RU2783718C1

RU2783718C1 - Device for controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw trolley in the railway track, depending on the direction of movement

Info

Publication number: RU2783718C1
Application number: RU2022118504A
Authority: RU
Inventors: Валерий Семенович Коссов; Евгений Владимирович Кочетков; Юрий Алектинович Панин; Илья Евгеньевич Ильин
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-11-16

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: invention relates to the field of railway transport, in particular, to devices for controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw trolley in the railway track, depending on the direction of travel. Elastic shock absorbers are installed between the frame of the jaw trolley and the axle boxes of the wheel pairs. Shock absorbers provide the ability to rotate the wheel pairs relative to the bogie frame in a horizontal plane and have a high transverse rigidity. The bogie is equipped with a system for determining the front and rear wheelset in the direction of travel and an actuator for reducing the shock absorber stiffness. The determinant consists of a DC generator and a current polarity recorder. The actuating devices are placed in axlebox openings increased in width. Each device consists of a power mechanism. Mechanisms are attached to one of the side walls of the axle box opening and are made with the possibility of moving in the direction of the axle box assembly and away from it by a vertical movable plate. A vertical elastic shock absorber is installed on the plate. The same shock absorber is installed on the other wall of the axlebox assembly.

EFFECT: efficiency of controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw trolley is increased.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам, осуществляющим самоустановку колесных пар челюстных тележек при движении по участкам пути с изменяемой кривизной.SUBSTANCE: invention relates to rail vehicles, namely to devices that perform self-alignment of wheel pairs of jaw trolleys when moving along track sections with variable curvature.

Известен способ снижения износа системы колесо-рельс [1], заключающийся в том, что углы набегания гребней колес на боковую грань головки наружного рельса уменьшают путем разворачивания оси колесной пары в направлении радиуса криволинейного участка пути, для чего с определенной периодичностью и длительностью производят подтормаживание колеса колесной пары, которое движется по внутреннему рельсу.A known method of reducing the wear of the wheel-rail system [1], which consists in the fact that the angles of approach of the wheel flanges on the side face of the outer rail head are reduced by turning the axis of the wheelset in the direction of the radius of the curved section of the track, for which the wheel is braked at a certain frequency and duration wheelset that moves along the inner rail.

Недостатком указанного способа является то, что из-за жесткой посадки двух колес колесной пары на единую ось невозможно выполнять колодочное подтормаживание одного колеса, не подтормаживая при этом другое колесо, что не позволяет управлять положением тележки в пути по предложенному способу.The disadvantage of this method is that due to the rigid fit of the two wheels of the wheelset on a single axle, it is impossible to perform block braking of one wheel without braking the other wheel, which does not allow controlling the position of the bogie on the way according to the proposed method.

Известна ходовая часть подвижного состава с рамой, опирающейся на две ходовые тележки [2]. Под средней частью рамы установлена дополнительная управляющая рулевая колесная пара с возможностью поперечного перемещения относительно главной рамы. При этом управляющая рулевая колесная пара имеет кинематическую связь с поворотной конструкцией ходовых тележек, причем передаточное отношение от рулевой колесной пары к каждой ходовой тележке зависит от направления движения состава, чем обеспечивается оптимальный угол поворота ходовых тележек на криволинейных участках рельсовой колеи.Known undercarriage of rolling stock with a frame resting on two undercarriages [2]. An additional control steering wheel pair is installed under the middle part of the frame with the possibility of transverse movement relative to the main frame. At the same time, the control steering wheel pair has a kinematic connection with the swivel structure of the undercarriages, and the gear ratio from the steering wheel pair to each undercarriage depends on the direction of movement of the train, which ensures the optimal angle of rotation of the undercarriages on curved sections of the rail track.

Недостатком конструкции является её громоздкость и дополнительный вес, связанный с размещением управляющей рулевой колесной пары. Другим её недостатком является неточность управления, обусловленная тем, что предлагаемая конструкция реагирует лишь на изменение стрелы прогиба пути между двумя её ходовыми тележками, поэтому при входе и выходе из криволинейного участка пути поворот тележек происходит с задержкой. Предлагаемая конструкция не управляет радиальной установкой колесных пар в каждой из тележек.The disadvantage of the design is its bulkiness and additional weight associated with the placement of the steering wheel pair. Another disadvantage is the inaccuracy of control, due to the fact that the proposed design responds only to a change in the deflection of the track between its two undercarriages, therefore, when entering and leaving the curved section of the track, the turn of the carts occurs with a delay. The proposed design does not control the radial installation of wheel sets in each of the bogies.

Известны рельсовые транспортные средства с активным управлением радиальной установкой колесных пар.Known rail vehicles with active control of the radial installation of wheelsets.

В рельсовом транспортном средстве с изменяемой геометрией положения осей колесных пар в горизонтальной плоскости тележки [3], рациональное поперечное смещение осей и установка межосевых углов достигаются за счет того, что на одном конце каждой оси предусмотрен неподвижный вертикальный центр вращения, а на другом конце каждой оси предусмотрен исполнительный орган, осуществляющий угловое смещение опоры оси колесной пары в горизонтальной плоскости. В способе и устройстве для активного управления радиальной установкой колесных пар [4] и их удержания в таком положении радиальная установка колесных пар при движении по криволинейным участкам пути осуществляется за счет подачи управляющих сигналов на сложную систему исполнительных механизмов в виде системы рычагов и сервоприводов. В способах [3, 4] не указаны исходные данные и алгоритм управления положением колесных пар в железнодорожном пути. Общим недостаткам устройств [3, 4] с активным управлением радиальной установкой колесных пар является вероятность сбоя работы исполнительных механизмов, что может привести к изменению углового положения осей колесных пар в горизонтальной плоскости, несоответствующему радиусу кривизны пути, и, как следствие, к аварийной ситуации.In a rail vehicle with a variable geometry of the position of the axles of the wheelsets in the horizontal plane of the bogie [3], the rational transverse displacement of the axles and the setting of the center angles are achieved due to the fact that at one end of each axle a fixed vertical center of rotation is provided, and at the other end of each axle an executive body is provided for angular displacement of the wheel pair axle support in the horizontal plane. In the method and device for active control of the radial installation of wheelsets [4] and their retention in this position, the radial installation of wheelsets when driving along curved sections of the track is carried out by supplying control signals to a complex system of actuators in the form of a system of levers and servo drives. The methods [3, 4] do not specify the initial data and the algorithm for controlling the position of wheel sets in the railway track. The common disadvantages of devices [3, 4] with active control of the radial installation of wheel sets is the possibility of failure of the actuators, which can lead to a change in the angular position of the axes of the wheel sets in the horizontal plane, which does not correspond to the radius of curvature of the track, and, as a result, to an emergency.

