RU2504492C1 - Method to up wheel-to-rail adhesion - Google Patents
Method to up wheel-to-rail adhesion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504492C1 RU2504492C1 RU2012124483/11A RU2012124483A RU2504492C1 RU 2504492 C1 RU2504492 C1 RU 2504492C1 RU 2012124483/11 A RU2012124483/11 A RU 2012124483/11A RU 2012124483 A RU2012124483 A RU 2012124483A RU 2504492 C1 RU2504492 C1 RU 2504492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- sand
- wheel
- traction
- rails
- Prior art date
Links
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к способам повышения реализуемой силы тяги локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации, например на карьерах в горной промышленности в зимних условиях.The invention relates to railway transport, and in particular to methods of increasing the traction force of a locomotive when a train moves on a rail in real operating conditions, for example, in quarries in the mining industry in winter conditions.
На железных дорогах Северного региона и Сибири в зимних условиях на рельсах появляется ледяная корка в виде так называемого «черного налета», толщина которого может доходить до 1 мм. Название ледяной корки обусловлено наличием в ее структуре мелкодисперсных продуктов износа колес, рельсов, тормозных колодок подвижного состава и частиц смазки [1].On the railways of the Northern region and Siberia in winter conditions an ice crust appears on the rails in the form of the so-called “black coating”, the thickness of which can reach up to 1 mm. The name of the ice crust is due to the presence in its structure of finely dispersed wear products of wheels, rails, brake pads of rolling stock and lubricant particles [1].
В процессе движения подвижного состава при повышенных углах подъема рельсового пути в условиях промышленных карьеров (до 60-80 промилле) колесные пары локомотива при наличии на рельсах ледяной корки могут двигаться с пробуксовкой, что приведет к снижению коэффициента сцепления и, следовательно, к уменьшению тягового усилия локомотива.In the process of rolling stock movement at elevated angles of elevation of the track in industrial quarries (up to 60-80 ppm), locomotive wheel pairs in the presence of ice crust on the rails can slip, which will lead to a decrease in traction and, consequently, to a decrease in traction locomotive.
Известен способ увеличения сцепления колеса локомотива с рельсом, заключающийся в подаче сухого песка к точкам контакта колес с рельсами [2]. Данный способ для применения в зимних условиях не пригоден, так как непрерывно подаваемое, при этом, в зону контакта количество песка значительно превышает требуемое количество и его избыток засоряет рельсовый путь. Кроме того, следует учесть условия зимнего климата, длящегося в России несколько месяцев при температуре -25°…-40°C, и повышенные углы подъема карьерного рельсового пути.A known method of increasing the adhesion of a locomotive wheel to a rail, which consists in supplying dry sand to the points of contact of the wheels with the rails [2]. This method is not suitable for use in winter conditions, since it is continuously supplied, while in the contact zone the amount of sand significantly exceeds the required amount and its excess clogs the track. In addition, it is necessary to take into account the conditions of the winter climate, which lasts in Russia for several months at a temperature of -25 ° ... -40 ° C, and the elevated elevation angles of the career rail track.
Известен способ увеличения сцепления колеса локомотива с рельсом, заключающийся в применении регулируемой импульсной подачи песка в зону контакта колеса и рельса [3]. В данном способе за счет регулирования количества подачи песка несколько уменьшен его расход, однако он также не обеспечивает увеличение коэффициента сцепления колес с рельсами в зимних условиях и существенное снижение расхода песка.There is a method of increasing the adhesion of a locomotive wheel to a rail, which consists in applying an adjustable pulsed feed of sand into the contact zone of the wheel and rail [3]. In this method, by controlling the amount of sand supply, its consumption is somewhat reduced, however, it also does not provide an increase in the coefficient of adhesion of wheels to rails in winter conditions and a significant reduction in sand consumption.
Следует отметить, что при наличии на рельсах в зоне их контакта с колесами значительного слоя песка, их взаимодействие осуществляется не непосредственно по схеме «металл-металл», а при участии многослойной прослойки песка. При этом передача нагрузки от колеса к рельсу происходит при взаимодействии частиц песка друг с другом, что приводит к снижению тяговых характеристик локомотива.It should be noted that if there is a significant layer of sand on the rails in the zone of their contact with the wheels, their interaction is not carried out directly according to the metal-metal scheme, but with the participation of a multilayer sand layer. In this case, the transfer of load from the wheel to the rail occurs when sand particles interact with each other, which leads to a decrease in the traction characteristics of the locomotive.
