318 / 457
Механики XXI веку. № 15 2016 г.
318
ется в отсутствии в буксовой ступени подвешивания листовой рессоры, функции которой теперь вы-
полняет гаситель вязкого трения телескопического типа, установленный параллельно основным вин-
товым пружинам с линейной силовой характеристикой. Следовательно, рессорное подвешивание уже
вновь созданных локомотивов представляет собой типовую систему пассивной виброзащиты, кото-
рая не в полной мере обеспечивает выполнение возложенных на нее функций.
В связи с этим, в системах рессорного подвешивания транспортной техники все более широ-
кое применение находят активные средства виброзащиты с исполнительными механизмами различ-
ного типа [1]. Использование дополнительного источника энергии позволяет получить наиболее оп-
тимальные рабочие характеристики подвешивания, что позволяет расширить возможности активных
систем виброзащиты, по сравнению с их пассивными прототипами. При этом достаточно широкое
распространение нашли исполнительные механизмы с электрическим, электропневматическим или
электродинамическим принципом управления, а также элементы с электрофлюидными и магнито-
реологическими преобразователями энергии [1–6]. Наиболее привлекательными, среди них являются
управляемые демпферы ротационного типа, которые обладают следующими достоинствами [1]:
– отсутствие в конструкции гасителя клапанов, работа которых не всегда является надежной;
– температурный режим внешней среды не оказывает сильного влияния на работу системы,
что особенно важно в регионах с суровым климатом;
– рабочее давление в роторном гасителе на порядок ниже давления в поршневых аналогах;
– в конструкции отсутствуют поверхности, подверженные трению, в отличие от фрикционных
аналогов;
– в случае заполнения рабочей камеры демпфера магнитореологической или электрореологи-
ческой жидкостью, существует возможность изменения диссипативной силы.
Для оценки влияния значений параметров рессорного подвешивания на динамику новых
электровозов, например, 2ЭС10 «Гранит», после разделения движений динамической системы с по-
мощью теоремы академика А.Н. Тихонова на «быстрые» и «медленные» составляющие [7], сформи-
руем математическую модели этого электровоза на основе уравнения Лагранжа второго рода:
Ф П
i
i
i
i
i
d дТ дТ д д
Q
dt дq дq дq дq
(1)
где
T
– кинетическая энергия системы «экипаж-путь»; П – потенциальная энергия; Ф – диссипативная
функция колебательных процессов;
i
q
и
i
q
– обобщенные координаты и их производные;
i
Q
–
обобщенные внешние силы.
Рис. 1. Расчетная схема электровоза 2ЭС10 «Гранит»
Для проведения расчета обозначим необходимые параметры и обобщенные координаты, ко-
торые представлены на рис. 1:
z
к
– вертикальное перемещение кузова;
z
т
– вертикальное перемещение