Известно соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона [5], в котором снижение износа системы колесо-рельс осуществлено за счет установки упругого амортизатора между адаптером и опорными поверхностями буксового выреза боковой рамы челюстной тележки. Ослабление связи колесных пар с челюстной тележкой в горизонтальной плоскости способствует динамической самоустановке осей колесных пар в радиальном направлении.It is known to connect the axle box with the side frame of the freight car bogie [5], in which the wear of the wheel-rail system is reduced by installing an elastic shock absorber between the adapter and the supporting surfaces of the axle box cutout of the side frame of the jaw bogie. The weakening of the connection of the wheel pairs with the jaw trolley in the horizontal plane contributes to the dynamic self-alignment of the axles of the wheel pairs in the radial direction.

Известен способ снижения износа системы колесо-рельс и конструкция для его осуществления [6], в котором снижение износа, в частности, осуществляется за счет обеспечения высокой поперечной жесткости и прямоугольности формы тележки, что при движении состава в кривых участках пути уменьшает углы набегания гребней колес на боковую грань головки рельса. При этом высокая поперечная жесткость и прямоугольность формы тележки достигается за счет установки жесткой поперечной связи в виде рамки между её боковинами.There is a known method of reducing the wear of the wheel-rail system and the design for its implementation [6], in which the reduction of wear, in particular, is carried out by providing high transverse rigidity and squareness of the bogie shape, which, when the train moves in curved sections of the track, reduces the angles of approach of the wheel ridges on the side of the rail head. At the same time, high transverse rigidity and squareness of the bogie shape is achieved by installing a rigid transverse connection in the form of a frame between its sidewalls.

Технические решения, предложенные в изобретениях [5, 6], приняты в качестве прототипов заявляемого устройства для управления угловым положением колесных пар челюстной тележки в железнодорожном пути.The technical solutions proposed in the inventions [5, 6] are accepted as prototypes of the proposed device for controlling the angular position of the wheel sets of the jaw trolley in the railway track.

Общим недостатком конструкций для управления положением колесных пар в железнодорожном пути, описанных в патентах [1–6], является недостаточная эффективность управления угловым положением тележки и её колесных пар в кривых участках пути.A common drawback of structures for controlling the position of wheelsets in a railway track, described in patents [1–6], is the insufficient efficiency of controlling the angular position of the bogie and its wheelsets in curved sections of the track.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности управления угловым положением челюстной тележки и ее колесных пар при движении транспортного средства в железнодорожном пути изменяемой кривизны посредством устройства, учитывающего направление движения транспортного средства.The technical result of the claimed invention is to increase the efficiency of controlling the angular position of the jaw trolley and its wheel pairs when the vehicle is moving in a railway track of variable curvature by means of a device that takes into account the direction of the vehicle.

Технический результат достигается тем, что устройство для управления угловым положением колесных пар челюстной тележки в железнодорожном пути в зависимости от направления движения, включающее упругие амортизаторы, установленные между рамой челюстной тележки и буксовыми узлами колесных пар, для обеспечения возможности поворота колесных пар в горизонтальной плоскости относительно рамы тележки с высокой жесткостью в направлении её поперечного сдвига, оснащено следящей системой, включающей определитель передней и задней по ходу движения колесных пар и исполнительными устройствами для снижения жесткости крепления в горизонтальной плоскости челюстной тележки колесной пары, которая определена в качестве задней, причем определитель передней и задней по ходу движения колесных пар состоит из размещенного на раме челюстной тележки электрогенератора постоянного тока, кинематически связанного с одной из колесных пар и регистратора полярности тока, вырабатываемого электрогенератором, а исполнительные устройства для снижения жесткости крепления в горизонтальной плоскости задней колесной пары установлены в увеличенных по ширине буксовых проемах рамы челюстной тележки, причем каждое исполнительное устройство состоит из силового механизма, прикрепленного к одной из боковых стенок буксового проема и выполненного с возможностью перемещения в направлении к буксовому узлу и от него закрепленной на силовом механизме вертикальной подвижной пластины, на которой со стороны буксового узла установлен вертикальный упругий амортизатор, напротив которого на другой боковой стенке буксового проема установлен такой же вертикальный упругий амортизатор.The technical result is achieved by the fact that the device for controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw trolley in the railway track, depending on the direction of movement, includes elastic shock absorbers installed between the frame of the jaw trolley and the axle boxes of the wheel pairs, to enable the wheel pairs to rotate in a horizontal plane relative to the frame bogie with high rigidity in the direction of its transverse shift, equipped with a tracking system, including a determinant of the front and rear wheelsets in the direction of travel and actuators to reduce the rigidity of fastening in the horizontal plane of the jaw bogie of the wheelset, which is defined as the rear, and the determinant of the front and rear in the direction of movement of the wheel pairs, it consists of a DC electric generator placed on the frame of the jaw trolley, kinematically connected to one of the wheel pairs and a current polarity recorder generated by the electric generator, and the executive e devices to reduce the rigidity of fastening in the horizontal plane of the rear wheel pair are installed in the axle box openings of the jaw trolley frame increased in width, each actuator consists of a power mechanism attached to one of the side walls of the axle box opening and configured to move in the direction of the axle box assembly and from it a vertical movable plate fixed on the power mechanism, on which a vertical elastic shock absorber is installed on the side of the axle box assembly, opposite to which the same vertical elastic shock absorber is installed on the other side wall of the axle box opening.

Также технический результат достигается тем, что в устройстве для управления угловым положением колесных пар челюстной тележки в железнодорожном пути в зависимости от направления движения следящая система дополнительно оснащена измерительными устройствами для отслеживания изменения расстояний δ1 и δ2 между рамой тележки и буксовыми узлами колесной пары, которая определена в качестве передней, и электронным узлом для расчета по изменению расстояний δ1 и δ2 скорости ω изменения угла поворота передней колесной пары относительно рамы тележки и подачи управляющей команды на исполнительное устройство регулирования жесткости крепления задней колесной пары в горизонтальной плоскости тележки.Also, the technical result is achieved by the fact that in the device for controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw bogie in the railway track, depending on the direction of movement, the tracking system is additionally equipped with measuring devices for tracking changes in the distances δ1 and δ2 between the bogie frame and the axle boxes of the wheel pair, which is defined in as a front one, and an electronic unit for calculating, by changing the distances δ1 and δ2, the speed ω of changing the angle of rotation of the front wheelset relative to the bogie frame and supplying a control command to the actuator for regulating the rigidity of the rear wheelset mounting in the horizontal plane of the bogie.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- на фиг. 1 изображена схема установки в железнодорожном пути двухосной тележки с высокой жесткостью в направлении поперечного сдвига;- in Fig. 1 shows a diagram of the installation in a railway track of a two-axle bogie with high rigidity in the direction of transverse shear;

- на фиг. 2 изображена двухосная челюстная тележка с высокой жесткостью в направлении поперечного сдвига, оборудованная следящей системой и исполнительным устройством;- in Fig. 2 shows a biaxial jaw trolley with high rigidity in the direction of transverse shear, equipped with a tracking system and an actuator;

- на фиг. 3 изображен выносной элемент А фиг. 2;- in Fig. 3 shows the remote element A of Fig. 2;

- на фиг. 4 изображен выносной элемент Б фиг. 2;- in Fig. 4 shows the remote element B of Fig. 2;

- на фиг. 5 изображен вид С фиг. 2;- in Fig. 5 is a view C of FIG. 2;

- на фиг. 6 изображено исполнительное устройство управления жесткостью крепления буксовых узлов колесных пар.- in Fig. 6 shows the executive device for controlling the rigidity of the fastening of the axlebox units of the wheel pairs.

