RU2781169C1 - Способ повышения тягового усилия локомотива - Google Patents
Способ повышения тягового усилия локомотива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781169C1 RU2781169C1 RU2021136995A RU2021136995A RU2781169C1 RU 2781169 C1 RU2781169 C1 RU 2781169C1 RU 2021136995 A RU2021136995 A RU 2021136995A RU 2021136995 A RU2021136995 A RU 2021136995A RU 2781169 C1 RU2781169 C1 RU 2781169C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sand
- locomotive
- rail
- air
- wheel
- Prior art date
Links
- 230000003137 locomotive Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 230000001965 increased Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 240000007419 Hura crepitans Species 0.000 claims description 11
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 2
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 229920002456 HOTAIR Polymers 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к предотвращению буксования колес в зимних условия. Способ повышения тяговых усилий локомотива в зимних условиях эксплуатации заключается в том, что в зону контакта колеса с рельсом подают предварительно подогретый сухой песок. При этом нагрев песка осуществляют с помощью предварительно подогретого до требуемой температуры воздуха. Подогретый воздух через воздухораспределитель песочницы локомотива подают в форсунку песочницы, куда также подают холодный сухой кварцевый песок из песочницы локомотива. Температура нагретого воздуха регулируется в зависимости от температуры окружающего воздуха, причем при положительных температурах нагреватель воздуха автоматически отключается. Технический результат изобретения заключается в увеличении сцепления колеса с рельсом и повышении тягового усилия локомотива в зимних условиях. 1 ил.
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и направлено на повышение реализуемой силы тяги локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации в зимний период.
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.
В процессе движении подвижного состава 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.
Известен способ увеличения сцепления колеса локомотива с рельсом, заключающийся в подаче сухого песка к точкам контакта колес с рельсами (Филонов С.П., Гибалов А.И. и др. Тепловоз 2ТЭ116. Песочная система. М., Транспорт, 1985). 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°С.
Известен также "Способ снижения сопротивления движению поездного состава и снижения износа системы «колесо - рельс» (RU 2446969, опубликовано 10.04.2015), при котором дополнительно к форсунке песочницы к пневматической системе добавляется через дополнительный воздухоотвод система сдува песка с поверхности рельсов, состоящая из входного отверстия, пробки, контргайки, регулировочного болта, удерживающего болта, направляющего сопла и выходной горловины. Причем горловина выполнена зауженной для увеличения скорости выходящего наружу воздуха через выходную трубу.
Недостатком реализации данного способа является сложность конструкции, а также загрязнение балластной призмы замасленным песком, который удаляется с рельса не полностью.
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.
В качестве прототипа был выбран способ увеличения сцепления колеса локомотива с рельсом (Патент РФ №2504492, опубл. 20.01.2014), заключающийся в том, что с целью обеспечения функционирования пары колесо-рельс в зимний период песок подают в зону контакта предварительно подогретым, например, при помощи индукционного нагревателя. При этом величину нагрева песка определяют с учетом температуры окружающей среды (рельса) и тепловых потерь системы нагреватель - транспортирующая пескопроводная система.
Недостатком реализации данного способа является повышенный расход энергии для обогрева всего объема бункера песка локомотива, обусловленного неизбежными тепловыми потерями при транспортировании нагретого песка в зону сцепления колеса с рельсом в зимних условиях.
Техническим результатом изобретения является увеличение сцепления колеса с рельсом и повышение тягового усилия локомотива в зимних условиях при уменьшении энергозатрат для нагрева песка, за счет сокращения тепловых потерь при транспортировке нагретого песка до зоны сцепления колеса с рельсом.
Технический результат достигается тем, что в зону контакта колеса с рельсом подают предварительно подогретый сухой песок, например, при помощи индукционного нагревателя, и нагрев песка осуществляется с помощью предварительно подогретого воздуха, который через воздухораспределитель песочницы локомотива подается в форсунку песочницы, куда также подается холодный сухой кварцевый песок из песочницы локомотива. При этом температура нагретого воздуха регулируется в зависимости от температуры окружающего воздуха и при положительных температурах нагреватель воздуха автоматически отключается.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема реализации способа увеличения сцепления колеса с рельсом в зимних условиях.
Способ увеличения сцепления колеса с рельсом и повышения тягового усилия локомотива в зимних условиях заключается в следующем.
Абразивный материал, например сухой кварцевый песок, из бункера 1 перемещают в форсунку песочницы 2, куда поступает нагретый с помощью системы компрессора 3 и нагревателя 4 до требуемой температуры воздух воздухораспределителя песочницы 5 локомотива. Далее нагретый воздух через сопло 6 форсунки песочницы 2 подают в зону контакта 7 колеса 8 с рельсом 9 по трубопроводу 10 через сопло 11. Затем нагретый песок, попав в зону 7 на ледяную корку перед колесом 8 на поверхности рельса 9, интенсивно растапливает ее и создает условия для обеспечения нормальных условий взаимодействия частиц песка с колесом и рельсом.
Температуру нагрева песка можно определить исходя из следующих соображений. Согласно имеющимся сведениям, при нагреве поверхности на 18…20°С выше температуры окружающего воздуха происходит интенсивная сухая возгонка льда [Косиков С.И. Фрикционные свойства железнодорожных рельсов. М., Наука, 1967, 111 с.]. Температуры подогрева рельса tp определяется по формуле:
где tp -температура подогрева рельса, °С;
tв - температура воздуха, °С.
Учитывая вышеизложенное, приняв температуру нагретого рельса равной температуре песка, формулу (1) можно представить в виде
где tn - температура нагрева песка, °С;
Кп - коэффициент, учитывающий тепловые потери вследствие адиабатического расширения поступающей из трубопровода 10 воздушно-песочной смеси при доставке песка через сопло 11 из форсунки песочницы 2 в зону контакта 7 колеса с рельсом. Коэффициент Кп также зависит от технических характеристик устройства, реализующего подачу песка согласно данному способу. В среднем Кп можно принять равным 1,18.
Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить повышение коэффициента сцепления и, следовательно, увеличение тягового усилия локомотива при уменьшении энергозатрат для нагрева песка, за счет реализации способа косвенного нагрева песка горячим воздухом и уменьшения тепловых потерь за счет сокращения расстояния транспортирования нагретого песка от точки нагрева до зоны контакта колеса с рельсом.
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.
Claims (1)
- Способ повышения тяговых усилий локомотива в зимних условиях эксплуатации, заключающийся в том, что в зону контакта колеса с рельсом подают предварительно подогретый сухой песок, отличающийся тем, что нагрев песка осуществляется с помощью предварительно подогретого до требуемой температуры воздуха, который через воздухораспределитель песочницы локомотива подается в форсунку песочницы, куда также подается холодный сухой кварцевый песок из песочницы локомотива.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781169C1 true RU2781169C1 (ru) | 2022-10-06 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822073C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2024-07-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Московский научно-исследовательский проектно-изыскательский институт технологий и инноваций" | Способ повышения тягового усилия локомотива |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2938583A1 (de) * | 1979-09-24 | 1981-04-09 | Knorr-Bremse GmbH, 8000 München | Einrichtung zur verbesserung der beiwerte der haft- und gleitreibung von fahrzeugen, insbesondere strassenfahrzeugen |
CN203126853U (zh) * | 2013-01-16 | 2013-08-14 | 南车株洲电力机车有限公司 | 轻轨车辆撒砂系统 |
RU2504492C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Способ увеличения сцепления колеса с рельсом |
RU2714067C1 (ru) * | 2016-08-25 | 2020-02-11 | Сименс Мобилити Гмбх | Устройство для разбрасывания песка и рельсовое средство с указанным устройством |
RU2720987C1 (ru) * | 2017-04-03 | 2020-05-15 | Сименс Мобилити Гмбх | Дозирующее устройство для пескоструйной установки рельсового транспортного средства |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2938583A1 (de) * | 1979-09-24 | 1981-04-09 | Knorr-Bremse GmbH, 8000 München | Einrichtung zur verbesserung der beiwerte der haft- und gleitreibung von fahrzeugen, insbesondere strassenfahrzeugen |
RU2504492C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Способ увеличения сцепления колеса с рельсом |
CN203126853U (zh) * | 2013-01-16 | 2013-08-14 | 南车株洲电力机车有限公司 | 轻轨车辆撒砂系统 |
RU2714067C1 (ru) * | 2016-08-25 | 2020-02-11 | Сименс Мобилити Гмбх | Устройство для разбрасывания песка и рельсовое средство с указанным устройством |
RU2720987C1 (ru) * | 2017-04-03 | 2020-05-15 | Сименс Мобилити Гмбх | Дозирующее устройство для пескоструйной установки рельсового транспортного средства |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2822073C1 (ru) * | 2023-07-11 | 2024-07-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Московский научно-исследовательский проектно-изыскательский институт технологий и инноваций" | Способ повышения тягового усилия локомотива |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2504492C1 (ru) | Способ увеличения сцепления колеса с рельсом | |
CN106163860B (zh) | 带有车轮和行驶轨道之间的牵引力控制和/或调节的轨道车辆的运行 | |
Gerasimova et al. | Study of the wheel–rail system of open-pit locomotives in traction mode | |
RU2781169C1 (ru) | Способ повышения тягового усилия локомотива | |
Foo et al. | A review on recent wheel/rail interface friction management | |
Gerlici et al. | Noise and temperature reduction in the contact of tribological elements during braking | |
AU767920B2 (en) | Friction management brake shoe | |
Gorbunov et al. | Reducing the wheel-rail system wear intensity with thermomechanical impact. | |
Gorbunov et al. | Development of the theory and methodology of controlling the local tribological contact thermomechanical loading. | |
RU2822073C1 (ru) | Способ повышения тягового усилия локомотива | |
RU2502623C1 (ru) | Устройство для подачи песка под колеса локомотива | |
UA141061U (uk) | Спосіб підвищення зчеплення в зоні контакту колеса з рейкою | |
RU193068U1 (ru) | Стрелочный перевод с пониженным износом рамного рельса и остряков | |
Kovtanets et al. | Increase of coupling characteristics and profitability of the locomotive modernization of system of supply of sand | |
UA141062U (uk) | Спосіб безконтактного керування фрикційною взаємодією у трибологічному двоточковому контакті колеса з рейкою | |
Radosavljevic | Measurement of train traction characteristics | |
HORBUNOV et al. | DEVELOPMENT THE METHOD OF THERMOMECHANICAL LOADING MANAGEMENT OF TRIBOLOGICAL CONTACT | |
Antipin et al. | Modern methods of modifying the frictional state of the wheel-rail system | |
Khan et al. | Optimization of wheel-rail interface friction using top-of-rail friction modifiers: State of the art | |
UA143439U (uk) | Спосіб управління зчепленням коліс тягового транспортного засобу з рейками | |
UA141965U (uk) | Спосіб збільшення енергозбереження на залізничному транспорті | |
Shen et al. | Response Behavior of Wheel-rail Interface Adhesion and Damage after Wheels Encountering Warm and Humid Airflow during Trains through Tunnels in Frigid Regions | |
US215010A (en) | Improvement in railway-tracks | |
Klimov et al. | The results of the study of the influence of hardness and microstructure of the locomotive brake pads for extreme braking of the locomotive | |
US1915216A (en) | Track lubrication |