Известен также способ увеличения сцепления колеса локомотива с рельсом, заключающийся в том, что применяют дополнительные форсунки и электропневматические клапаны, отрегулированные на другую подачу песка [4]. Техническим результатом известного способа является решение, обеспечивающее регулируемое количество песка, подаваемого под колеса локомотива. Это техническое решение принято нами в качестве прототипа. Недостатком прототипа при реализации данного способа является невозможность обеспечения увеличения сцепления колеса с рельсом в зимних условиях.There is also a method of increasing the adhesion of a locomotive wheel to a rail, which consists in the use of additional nozzles and electro-pneumatic valves adjusted to a different supply of sand [4]. The technical result of the known method is a solution that provides an adjustable amount of sand supplied under the wheels of a locomotive. This technical decision was made by us as a prototype. The disadvantage of the prototype when implementing this method is the inability to provide increased traction of the wheel with the rail in winter conditions.
Техническим результатом изобретения является увеличение сцепления колеса с рельсом и повышение тягового усилия локомотива в зимних условиях.The technical result of the invention is to increase the adhesion of the wheel to the rail and increase the traction of the locomotive in winter conditions.
На фиг.1 изображена схема реализации способа увеличения сцепления колеса с рельсом в зимних условиях.Figure 1 shows a diagram of an implementation of a method of increasing the adhesion of a wheel to a rail in winter conditions.
Способ увеличения сцепления колеса с рельсом и повышения тягового усилия локомотива в зимних условиях заключается в следующем.A way to increase the adhesion of the wheel to the rail and increase the traction of the locomotive in winter conditions is as follows.
Абразивный материал, например сухой кварцевый песок, из бункера 1 перемещают в индуктор 2, нагревая до требуемой температуры, транспортируют через отрегулированные на разное количество подачи песка форсунки 3, подают в зону контакта 4 колеса 5 с рельсом 6 по трубопроводам 7, 8, 9 через сопло 10. Далее нагретый песок, попав в зону 4 на ледяную корку перед колесом 5 на поверхности рельса 6, интенсивно растапливает ее и создает условия для обеспечения нормальных условий взаимодействия нагретых частиц песка с колесом и рельсом.Abrasive material, for example dry quartz sand, is transferred from the hopper 1 to the inductor 2, heated to the required temperature, transported through nozzles 3 adjusted for different amounts of sand supply, fed to the contact zone of 4 wheels 5 with rail 6 via pipelines 7, 8, 9 through nozzle 10. Then, heated sand, having fallen into zone 4 on an ice crust in front of wheel 5 on the surface of rail 6, intensively melts it and creates conditions for ensuring normal conditions for the interaction of heated sand particles with the wheel and rail.
В зависимости от условий эксплуатации в зону 4 подают необходимое количество песка путем включения той или иной форсунки с помощью электропневматических клапанов 11, 12, 13. Нажатием кнопок 14, 15, 16 воздух от питающей магистрали 17 через разобщающий кран 18 и соответствующие электропневматические клапаны подводят к песочным форсункам.Depending on the operating conditions, the required amount of sand is fed into zone 4 by switching on a particular nozzle using electro-pneumatic valves 11, 12, 13. By pressing buttons 14, 15, 16, air from the supply line 17 through the uncoupling valve 18 and the corresponding electro-pneumatic valves is connected to sand nozzles.
Температуру нагрева песка в индукторе 2 определяют исходя из следующих соображений. Согласно имеющимся сведениям при нагреве поверхности на 18…20°С выше температуры окружающего воздуха происходит интенсивная сухая возгонка льда [1], (с.82). Здесь приводится формула для определения температуры подогрева рельса tр.The temperature of the sand in the inductor 2 is determined based on the following considerations. According to the available information, when the surface is heated by 18 ... 20 ° C above the ambient temperature, intense dry sublimation of ice occurs [1], (p. 82). Here is the formula for determining the rail heating temperature t p .
где tв - температура воздуха в °С.where t in - air temperature in ° C.
Учитывая вышеизложенное, приняв температуру нагретого рельса равной температуре песка, формулу (1) можно представить в видеGiven the above, taking the temperature of the heated rail equal to the temperature of the sand, the formula (1) can be represented as
где tn - температура нагрева песка, °С;where t n is the temperature of the sand, ° C;
Kп - коэффициент, учитывающий тепловые потери вследствие адиабатического расширения поступающей из трубопровода 3 воздушно-песочной смеси при доставке песка через пескоподающие трубы 7, 8, 9 из индуктора 2 к соплу 10. Коэффициент Kп также зависит от технических характеристик устройства, реализующего подачу песка согласно данному способу. В среднем Kп можно принять равным 1,2…1,5.K p - coefficient taking into account heat losses due to adiabatic expansion of air-sand mixture coming from pipeline 3 during sand delivery through sand supply pipes 7, 8, 9 from inductor 2 to nozzle 10. Coefficient K p also depends on the technical characteristics of the device that implements sand supply according to this method. On average, K p can be taken equal to 1.2 ... 1.5.