Двухосная челюстная тележка 1 (далее по тексту тележка 1) (фиг.1, 2) включает в себя переднюю 2 и заднюю 3 по ходу движения колесные пары, раму 4 тележки 1 с высокой жесткостью поперечного сдвига между двумя боковыми балками 5, в которых выполнены увеличенные по ширине буксовые проемы 6. Между горизонтальными стенками буксовых проемов 6 рамы 4 и буксовыми узлами 7 колесных пар 2 и 3 установлены упругие амортизаторы 8 (фиг. 5), обеспечивающие возможность продольного сдвига буксовых узлов 7 относительно вертикальных стенок буксовых проемов 6. Тележка 1 также оснащена следящей системой, включающей определитель 9 передней и задней по ходу движения колесных пар (фиг. 2), который состоит из размещенного на раме челюстной тележки электрогенератора постоянного тока, кинематически связанного с одной из колесных пар и регистратора полярности тока, вырабатываемого электрогенератором (на фиг. не показаны). Следящая система может быть дополнительно оснащена измерительными устройствами (на фиг. не показаны) для отслеживания изменения расстояний δ1 и δ2 между рамой тележки и буксовыми узлами колесной пары, которая определена в качестве передней (фиг. 3 – 5), и электронным узлом (на фиг. не показан), для расчета по изменению расстояний δ1 и δ2 скорости ω изменения угла поворота передней колесной пары относительно рамы тележки и подачи управляющей команды на исполнительное устройство регулирования жесткости крепления задней колесной пары в горизонтальной плоскости тележки. В увеличенных по ширине буксовых проемах 6 в боковых балках 5 рамы 4 тележки 1 размещают исполнительные устройства регулирования жесткости крепления колесных пар относительно горизонтальной плоскости тележки (фиг. 6).Biaxial jaw trolley 1 (hereinafter trolley 1) (figure 1, 2) includes front 2 and rear 3 in the direction of travel wheel pairs, frame 4 trolley 1 with high transverse shear rigidity between the two side beams 5, which are made axlebox openings 6 increased in width. Between the horizontal walls of the axlebox openings 6 of the frame 4 and the axlebox nodes 7 of the wheelsets 2 and 3, elastic shock absorbers 8 are installed (Fig. 5), which provide the possibility of a longitudinal shift of the axlebox nodes 7 relative to the vertical walls of the axlebox openings 6. Trolley 1 is also equipped with a tracking system, including a determinant 9 of the front and rear in the direction of movement of the wheel pairs (Fig. 2), which consists of a DC electric generator placed on the frame of the jaw trolley, kinematically connected to one of the wheel pairs and a current polarity recorder generated by an electric generator (on Fig. not shown). The tracking system can be additionally equipped with measuring devices (not shown in Fig.) to track changes in the distances δ1 and δ2 between the bogie frame and axlebox units of the wheel pair, which is defined as the front (Fig. 3 - 5), and the electronic unit (Fig. not shown), to calculate, by changing the distances δ1 and δ2, the speed ω of changing the angle of rotation of the front wheelset relative to the bogie frame and supplying a control command to the actuator for regulating the rigidity of the rear wheelset fastening in the horizontal plane of the bogie. In the increased width of the box openings 6 in the side beams 5 of the frame 4 of the bogie 1, actuators are placed to control the rigidity of the fastening of the wheel pairs relative to the horizontal plane of the bogie (Fig. 6).

Каждое исполнительное устройство снижения жесткости крепления буксовых узлов 7 задней 3 колесной пары относительно горизонтальной плоскости челюстной тележки 1 устанавливают между увеличенными по ширине буксовыми проемами 6 боковых балок 5 рамы 4 челюстной тележки 1 и буксовыми узлами 7 (фиг. 6). Указанное исполнительное устройство состоит из силового механизма 10, закрепленного на одной из боковых стенок 11 увеличенного по ширине буксового проема 6. Силовой механизм 10 выполнен с возможностью перемещения в направлении буксового узла и от него прикрепленной к силовому механизму 10 подвижной пластины 12. На подвижной пластине 12 со стороны буксового узла 7 закреплен упругий амортизатор 13, а на противоположной боковой стенке увеличенного по ширине буксового проема 6 установлен такой же упругий амортизатор 13.Each actuating device for reducing the rigidity of fastening axleboxes 7 of the rear wheel pair 3 relative to the horizontal plane of the jaw trolley 1 is installed between the increased width of the axlebox openings 6 of the side beams 5 of the frame 4 of the jaw cart 1 and the axleboxes 7 (Fig. 6). Said actuating device consists of a power mechanism 10 fixed on one of the side walls 11 of the pedestal opening 6 enlarged in width. an elastic shock absorber 13 is fixed on the side of the axle box assembly 7, and the same elastic shock absorber 13 is installed on the opposite side wall of the wider axle box opening 6.

В зависимости от направления движения транспортного средства в тележке 1 любая из колесных пар может становиться либо передней 2 либо задней 3, поэтому в каждом буксовом проеме установлено измерительное устройство для отслеживания изменения расстояний δ1 и δ2 (на фиг. не показаны) и исполнительное устройство (фиг. 6) снижения жесткости крепления буксовых узлов 7.Depending on the direction of movement of the vehicle in the bogie 1, any of the wheelsets can become either front 2 or rear 3, therefore, in each axle box opening, a measuring device is installed to track changes in distances δ1 and δ2 (not shown in Fig.) and an actuator (Fig. 6) reducing the rigidity of the axle box attachment 7.

Работа предлагаемого и устройства управления положением тележки и её колесных пар в железнодорожном пути основана на следующих теоретических предпосылках.The operation of the proposed device for controlling the position of the bogie and its wheelsets in the railway track is based on the following theoretical assumptions.

