Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние исследований взаимодействия подвижного состава и пути .
1.1 Анализ исследований взаимодействия экипажа и пути. 8
1.2 Анализ исследований влияния геометрии профилей колес и рельсов на боковое воздействие на путь подвижного состава. 13
1.3 Оценка влияния конструктивных особенностей и отступлений по содержанию ходовых частей на боковое воздействие на путь подвижного состава . 15
1.4 Анализ исследований влияния трибологического состояния колес и рельсов на боковое воздействие на путь подвижного состава. 18
1.5 Исследования по методам контроля трибологического состояния контактных поверхностей рельсов. 29
1.6 Выводы по главе 1. 35
Глава 2. Теоретические исследования влияния трибологического состояния рельсов на боковое воздействие подвижного состава на путь . 37
2.1 Исследование движения подвижного состава в кривых с учетом различных вариантов трибологического состояния рельсов при идеальном состоянии рельсового полотна. 37
2.2 Исследование движения подвижного состава в кривых с учетом различных вариантов трибологического состояния рельсов и с учетом неровностей пути методом компьютерного моделирования. Модель рельсового экипажа шестиосного локомотива . 53
2.3 Влияние трибологического состояния рельсов на боковое воздействие шестиосного локомотива на путь. 83
2.4 Влияние трибологического состояния рельсов на боковое воздействие четырехосного вагона на путь. 98
2.5 Выводы по главе 2. 110
Глава 3. Экспериментальные исследования влияния трибологического состояния рельсов на боковое воздействие подвижного состава на путь . 112
3.1 Методика экспериментальных исследований. 112
3.2 Исследование воздействия подвижного состава на путь при различных трибологических состояниях поверхностей рельсов . 115
3.3 Выводы по главе 3. 125
Глава 4. Разработка технических решений по комбинированной лубрикации рельсов . 126
4.1 Концепция и технические решения рельсосмазывателей на базе локомотива и вагона для работы в составе поезда . 126
4.2 Смазочные покрытия для комбинированной лубрикации и результаты их испытаний. 135
4.3 Выводы по главе 4. 140
Глава 5. Экономическая эффективность комбинированной лубрикации. 141
Заключение 152
Литература 155
Приложение 166
- Оценка влияния конструктивных особенностей и отступлений по содержанию ходовых частей на боковое воздействие на путь подвижного состава
- Исследование движения подвижного состава в кривых с учетом различных вариантов трибологического состояния рельсов и с учетом неровностей пути методом компьютерного моделирования. Модель рельсового экипажа шестиосного локомотива
- Исследование воздействия подвижного состава на путь при различных трибологических состояниях поверхностей рельсов
- Концепция и технические решения рельсосмазывателей на базе локомотива и вагона для работы в составе поезда
Введение к работе
В настоящее время исследования в области снижения бокового воздействия на путь подвижного состава остаются наиболее востребованными железнодорожным транспортом. Актуальность проблемы определяется большими эксплуатационными расходами, связанными с износом рельсов и колес подвижного состава, а также с высокими энергетическими затратами на преодоление фрикционного сопротивления в кривых, которые напрямую зависят от бокового воздействия подвижного состава на путь.
Вопросы ресурсосбережения в связи с ростом цен на энергоносители, рельсы и колесные пары, трудозатраты на замену рельсов и переточку колес, а также в немалой степени безопасность движения приобретают особую остроту (на нужды железнодорожного транспорта в России ежегодно расходуется 10...12% топливно-энергетических ресурсов; более 1/3 расходуемой железнодорожным транспортом энергии тратится на преодоление трения, более 10% металла теряется из-за изнашивания [88]). Для решения, возникших в связи с этим вопросов, необходимы исследования в области снижения бокового воздействия на путь подвижного состава.
Одним из эффективных направлений в рамках комплексной программы по ресурсосбережению является разработка технологии комбинированной лубрикации рельсов. Рассматриваемая работа является развитием системного подхода к научным исследованиям в рамках «Стратегической программы обеспечения устойчивого взаимодействия в системе «колесо-рельс» ОАО «Российские железные дороги».
Целью работы является разработка рекомендаций и научно обоснованных технических решений по снижению бокового воздействия подвижного состава на путь посредством комбинированной лубрикации рельсов.