Например, при температуре воздуха: -30°, принимая Kп=1,35 по формуле (2), получим tn=1,16·(-30)+1,35·16=-13,2.For example, at an air temperature of -30 °, taking K p = 1.35 according to formula (2), we obtain t n = 1.16 · (-30) + 1.35 · 16 = -13.2.
Таким образом, при температуре воздуха -30°С достаточно довести температуру песка до -13.2°С. Значение коэффициента Kп следует уточнять в зависимости от реальных параметров системы нагреватель - транспортирующая пескопроводная система.Thus, at an air temperature of -30 ° C, it is enough to bring the sand temperature to -13.2 ° C. The value of the coefficient K p should be clarified depending on the actual parameters of the heater-transporting sand-conveying system.
Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить повышение коэффициента сцепления и, следовательно, увеличение тягового усилия локомотива. В результате уменьшения пробуксовки колесных пар уменьшится износ бандажей колесных пар тягового оборудования и рельсов, что позволит избежать дополнительных энергетических потерь, связанных с буксованием. Кроме того, нагрев песка способствует уменьшению вероятности его смерзания в пескоподающей системе в зимних условиях.The present invention allows to increase the coefficient of adhesion and, consequently, increase the traction of the locomotive. As a result of reducing slippage of the wheelsets, the wear of the tires of the wheelsets of the traction equipment and the rails will be reduced, which will avoid additional energy losses associated with slipping. In addition, heating the sand reduces the likelihood of freezing in the sand supply system in winter conditions.
В связи с универсальностью этот способ может быть применен для всех видов железнодорожных транспортных средств независимо от типа приводного механизма колесных пар: локомотивов с электрической и тепловой тягой, различных путевых машин, используемых на железнодорожном транспорте, а также для тяговых агрегатов, применяемых в горной промышленности.Due to its versatility, this method can be applied to all types of railway vehicles, regardless of the type of drive mechanism of the wheelset: locomotives with electric and thermal traction, various traveling machines used in railway transport, as well as for traction units used in the mining industry.
Источники информацииInformation sources
1. Косиков С.И. Фрикционные свойства железнодорожных рельсов. М., Наука, 1967, 111 с.1. Kosikov S.I. Frictional properties of railway rails. M., Science, 1967, 111 pp.
2. Филонов С.П., Гибалов А.И. и др. Тепловоз 2ТЭ116. Песочная система. М., Транспорт, 1985.2. Filonov S.P., Gibalov A.I. and others. Locomotive 2TE116. Sand system. M., Transport, 1985.
3. Способ регулирования подачи песка под колеса рельсового подвижного состава, а.с. 935356, кл. B61C 15/10, B60B 39/04.3. The method of regulating the supply of sand under the wheels of the rail rolling stock, and.with. 935356, cl. B61C 15/10, B60B 39/04.