Пусть в начальный момент одиночная колесная пара, свободная от связей с рамой 4 тележки 1, или колесная пара, которая установлена в тележку 1, но имеет невысокую в горизонтальной плоскости жесткостную связь с рамой 4 тележки 1, движется в прямолинейном или криволинейном участке пути так, что каждое из её колес катится по своему рельсу без проскальзывания. В этом случае в прямом участке рельсового пути центр оси колесной пары должен находиться на центральной осевой линии железнодорожного пути, а в кривых участках пути центр оси колесной пары смещается относительно центральной осевой линии к внешнему рельсу на расстояние, при котором разность кругов катания двух колес колесной пары соответствует разности длин рельсов, по которым движутся эти колеса. В обоих случаях ось колесной пары при этом должна быть направлена перпендикулярно центральной осевой линии пути. Такое положение соответствует движению колесной пары в пути по оптимальной траектории без проскальзывания колес относительно рельсов.Let at the initial moment a single wheelset, free from links with the frame 4 of the bogie 1, or a wheelset that is installed in the bogie 1, but has a low horizontal rigidity connection with the frame 4 of the bogie 1, moves in a straight or curved section of the path so that each of its wheels rolls on its own rail without slipping. In this case, in a straight section of the track, the center of the axle of the wheelset must be located on the central axial line of the railway track, and in curved sections of the track, the center of the axis of the wheelset is displaced relative to the central axial line to the outer rail by a distance at which the difference between the rolling circles of the two wheels of the wheelset corresponds to the difference in the lengths of the rails along which these wheels move. In both cases, the axis of the wheelset must be directed perpendicular to the center line of the track. This position corresponds to the movement of the wheelset on the way along the optimal trajectory without slipping of the wheels relative to the rails.

Пусть в следующий момент указанная колесная пара сместится в поперечном направлении. Это приведет к тому, что за счет конической формы поверхности катания колес одно из них начнет двигаться по рельсу кругом катания чуть большей длины, а другое – кругом катания чуть меньшей длины. За счет этого ось колесной пары развернется в плане относительно линии, перпендикулярной направлению пути, и направится в сторону такого её положения, при котором разность кругов катания на её колесах вновь будет соответствовать разности длин рельсов, по которым эти колеса катятся по оптимальной траектории. По инерции развернувшаяся колесная пара перейдет положение, соответствующее её движению в пути заданной кривизны по оптимальной траектории. Вслед за этим колесная пара заедет кругом катания бóльшего диаметра на противоположный рельс, вновь произойдет её поворот в плане, но уже в противоположную сторону, и процесс самоустановки колесной пары в путь продолжится. В результате диссипации энергии при таких перестроениях рассмотренный процесс самоустановки колесной пары носит характер затухающих колебаний, и через некоторое время колесная пара вновь возвратится к своему устойчивому движению по оптимальной траектории. При обеспечении одноточечного контакта каждого из колёс с рельсом указанное перестроение положения колесной пары происходит в условиях минимального проскальзывания колёс относительно рельсов, причем проскальзывание колес будет связано лишь с их небольшим разворотом относительно рельсов вокруг вертикальной оси, проходящей через пятно контакта колеса и рельса.Let at the next moment the indicated wheelset move in the transverse direction. This will lead to the fact that, due to the conical shape of the rolling surface of the wheels, one of them will begin to move along the rail in a slightly longer rolling circle, and the other in a slightly shorter rolling circle. Due to this, the axis of the wheelset will turn in plan relative to the line perpendicular to the direction of the track, and will go in the direction of its position, in which the difference in the rolling circles on its wheels will again correspond to the difference in the lengths of the rails along which these wheels roll along the optimal trajectory. By inertia, the unfolded wheelset will pass the position corresponding to its movement along the path of a given curvature along the optimal trajectory. Following this, the wheelset will drive in a rolling circle of a larger diameter onto the opposite rail, it will again turn in the plan, but in the opposite direction, and the process of self-alignment of the wheelset on the road will continue. As a result of energy dissipation during such rearrangements, the considered process of wheel set self-adjustment has the character of damped oscillations, and after a while the wheel set will again return to its stable movement along the optimal trajectory. When providing single-point contact of each of the wheels with the rail, the indicated restructuring of the position of the wheel pair occurs under conditions of minimal slippage of the wheels relative to the rails, and the slippage of the wheels will be associated only with their slight turn relative to the rails around a vertical axis passing through the contact patch of the wheel and rail.

При увеличении жесткостной связи колесных пар с рамой 4 тележки 1 добиться динамической самоустановки колесных пар в оптимальное положение в железнодорожном пути при условии сведения к минимуму проскальзывания колес относительно рельсов, сложнее. Пояснение этой особенности поведения передней 2 и задней 3 колесных пар представлено на фиг. 1. Пусть тележка 1 с жесткой связью в горизонтальной плоскости между её рамой 4 и колесными парами 2 и 3 по причине входа в кривую или выхода из кривой, прохождения рельсового стыка, крестовины и т.д. оказалась развернутой относительно железнодорожного пути так, как это показано на фиг. 1, 2. В этом случае левое колесо передней 2 по ходу движения колесной пары и правое колесо задней 3 колёсной пары будут катиться по рельсу кругом катания бóльшего диаметра, чем этого требует оптимальное положение колесных пар. За счет разности кругов катания ось передней 2 колесной пары будет стремиться вернуться в перпендикулярное по отношению к пути положение подобно тому, как это происходит при описанном выше движении свободной колесной пары или колесной пары, на которую её связи с рамой 4 тележки 1 оказывают минимальное воздействие. При этом передняя колесная пара 2 будет передавать на связанную с ней раму 4 тележки 1 вращающий момент, который стремится вернуть тележку 1 в положение, при котором продольная ось этой тележки будет направлена по касательной к центральной осевой линии пути.With an increase in the rigidity of the connection of the wheel sets with the frame 4 of the bogie 1, it is more difficult to achieve dynamic self-installation of the wheel sets to the optimal position in the railway track, provided that the slippage of the wheels relative to the rails is minimized. An explanation of this feature of the behavior of the front 2 and rear 3 wheel sets is shown in Fig. 1. Let the bogie 1 with a rigid connection in the horizontal plane between its frame 4 and wheelsets 2 and 3 due to the entry into the curve or exit from the curve, the passage of the rail joint, cross, etc. turned out to be deployed relative to the railway track as shown in Fig. 1, 2. In this case, the left wheel of the front 2 in the direction of the wheelset and the right wheel of the rear 3 of the wheelset will roll along the rail with a rolling circle of a larger diameter than the optimal position of the wheelsets requires. Due to the difference in rolling circles, the axle of the front wheel pair 2 will tend to return to a position perpendicular to the path, just as it happens with the movement of a free wheel pair described above or a wheel pair on which its connections with the frame 4 of the bogie 1 have a minimal effect. In this case, the front wheelset 2 will transmit to the frame 4 of the bogie 1 associated with it a torque that tends to return the bogie 1 to a position in which the longitudinal axis of this bogie will be directed tangentially to the center line of the track.

