305 / 457
Конструкции, технические и эксплуатационные свойства транспортных средств
305
усталостного происхождения, угрожающими безопасности движения (дефекты №№ 17, 21 и 44) и
изымаемыми из эксплуатации, составляет свыше 40 тыс. штук.
Известно, что для повышения эффективности виброзащиты транспортных средств необходи-
мо снижать активность виброисточника возмущений и совершенствовать средства виброизоляции
подвижного состава. Первое из этих направлений осуществляется путем устранения геометрических
и жесткостных неровностей пути, устранением наваров, ползунов и выщербин на поверхностях ката-
ния колес и устранением их эксцентриситета. Второе – созданием эффективных систем виброизоля-
ции.
Одним из путей реализации второго направления является повышение статического прогиба
рессорного подвешивания. Следовательно, для снижения динамического воздействия на путь и обеспе-
чения необходимой плавности хода вагона в вертикальной плоскости симметрии экипажа ее рессорное под-
вешивание должно быть как можно более мягким. Вместе с этим, разность высот двух сцепленных между
собой вагонов не должна превышать регламентированного значения, что налагает ограничение на величину
статического прогиба системы обрессоривания вагона. Уместно заметить, что создание так называемых
инновационных видов подвижного состава (локомотивов и грузовых вагонов) идет, в основном, по
пути копирования зарубежной техники и комплектации импортным оборудованием, что не в полной
мере обеспечивает эффективность эксплуатации нового подвижного состава и рентабельность капи-
тальных вложений в его модернизацию. Предельные возможности типовых систем виброзащиты объ-
ектов, элементами которой, как правило, являются винтовая цилиндрическая рессора и гаситель ко-
лебаний (гидравлический или фрикционный), давно известны. Эксплуатация новых вагонов, выпус-
каемых Тихвинским вагоностроительным заводом, основу ходовой части которых составляет тележка
«Barber S-2-R», позволяет улучшить их плавность хода в порожнем состоянии (статический прогиб
рессорного комплекта увеличен практически в три раза по сравнению с тележкой 18-100), но в гру-
женом состоянии собственная частота колебаний подпрыгивания кузовов вагонов на этих тележках и
на тележках модели 18-100 практически одинаковы недостаточно для необходимого повышения хо-
довой скорости грузового поезда и обеспечения допустимого минимального динамического воздей-
ствия на верхнее строение пути, особенно на мостовых пролетах.
На протяжении многих десятков лет основным способом улучшения динамических свойств
грузовых вагонов является создание рессорного подвешивания с увеличенным, по сравнению с кон-
струкциями конца прошлого века, статическим прогибом. В соответствии с данной концепцией за 40
лет было предпринято более 15 модернизаций двухосной традиционной тележки, заключающихся, в
основном, в совершенствовании рессорного комплекта и узлов гашения вертикальных и горизон-
тальных колебаний.
Снижение воздействия грузового вагона на путь осуществляется путем создания буксовой
ступени обрессоривания экипажа (зарубежные тележки Y25, TF25, TVP 2009R, а также тележка 18-
9750, созданная НВЦ «Вагоны» с полиуретановыми упругими элементами шевронного типа).
Острая необходимость повышения эффективности работы железнодорожного транспорта в
жестких условиях рыночной экономики ставит задачу эффективного управления колебаниями желез-
нодорожных экипажей в реальных условиях эксплуатации путем разработки систем виброзащиты
экипажей на основе теории регуляторов, поглощающих возмущения [1, 2, 3]. В связи с этим следует
отметить, что создание системы обрессоривания экипажа, основанной на принципе компенсации
внешних возмущений, открывает новые возможности для повышения динамических качеств подвиж-
ного состава и, следовательно, эффективности работы транспорта в целом. Существует целый класс
систем виброзащиты объектов, основанных на принципе компенсации внешних возмущений, со-
стоящих из двух каналов передачи возмущений и не требующих дополнительных внешних источни-
ков [4]. Отличительной особенностью таких систем виброзащиты является тот факт, что второй, –
компенсирующий канал квазиинвариантной системы рессорного подвешивания тележки реализуется
в виде дополнительного упругого элемента, обладающего максимальным запасом потенциальной
энергии в положении статического равновесия для поглощения динамической реакции основного уп-
ругого элемента и формирует суммарную нелинейную силовую характеристику с малой динамиче-
ской жесткостью в диапазоне рабочих прогибов и прогрессивной – на границах рабочего хода, что
также способствует снижению боковой валкости кузова.
В ОмГУПСе на основе многолетних исследований разработаны системы виброзащиты под-
вижного состава, которые основаны на принципе компенсации внешних возмущений [5, 6]. С помо-
щью компенсирующих устройств возможно создание как новых систем рессорного подвешивания