). При приближении транспортного средства к кривой центральный процессор 14 (ЦП) на основе данных о расположении транспортного средства, характера участка движения (прямая, кривая, радиус кривой, стрелки), маршрута и скорости движения определяет расчетную величину горизонтального непогашенного ускорения транспортного средства в кривой, расположение наружной и внутренней стороны кривой относительно транспортного средства, и передает команды в блок управления 10 (БУ), который меняет величину тока в обмотках электромагнита 5 и 6, увеличивая ток в обмотке, расположенной с наружной стороны кривой и уменьшая ток в обмотке, расположенной со внутренней стороны. Магнитный поток, проходящий через блоки из магнитореологического эластомера, расположенные с наружной стороны кривой, усиливается, а с внутренней стороны кривой - уменьшается. Это приводит к увеличению жесткости блоков из магнитореологического эластомера с наружной стороны кривой, уменьшению их деформации под весом кузова, уменьшению жесткости блоков из магнитореологического эластомера с внутренней стороны кривой и увеличению их деформации под весом кузова, что, в свою очередь приводит к наклону кузова внутрь кривой пропорционально величине непогашенного ускорения.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что использование предлагаемого устройства для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства позволяет снизить расходы на ремонт экипажа за счет отсутствия в устройстве для управления наклоном кузова трущихся деталей, подверженных износу и требующих восстановления или замены.

Claims (1)

1. Устройство для управления наклоном кузова железнодорожного транспортного средства, содержащее кузов, раму тележки и домкрат наклона, отличающееся тем, что домкрат наклона выполнен в виде расположенных между кузовом и рамой тележки элементов из магнитореологического материала, окруженных обмотками электромагнита, соединенных с источником питания, при этом наклон кузова изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регуляторов тока, сигнал на которые поступает от блока управления, получающего команды от центрального процессора, определяющего расчетное значение непогашенного ускорения и расположения наружной и внутренней сторон кривой относительно транспортного средства, на основе сигналов датчика скорости и параметров кривой, определенных на основе сигналов приемника системы глобального позиционирования и блока данных о географическом расположении прямых и кривых участков пути и маршруте движения.

   

Images