Обратный эффект возникает в задней 3 по ходу движения колесной паре. За счет того, что круг катания бóльшего диаметра находится на её правом по ходу движения колесе, силы трения между колёсами и рельсами, возникающие в пятне их контакта, стремятся еще больше развернуть заднюю 3 колесную пару и связанную с ней раму 3 тележки 1 в направлении уже образовавшегося поворота, показанного на фиг.1. Колеса задней колесной пары 3, не имея возможности развернуть тележку 1, удерживаемую в пути передней колесной парой, в сторону ещё большего угла поворота относительно направления движения пути в этом случае вынуждены проскальзывать относительно рельсов. По этой причине в тележке 1 с высокой жесткостью горизонтальных связей между её рамой 4 и колесными парами 2 и 3 задняя колесная пара 3 оказывает отрицательное влияние на процесс управления тележкой 1, и затрудняет её автоматическое вписывание в путь. Препятствуя развороту тележки 1 в нужном направлении, силы трения, возникающие в задней колесной паре 3, ведут к появлению сил трения и в передней колесной паре 2. Силы трения, которые возникают между рельсами и колесами передней 2 и задней 3 колесных пар в связи с их вынужденным проскальзыванием, создают дополнительное сопротивление движению транспортного средства, приводят к увеличению расхода топлива, износу колёс и рельсов, нарушают управление оптимальным положением углов поворота рамы 4 тележки 1 и колесных пар 2, 3 в железнодорожном пути.The opposite effect occurs in the rear 3 in the direction of the wheelset. Due to the fact that the rolling circle of a larger diameter is located on its right wheel in the direction of travel, the friction forces between the wheels and rails that occur in their contact patch tend to further deploy the rear 3 wheel pair and the frame 3 of the bogie 1 associated with it in the direction already the resulting turn shown in Fig.1. The wheels of the rear wheelset 3, not being able to turn the bogie 1 held on the way by the front wheelset, towards an even greater angle of rotation relative to the direction of the track, in this case are forced to slip relative to the rails. For this reason, in a bogie 1 with a high rigidity of horizontal connections between its frame 4 and wheelsets 2 and 3, the rear wheelset 3 has a negative effect on the process of controlling the bogie 1, and makes it difficult to automatically fit into the path. Preventing the bogie 1 from turning in the right direction, the friction forces arising in the rear wheelset 3 lead to the appearance of friction forces in the front wheelset 2. The friction forces that occur between the rails and wheels of the front 2 and rear 3 wheelsets due to their forced slippage, create additional resistance to the movement of the vehicle, lead to an increase in fuel consumption, wear of wheels and rails, violate the control of the optimal position of the angles of rotation of the frame 4 of the bogie 1 and wheelsets 2, 3 in the railway track.

Таким образом, передняя колесная пара 2 оказывает положительное влияние на процесс управления тележкой 1 и способствует её автоматическому вписыванию в путь. Поэтому целесообразно создать такие условия, при которых передняя колесная пара 2 будет максимально управлять положением тележки 1 в пути, обеспечивая такой угол её поворота, при котором продольная ось рамы 4 тележки 1 будет установлена по касательной к центральной линии пути. С целью такого управления угловым положением тележки в пути жесткость связи в горизонтальной плоскости между передней колесной парой 2 и рамой 4 тележки 1 должна быть выше, чем у задней колесной пары 3. Поэтому жесткость связи между задней колесной парой 3 и рамой 4 тележки 1 необходимо ослабить. В этом случае положением рамы 4 тележки 1 в пути будет управлять передняя колесная пара 2, а задняя колесная пара 3 будет самостоятельно вписываться в железнодорожный путь по рассмотренному выше принципу динамической самоустановки свободной колесной пары. При таком управлении поворот в горизонтальной плоскости рамы 4 тележки 1, ведомой передней колесной парой 2, происходит вокруг вертикальной оси, проходящей через середину оси задней колесной пары 3.Thus, the front wheelset 2 has a positive effect on the control process of the bogie 1 and contributes to its automatic entry into the path. Therefore, it is advisable to create such conditions under which the front wheelset 2 will maximally control the position of the bogie 1 on the way, providing such an angle of rotation at which the longitudinal axis of the frame 4 of the bogie 1 will be set tangentially to the center line of the track. In order to control the angular position of the bogie on the way, the rigidity of the connection in the horizontal plane between the front wheelset 2 and the frame 4 of the bogie 1 must be higher than that of the rear wheelset 3. Therefore, the rigidity of the connection between the rear wheelset 3 and the frame 4 of the bogie 1 must be loosened . In this case, the position of the frame 4 of the bogie 1 on the way will be controlled by the front wheelset 2, and the rear wheelset 3 will independently fit into the railway track according to the principle of dynamic self-alignment of the free wheelset discussed above. With this control, the rotation in the horizontal plane of the frame 4 of the bogie 1, driven by the front wheelset 2, occurs around a vertical axis passing through the middle of the axis of the rear wheelset 3.

Тенденцией развития железнодорожного транспорта является увеличение грузоподъемности и скорости движения. Увеличение грузоподъемности приводит к увеличению массы колесных пар 2, 3 и массы рамы 4 тележки 1. Увеличение скорости движения приводит к увеличению угловых ускорений поворотных движений в горизонтальной плоскости колесных пар 2, 3 и рамы 4 тележки 1. При этом происходит увеличение сил, с которыми колесные пары 2, 3 и рама 4 тележки 1 действуют друг на друга во время перестроения их взаимного положения в пути. В связи с этим, чтобы в условиях возросших масс и скорости движения обеспечить своевременную установку колесных пар 2, 3 в положение их движения по оптимальной траектории, в настоящее время часто приходится увеличивать жесткость крепления колесных пар в горизонтальной плоскости рамы 4 тележки 1. Однако, как сказано выше, высокая жесткость крепления колесных пар 2, 3 в раме 4 тележки 1 не позволяет им устойчиво вписаться в путь, как вписывается в путь свободная колесная пара. В результате происходит увеличение сил трения между колесами и рельсами. В этих условиях особенно важно заставить переднюю 2 колесную пару эффективно управлять положением тележки 1 в железнодорожном пути, а заднюю 3 колесную пару – не препятствовать такому управлению.The trend in the development of railway transport is an increase in carrying capacity and speed. An increase in carrying capacity leads to an increase in the mass of wheelsets 2, 3 and the mass of the frame 4 of the bogie 1. An increase in the speed of movement leads to an increase in the angular accelerations of the rotary movements in the horizontal plane of the wheelsets 2, 3 and the frame 4 of the bogie 1. In this case, there is an increase in the forces with which wheel pairs 2, 3 and frame 4 of the bogie 1 act on each other during the rebuilding of their relative position on the way. In this regard, in order to ensure the timely installation of wheel sets 2, 3 in the position of their movement along the optimal trajectory under the conditions of increased masses and speed of movement, it is now often necessary to increase the rigidity of the fastening of the wheel sets in the horizontal plane of the frame 4 of the bogie 1. However, as As mentioned above, the high rigidity of the wheelsets 2, 3 in the frame 4 of the bogie 1 does not allow them to stably fit into the path, as a free wheelset fits into the path. As a result, there is an increase in the friction forces between the wheels and rails. Under these conditions, it is especially important to make the front wheel pair 2 effectively control the position of the bogie 1 in the railway track, and the rear wheel pair 3 not to interfere with such control.