Для достижения поставленной цели автор ставит и решает следующие задачи:
- разработка математической модели «локомотив-путь» для исследования бокового воздействия на путь при различном трибологическом состоянии рельсов;
- теоретические и экспериментальные исследования влияния лубрика-ции рельсов на снижение бокового воздействия подвижного состава на путь;
- разработка методики ускоренного эксперимента по определению износостойкости смазочных покрытий;
- разработка и внедрение технологии комбинированной лубрикации рельсов.
Общая методика исследований:
Теоретические исследования динамики подвижного состава с различным трибологическим состоянием контактных поверхностей головок рельсов проводились методами компьютерного моделирования с помощью специализированного программного комплекса «Универсальный механизм».
Достоверность результатов теоретических исследований подтверждена результатами ходовых динамических и по воздействию на путь подвижного состава испытаний при различном трибологическом состоянии контактных поверхностей головок рельсов.
Научная новизна
- разработана математическая модель нелинейных пространственных колебаний системы «локомотив-путь» с учетом различного трибологическо- го состояния рельсов;
-г- сформулированы и научно обоснованы принципы снижения бокового воздействия на путь подвижного состава за счет различного трибологическо-го состояния контактных поверхностей головок рельсов;
- разработана методика испытаний по оценке ресурса рельсовых покрытий и, на уровне изобретения, универсальное техническое средство контроля трибологических свойств поверхностей рельсов произвольного профиля;
- разработана, на уровне изобретения конструкция рельсосмазывателя на базе локомотива и вагона для работы в составе поезда с применением технологии комбинированной лубрикации;
- получены зависимости снижения боковых сил в кривых от триболо-гического состояния контактных поверхностей головок рельсов;
- установлен диапазон рациональных значений коэффициентов трения поверхностей обеих рельсовых нитей в кривых участках пути по критериям снижения бокового воздействия на путь подвижного состава.
Практическая ценность и внедрение.
В результате проведенных исследований разработаны и внедрены:
- применяемая в КБ и НИИ математическая модель для теоретического исследования бокового воздействия на путь экипажа шестиосного локомотива;
- технология комбинированной лубрикации рельсов;
- технические средства для реализации технологии комбинированной лубрикации рельсов - рельсосмазыватели на базе локомотива и вагона для работы в составе поезда;
- технические средства контроля трибологических свойств рельсов;
- смазочные покрытия для комбинированной лубрикации рельсов.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались на: - Всероссийской научно-практической конференции «Совершенствование подвижного состава и его обслуживание» (ПГУПС, С.-Петербург, 1999г.);
- 3-й научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте» (МИИТ, г. Москва, 2000г.) ;
- XI международной конференции «Проблемы механики железнодорожного транспорта» (Украина, г. Днепропетровск, 2004г.);
- XV международной научно - технической конференции «Проблемы Развития рельсового транспорта» (Украина, г.Алушта, 2005г.);
- Научно - Техническом Совете ВНИКТИ, 2005г.
Диссертационная работа доложена на расширенном научном семинаре кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» (МИИТ г. Москва, 2005г.).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ [43, 47, 56, 74, 75, 79, 9S, 99].
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из вводной части с изложением общей характеристики работы, пяти глав основного текста, общих выводов и рекомендаций, списка литературы (116 наименований). Объем работы составляет 174 страницы, включая 42 рисунка, 27 таблиц, 11 страниц списка литературы и 9 страниц приложения.
Оценка влияния конструктивных особенностей и отступлений по содержанию ходовых частей на боковое воздействие на путь подвижного состава
Наиболее негативное влияние на интенсивность износа колес и рельсов [57] оказывает перекосное положение колесных пар в раме тележки. На локомотивах с поводковыми буксами этот фактор в основном определяется состоянием буксовых поводков и их подбором в пары как по размерам, так и по упругим характеристикам.
Работы [11, 19] посвящены изучению влияния факторов конструктивных отклонений в ходовой части тележек, на износ и подрез гребней бандажей.