4. Устройство для подачи песка под колеса локомотива, а.с. 1507619, B 61 C 15/10.4. A device for feeding sand under the wheels of a locomotive, and.with. 1507619, B 61 C 15/10.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012124483/11A RU2504492C1 (en) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | Method to up wheel-to-rail adhesion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012124483/11A RU2504492C1 (en) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | Method to up wheel-to-rail adhesion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012124483A RU2012124483A (en) | 2013-12-20 |
RU2504492C1 true RU2504492C1 (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=49784559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012124483/11A RU2504492C1 (en) | 2012-06-14 | 2012-06-14 | Method to up wheel-to-rail adhesion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2504492C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU171842U1 (en) * | 2017-04-24 | 2017-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | SAND FEEDING SYSTEM |
RU2641957C1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of increasing locomotive traction effort |
RU2714067C1 (en) * | 2016-08-25 | 2020-02-11 | Сименс Мобилити Гмбх | Sand spreading device and rail facility with said device |
RU209094U1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-02-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | SAND REGULATOR |
RU2781169C1 (en) * | 2021-12-15 | 2022-10-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Московский научно-исследовательский проектно-изыскательский институт технологий и инноваций" | Method for increasing the traction force of a locomotive |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1507619A1 (en) * | 1983-09-20 | 1989-09-15 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for feeding sand under the locomotive wheels |
DE4114515A1 (en) * | 1991-05-03 | 1992-11-05 | Knorr Bremse Ag | Sand spreading device for railways - using pressurised air jet to push sand around U-bend through exit pipe |
RU2237774C1 (en) * | 2004-01-08 | 2004-10-10 | Шевченко Александр Иванович | Method of roughening snow-ice-bound surfaces |
RU2394126C1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экомтех-Трейдинг" | Method to control glased ice |
-
2012
- 2012-06-14 RU RU2012124483/11A patent/RU2504492C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1507619A1 (en) * | 1983-09-20 | 1989-09-15 | Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта | Device for feeding sand under the locomotive wheels |
DE4114515A1 (en) * | 1991-05-03 | 1992-11-05 | Knorr Bremse Ag | Sand spreading device for railways - using pressurised air jet to push sand around U-bend through exit pipe |
RU2237774C1 (en) * | 2004-01-08 | 2004-10-10 | Шевченко Александр Иванович | Method of roughening snow-ice-bound surfaces |
RU2394126C1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Экомтех-Трейдинг" | Method to control glased ice |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714067C1 (en) * | 2016-08-25 | 2020-02-11 | Сименс Мобилити Гмбх | Sand spreading device and rail facility with said device |
US11492022B2 (en) | 2016-08-25 | 2022-11-08 | Siemens Mobility GmbH | Sand spreading system and rail vehicle with such a sand spreading system |
RU2641957C1 (en) * | 2016-12-19 | 2018-01-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of increasing locomotive traction effort |
RU171842U1 (en) * | 2017-04-24 | 2017-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | SAND FEEDING SYSTEM |
RU209094U1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-02-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" | SAND REGULATOR |
RU2781169C1 (en) * | 2021-12-15 | 2022-10-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Московский научно-исследовательский проектно-изыскательский институт технологий и инноваций" | Method for increasing the traction force of a locomotive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012124483A (en) | 2013-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2504492C1 (en) | Method to up wheel-to-rail adhesion | |
Sharma et al. | Braking systems in railway vehicles | |
CN106163860B (en) | The operation of rail vehicle with polling power controlling and/or adjusting between wheel and running rail | |
US20140151460A1 (en) | System and method for maintaining sensor performance | |
Gerasimova et al. | Study of the wheel–rail system of open-pit locomotives in traction mode | |
Keropyan et al. | Influence of uneven distribution of coupling mass on locomotive wheel pairs, its tractive power, straight and curved sections of industrial rail tracks. | |
Gorbunov et al. | The multifunctional energy efficient method of cohesion control in the" wheel-braking pad-rail" system | |
Foo et al. | A review on recent wheel/rail interface friction management | |
Gorbunov et al. | Development of the theory and methodology of controlling the local tribological contact thermomechanical loading. | |
Ziborov et al. | The frictional work in pair wheel-rail in case of different structural scheme of mining rolling stock | |
WO2022021978A1 (en) | Composite power wheel pair, train, wheel rail system, and train control method | |
RU2781169C1 (en) | Method for increasing the traction force of a locomotive | |
Gorbunov et al. | Reducing the wheel-rail system wear intensity with thermomechanical impact. | |
US10300752B2 (en) | Road/rail vehicle with tractive weight control | |
RU2502623C1 (en) | Device to feed sand under locomotive wheels | |
RU171842U1 (en) | SAND FEEDING SYSTEM | |
UA141061U (en) | METHOD OF INCREASING COUPLING IN THE AREA OF CONTACT OF WHEEL WITH RAIL | |
UA141062U (en) | METHOD OF CONTACTLESS CONTROL OF FRICTION INTERACTION IN TRIBOLOGICAL POINT-POINT CONTACT OF WHEEL WITH RAIL | |
RU2689052C1 (en) | Solid friction activator and method of friction activation of wheels of locomotives | |
CN203623707U (en) | Liquefied petroleum gas railway tank car braking device | |
RU167614U1 (en) | DEVICE FOR PREVENTING A LOCOMOTIVE TOWING | |
Kovtanets et al. | Increase of coupling characteristics and profitability of the locomotive modernization of system of supply of sand | |
UA143439U (en) | METHOD OF CONTROLLING COUPLING OF WHEELS OF TRACTION VEHICLE WITH RAILS | |
CA2808500C (en) | Road/rail vehicle with tractive weight control | |
CN207106498U (en) | The auxiliary starter and brake apparatus of a kind of train |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140615 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150610 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180615 |