Работа предлагаемого устройства управления положением колесных пар 2, 3 тележки 1 в железнодорожном пути рассмотрена на примере тележки модели 18-100 (ЦНИИ-ХЗ), выполненной с высокой поперечной жесткостью и прямоугольностью формы её рамы 4. При этом между рамой 4 и буксовыми узлами 7 рассматриваемой тележки 1 установлены упругие амортизаторы 8, обеспечивающие возможность поворота осей колесных пар 2, 3 в горизонтальной плоскости относительно рамы 4 тележки 1.The operation of the proposed device for controlling the position of wheelsets 2, 3 of the bogie 1 in the railway track is considered on the example of the bogie model 18-100 (TsNII-KhZ), made with high transverse rigidity and squareness of the shape of its frame 4. In this case, between the frame 4 and axle boxes 7 of the considered bogie 1, elastic shock absorbers 8 are installed, which make it possible to rotate the axes of the wheel sets 2, 3 in a horizontal plane relative to the frame 4 of the bogie 1.

В предлагаемом устройстве для управления угловым положением колесных пар 2, 3 тележки 1 в зависимости от направления её движения следящая система, посредством которой осуществляется рациональная установка колесных пар 2, 3 тележки 1 в железнодорожном пути, включает в себя определитель 9, который состоит из размещенного на раме челюстной тележки электрогенератора постоянного тока, кинематически связанного с одной из колесных пар, и регистратора полярности тока, вырабатываемого электрогенератором. При движении тележки 1 электрогенератор постоянного тока вырабатывает электрический ток, полярность которого зависит от направления движения тележки. Регистратор (на фиг. 2 не показан) определяет полярность тока, вырабатываемого электрогенератором, исходя из этой полярности, определяет положение передней и задней колесной пары в тележке и подает управляющий сигнал на исполнительные устройства для снижения жесткости крепления задней колесной пары в горизонтальной плоскости тележки. Вырабатываемый генератором ток используется для питания следящей системы, устройств, подготавливающих и подающих управляющие команды и исполнительных устройств (фиг. 6).In the proposed device for controlling the angular position of the wheelsets 2, 3 of the bogie 1, depending on the direction of its movement, the tracking system, through which the rational installation of the wheelsets 2, 3 of the bogie 1 in the railway track, includes a determinant 9, which consists of a the frame of the jaw trolley of the DC electric generator kinematically connected to one of the wheel pairs, and the current polarity recorder generated by the electric generator. When the cart 1 moves, the DC generator generates an electric current, the polarity of which depends on the direction of movement of the cart. The registrar (not shown in Fig. 2) determines the polarity of the current generated by the electric generator, based on this polarity, determines the position of the front and rear wheelset in the bogie and sends a control signal to the actuators to reduce the rigidity of the rear wheelset in the horizontal plane of the bogie. The current generated by the generator is used to power the tracking system, devices preparing and submitting control commands and actuators (Fig. 6).

До поступления управляющей команды на снижение жесткости крепления буксовых узлов 7 задней 3 колесной пары каждый силовой механизм 10, установленный на одной из боковых стенок 11 увеличенных по ширине буксовых проемов 6, оказывает давление на прикрепленную к нему вертикальную подвижную пластину 12, перемещает пластину 12 в направлении к буксовому узлу и зажимает буксовый узел 7 между двумя вертикальными упругими амортизаторами 13, один из которых закреплен на вертикальной подвижной пластине 12, а другой – на противоположной боковой стенке 11 буксового проема 6. По сигналу, поступающему на исполнительные устройства (фиг. 6) задней 3 колесной пары, силовой механизм 10 каждого из них перемещает подвижную вертикальную пластину 12 в направлении от буксового узла 7. При этом уменьшается давление на вертикальные упругие амортизаторы 13, размещенные по разные стороны буксового узла 7. В результате нелинейной характеристики упругости вертикальных упругих амортизаторов 13 происходит снижение жесткости крепления буксовых узлов 7 и, как следствие, снижение жесткости крепления задней колесной пары 3 в горизонтальной плоскости рамы 4 тележки 1. Дальнейшее перемещение вертикальной подвижной пластины 12 в направлении от буксового узла 7 приводит к появлению и увеличению зазора между буксовым узлом 7 и вертикальным упругим амортизатором 13, прикрепленным к вертикальной подвижной пластине 12. Это приводит к дополнительному снижению жесткости крепления буксового узла в горизонтальной плоскости относительно рамы 4 тележки 1. При этом жесткость крепления буксовых узлов 7 во многом определяется жесткостью на сдвиг упругого амортизатора 8. Одностороннее расположение силовых механизмов 10 в буксовых проемах 6 приводит к появлению несимметричных зазоров между каждым из буксовых узлов 7 и вертикальными упругими амортизаторами 13. Однако, в связи с тем, что поворот в горизонтальной плоскости геометрической оси колесной пары может происходить за счет продольного смещения как одного, так и другого её буксового узла, одностороннее расположение силовых механизмов 10 не повлияет на процесс управления положением тележки и её колесных пар в железнодорожном пути. За счет снижения жесткости крепления буксовых узлов 7 задней 3 колесной пары она получает дополнительную возможность самоустанавливаться в железнодорожном пути, не мешая при этом передней 2 колесной паре активно управлять угловым положением тележки с возникновением при этом минимальных сил трения скольжения между колесами обеих колесных пар 2, 3 и рельсами.Prior to the receipt of the control command to reduce the rigidity of the axleboxes 7 of the rear 3 wheel pair, each power mechanism 10 installed on one of the side walls 11 of the axlebox openings 6 increased in width exerts pressure on the vertical movable plate 12 attached to it, moves the plate 12 in the direction to the pedestal assembly and clamps the pedestal assembly 7 between two vertical elastic shock absorbers 13, one of which is fixed on the vertical movable plate 12, and the other on the opposite side wall 11 of the pedestal opening 6. According to the signal received by the actuators (Fig. 6), the rear 3 of the wheel pair, the power mechanism 10 of each of them moves the movable vertical plate 12 in the direction from the axle box assembly 7. This reduces the pressure on the vertical elastic shock absorbers 13 located on opposite sides of the axle box assembly 7. As a result of the nonlinear characteristic of the elasticity of the vertical elastic shock absorbers 13, decrease in gestation the rigidity of the axlebox assembly 7 and, as a result, the decrease in the rigidity of the rear wheelset 3 in the horizontal plane of the frame 4 of the bogie 1. Further movement of the vertical movable plate 12 in the direction from the axlebox assembly 7 leads to the appearance and increase in the gap between the axlebox assembly 7 and the vertical elastic shock absorber 13 attached to the vertical movable plate 12. This leads to an additional decrease in the rigidity of the axle box mounting in the horizontal plane relative to the frame 4 of the bogie 1. In this case, the rigidity of the axle box mounting 7 is largely determined by the shear rigidity of the elastic shock absorber 8. Unilateral arrangement of power mechanisms 10 in axlebox openings 6 leads to the appearance of asymmetrical gaps between each of the axlebox nodes 7 and vertical elastic shock absorbers 13. However, due to the fact that the rotation in the horizontal plane of the geometric axis of the wheelset can occur due to the longitudinal displacement of both one and the other th of its axle box, the one-sided location of the power mechanisms 10 will not affect the process of controlling the position of the bogie and its wheelsets in the railway track. By reducing the rigidity of the axleboxes 7 of the rear wheel pair 3, it gets an additional opportunity to self-align in the railway track, without interfering with the front wheel pair 2 to actively control the angular position of the bogie with the occurrence of minimal sliding friction forces between the wheels of both wheelsets 2, 3 and rails.

При движении транспортного средства в железнодорожном пути неизменной кривизны снижение жесткости крепления задней 3 колесной пары может приводить к периодической потере ею устойчивого положения.When a vehicle is moving in a railway track of constant curvature, a decrease in the rigidity of the attachment of the rear 3 wheelset can lead to a periodic loss of its stable position.

Так происходит, например, при ударном воздействии одного из колес задней 3 колесной пары по рельсовому стыку. При этом ось задней колесной пары 3 будет отклоняться от перпендикулярного по отношению к пути направления, а затем вновь восстанавливать это положение в соответствии с рассмотренным выше принципом самоустановки свободной колесной пары. Во избежание возникающих при этом лишних поворотных перестроений задней 3 колесной пары жесткость её крепления можно дополнительно регулировать с учетом изменения кривизны преодолеваемых участков пути.This happens, for example, when one of the wheels of the rear wheelset 3 hits the rail joint. In this case, the axis of the rear wheelset 3 will deviate from the direction perpendicular to the path, and then again restore this position in accordance with the above principle of self-alignment of the free wheelset. In order to avoid unnecessary turning rearrangements of the rear 3rd wheelset, the rigidity of its fastening can be additionally adjusted taking into account changes in the curvature of the sections of the road to be overcome.

Для изменения жесткости крепления задней колесной пары с учетом изменения кривизны пути следящую систему дополнительно оснащают измерительным устройством для отслеживания изменения расстояний δ1 и δ2 между рамой 4 и буксовыми узлами 7 колесной пары, которая определена в качестве передней, и электронным узлом для определения скорости ω изменения угла поворота передней колесной пары относительно рамы тележки. Отслеживать изменение расстояний δ1 и δ2 во время движения железнодорожного транспортного средства можно различными используемыми в настоящее время устройствами и приборами, например, посредством лазерной установки, применяемой в современных рулетках, или при помощи тензорезисторов, фиксирующих деформации в криволинейных упругих скобах с плоским поперечным сечением (на фиг. не показаны), которые закрепляют в продольном направлении между буксовыми узлами 7 и боковыми балками 5 рамы 4 тележки 1. Электронный узел (на фиг. не показан) анализирует полученную информацию. Если в течение заданного промежутка времени Δt поступает сигнал об одновременном устойчивом уменьшении расстояния δ1 и увеличении расстояния δ2 (фиг. 2 – 5), то это означает, что в результате изменения кривизны проходимого участка пути и тенденции передней 2 колесной пары к самоустановке в железнодорожном пути происходит её поворот относительно рамы 4 тележки 1.To change the mounting rigidity of the rear wheelset, taking into account the change in the curvature of the path, the tracking system is additionally equipped with a measuring device to track changes in the distances δ1 and δ2 between the frame 4 and the axleboxes 7 of the wheelset, which is defined as the front, and an electronic unit for determining the speed ω of the angle change rotation of the front wheelset relative to the bogie frame. It is possible to monitor the change in distances δ1 and δ2 during the movement of a railway vehicle using various currently used devices and instruments, for example, by means of a laser device used in modern tape measures, or with the help of strain gauges that fix deformations in curvilinear elastic brackets with a flat cross section (on Fig. not shown), which are fixed in the longitudinal direction between the axle boxes 7 and the side beams 5 of the frame 4 of the truck 1. The electronic node (not shown in Fig.) analyzes the information received. If during a given period of time Δt a signal is received about a simultaneous steady decrease in the distance δ1 and an increase in the distance δ2 (Fig. 2 - 5), this means that as a result of a change in the curvature of the passable section of the track and the tendency of the front 2 wheelset to self-install in the railway track it rotates relative to the frame 4 of the cart 1.

Если ω = Δ(δ1−δ2) Δt,If ω = Δ(δ1−δ2) Δt,

где ω - скорость изменения угла поворота передней колесной пары относительно рамы тележки;where ω is the rate of change of the angle of rotation of the front wheelset relative to the bogie frame;

δ1 и δ2 – расстояния между рамой и буксовыми узлами колесной пары;δ1 and δ2 are the distances between the frame and axle boxes of the wheelset;

Δt – заданный промежуток времени,Δt is a given period of time,

характеризующая скорость изменения угла поворота передней колесной пары 2 относительно рамы 4 тележки 1 за промежуток времени Δt, превысит заданное значение, то электронный узел (на фиг. не показан) формирует и подаёт управляющую команду на исполнительные устройства (фиг. 6) снижения жесткости крепления колесной пары, которая ранее была определена в качестве задней 3. При постепенном изменении кривизны пути скорость ω изменения угла поворота передней колесной пары относительно рамы тележки мала, и электронный узел (на фиг. не показан) не будет подавать управляющей команды на исполнительные устройства (фиг. 6) снижения жесткости крепления задней 3 колесной пары. В этом случае колесные пары 2, 3 тележки 1 успеют занять оптимальное положение без сильного увеличения трения между рельсами и колесами в пределах уже существующей жесткости крепления задней 3 колесной пары.characterizing the rate of change of the angle of rotation of the front wheelset 2 relative to the frame 4 of the bogie 1 over a period of time Δt, exceeds the specified value, then the electronic unit (not shown in Fig.) generates and sends a control command to the actuators (Fig. 6) to reduce the rigidity of the wheel mount pair, which was previously defined as the rear 3. With a gradual change in the curvature of the path, the speed ω of the change in the angle of rotation of the front wheel pair relative to the bogie frame is small, and the electronic unit (not shown in Fig.) will not send a control command to the actuators (Fig. 6) reducing the rigidity of fastening the rear 3 wheelset. In this case, the wheel pairs 2, 3 of the bogie 1 will have time to take the optimal position without a strong increase in friction between the rails and wheels within the already existing rigidity of the rear 3 wheel pair.

Если следящая система оснащена измерительным устройством и электронным узлом для определения скорости ω поворота передней колесной пары относительно рамы 4, то в зависимости от настройки следящей системы жесткость крепления задней 3 колесной пары можно менять в один этап или ступенчато в два этапа. Одноэтапное изменение жесткости крепления задней 3 колесной пары осуществляется при одновременном выполнении двух условий: что данная колесная пара является задней и скорость ω поворота передней колесной пары превысила заданное значение. Двухэтапное изменение жесткости крепления задней 3 колесной пары заключается в том, что на первом этапе, как только установлено, что данная колесная пара является задней, осуществляется снижение жесткости её крепления на величину Δ1. На втором этапе, если установлено, что скорость ω поворота передней колесной пары превысила заданное значение, осуществляется дополнительное снижение жесткости задней 3 колесной пары на величину Δ2.If the tracking system is equipped with a measuring device and an electronic unit for determining the speed ω of rotation of the front wheelset relative to frame 4, then, depending on the setting of the tracking system, the rigidity of the rear wheelset 3 can be changed in one stage or stepwise in two stages. A one-stage change in the rigidity of the fastening of the rear wheel pair 3 is carried out under the simultaneous fulfillment of two conditions: that this wheel pair is rear and the speed ω of rotation of the front wheel pair has exceeded the specified value. A two-stage change in the rigidity of the fastening of the rear wheel pair 3 consists in the fact that at the first stage, as soon as it is established that this wheel pair is the rear one, the rigidity of its fastening is reduced by Δ1. At the second stage, if it is found that the speed ω of the rotation of the front wheelset has exceeded the predetermined value, an additional reduction in the rigidity of the rear wheelset 3 by Δ2 is carried out.

Жесткость упругого амортизатора 8 (фиг. 5) на сдвиг и жесткость вертикальных упругих амортизаторов 13 на сдавливание, а также сила сжатия, создаваемая силовым механизмом 10, и все составляющие условия снижения жесткости крепления задней 3 колесной пары и величин такого снижения должны быть выбраны экспериментально с учетом обеспечения наиболее рационального управления угловым положением колесных пар 2 и 3 в железнодорожном пути.The rigidity of the elastic shock absorber 8 (Fig. 5) for shear and the rigidity of the vertical elastic shock absorbers 13 for compression, as well as the compression force created by the power mechanism 10, and all the components of the condition for reducing the rigidity of the fastening of the rear 3 wheelset and the magnitude of such a decrease must be selected experimentally with taking into account the provision of the most rational control of the angular position of wheelsets 2 and 3 in the railway track.

Таким образом, предложено устройство, позволяющее за счет учета направления движения железнодорожного транспортного средства занять колесным парам 2, 3 оптимальное положение в железнодорожной колее и осуществлять движение колесных пар 2, 3 по оптимальной траектории, снизив при этом силы трения между рельсами и колесами железнодорожного транспортного средства, что позволит увеличить износостойкость колес и рельсов, сократить затраты на их восстановление, снизить энергопотребление железнодорожного транспорта. Представленное устройство предполагает регулирование снижения жесткости крепления задней колесной пары с использованием управляемых механических устройств, однако не предполагает непосредственного управления углами поворота колесных пар 2, 3 в железнодорожном пути, поэтому оно не может быть отнесено к устройствам активного управления угловым положением осей колесных пар. Выход из строя предлагаемого устройства всего лишь вернет управление тележкой к известным техническим решениям и не приведет к катастрофическим последствиям на железной дороге.Thus, a device has been proposed that, by taking into account the direction of movement of a railway vehicle, takes the wheelsets 2, 3 in the optimal position in the railway track and moves the wheelsets 2, 3 along the optimal trajectory, while reducing the friction forces between the rails and wheels of the railway vehicle , which will increase the wear resistance of wheels and rails, reduce the cost of their restoration, and reduce the energy consumption of railway transport. The presented device involves the regulation of the reduction in the rigidity of the rear wheelset fastening using controlled mechanical devices, however, it does not involve direct control of the rotation angles of the wheelsets 2, 3 in the railway track, therefore it cannot be attributed to active control devices for the angular position of the wheelsets axles. The failure of the proposed device will only return the control of the bogie to the known technical solutions and will not lead to catastrophic consequences on the railway.

Список используемых источников:List of sources used:

1. Патент RU 2 515 946 «Способ снижения износа системы колесо – рельс».1. Patent RU 2 515 946 "Method of reducing wear of the wheel-rail system".

2. Патент RU 2 710 051 «Ходовая часть подвижного состава с рулевой колесной парой».2. Patent RU 2 710 051 "Running gear of the rolling stock with a steering wheelset".

3. Патент RU 2 603 176 «Рельсовое транспортное средство с изменяемой геометрией осей».3. Patent RU 2 603 176 "Rail vehicle with variable axle geometry".

4. Патент RU 2 283 254 «Способ и устройство для активного управления радиальной установкой колесных пар или колесных скатов транспортных средств».4. Patent RU 2 283 254 "Method and device for active control of the radial installation of wheel sets or wheel slopes of vehicles."

5. Патент RU 2 342 271 «Соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона».5. Patent RU 2 342 271 "Connection of the axle box with the side frame of the freight car bogie".

6. Патент RU 2 449 910 «Способ снижения износа системы колесо – рельс и конструкция для его осуществления».6. Patent RU 2 449 910 "Method of reducing wear of the wheel-rail system and design for its implementation".

Claims

1. A device for controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw trolley in the railway track, depending on the direction of movement, including elastic shock absorbers installed between the frame of the jaw trolley and the axle boxes of the wheel pairs, to enable the wheel pairs to rotate in a horizontal plane relative to the bogie frame with high rigidity in the direction of its transverse shift, characterized in that it is equipped with a tracking system, including a determinant of the front and rear in the direction of the wheel pairs, and actuators to reduce the rigidity of fastening in the horizontal plane of the jaw bogie of the wheel pair, which is defined as the rear and rear in the direction of travel of the wheel pairs consists of a direct current electric generator located on the frame of the jaw trolley, kinematically connected to one of the wheel pairs and a current polarity recorder generated by the electric generator, and the actuators to reduce the rigidity of fastening in the horizontal plane of the rear wheelset, they are installed in the axlebox openings of the frame of the jaw trolley increased in width, each actuator consists of a power mechanism attached to one of the side walls of the axlebox opening and made with the possibility of moving towards the axlebox assembly and from a vertical movable plate fixed on the power mechanism, on which a vertical elastic shock absorber is installed on the side of the axle box, opposite to which the same vertical elastic shock absorber is installed on the other side wall of the axle box opening.

2. A device for controlling the angular position of the wheel pairs of the jaw trolley according to claim 1, characterized in that the tracking system is additionally equipped with measuring devices for tracking changes in the distances δ ₁ and δ ₂ between the trolley frame and the axle boxes of the wheel pair, which is defined as the front, and an electronic unit for calculating, by changing the distances δ ₁ and δ ₂ , the speed ω of changing the angle of rotation of the front wheelset relative to the bogie frame and supplying a control command to the actuators for regulating the rigidity of the rear wheelset mounting in the horizontal plane of the bogie.