Отмечается, что: произвольная установка буксовых узлов с поводками без четкого учета жесткости их резиновых элементов сказывается не только на ухудшении динамических качеств локомотива, но и на более интенсивном износе некоторых узлов локомотива: - при различной поперечной жесткости поводков одного буксового узла более чем на 10%, корпус буксы под действием поперечных сил перекашивается, а наружные кольца буксовых подшипников передают увеличенную нагрузку на кромку роликов, что снижает срок их службы; - при разности поперечной жесткости левого и правого буксовых узлов одной колесной пары более чем на 10% подшипники буксового узла с большей жесткостью под действием поперечной силы несут большие нагрузки, что снижает срок их службы; - при различной продольной жесткости поводков правого и левого буксовых узлов колесной пары под действием тяговых и тормозных сил она перекатывается относительно продольной оси тележки, что ухудшает динамику локомотива и вызывает повышенный износ гребней бандажей колесных пар. Например, при продольном перекосе колесной пары на 2 мм износ бандажей колесных пар возрастает почти на 15%. Подобрать буксовые поводки с одинаковой (номинальной) жесткостью практически невозможно из-за: - разброса механических характеристик резины (достигающего 20% даже в пределах одной закладки резиновой смеси); - отклонений геометрических размеров при изготовлении резиновых и металлических деталей буксовых поводков, лежащих в поле допуска; - накопления в резиновых элементах остаточных деформаций, в результате которых изменяются геометрические размеры и заданные характеристики жесткости, появляются зазоры и повышенный износ элементов буксовых поводков. Выше перечисленные факторы подтверждают необходимость инструментального контроля жесткости буксовых поводков и последующего подбора их по группам жесткости при комплектовании буксовых узлов локомотива. Д.т.н. М.А. Левинзоном [61] предложена методика расчета интенсивности бокового износа рельсов предложена коэффициент, учитывающий качество рельсовой стали: для сырых рельсов р = 1, для термоупрочненных 0,5- 0,66; [і- коэффициент трения; г- угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту; сі- высота гребня колеса, мм; Результаты расчетов по этой формуле хорошо сопоставляются с результатами эксплуатационных наблюдений за интенсивностью бокового износа рельсов. Из формулы следует, что запас по толщине гребня напрямую зависит от коэффициента трения на боковой грани головки рельса.
Одним из наиболее значимых факторов, вызывающих преждевременный износ бандажей локомотивов является отступление от равенства диаметров колес колесной пары, которое вызывается неравномерностью износа бандажей по кругу катания. Поступательное движение колесных пар разных диаметров, связанных между собой жесткой механической связью, сопровождается проскальзыванием одного из колес, в зависимости от диаметра колес и способа привода колес в движение. Эту особенность впервые описал инженер Ромейко-Гурко [33], который разработал экспериментальную модель одноосной тележки, а профессор Жуковский Н.Е. теоретически доказал, что «если два спаренные на одной оси наглухо колеса имеют различные диаметры, то при движении экипажа внешней силой колесо большего диаметра катится без скольжения, а колесо меньшего диаметра скользит по пути; если же движение происходит от внутренних сил, вращающих ось спаренных колес, то, наоборот, колесо меньшего диаметра скользит по пути».
Боковой износ гребней наблюдается и при движении локомотива в прямом участке пути из-за его виляния и всползания колеса на рельс в кривых участках пути. В работе [94] авторы обращают внимание, что один из факторов износа гребня является проскальзывание его относительно рельса в результате всползания колеса на рельс и обратного его соскальзывания. Под всползанием понимается вертикальное перемещение колеса относительно рельса, возникающее в результате набегания гребня на головку рельса, а под соскальзыванием - аналогичное перемещение под воздействием сил от массы экипажа. Под воздействием эффекта всползания одно из колес колесной пары переходит в режим одноточечного контакта с рельсом, с точкой контакта, приходящейся на гребень. В результате непрерывных всползаний и соскальзываний происходит усиление истирания как гребня так и рельса. В данном случае лубрикация боковой поверхности наружного рельса существенно стабилизировала бы процесс перекатывания колеса по рельсу.
Д.т.н. B.C. Коссов в работе [46] проводил количественную оценку и ранжирование ряда факторов, определяемых техническим состоянием ходовых частей тепловоза и пути на показатели бокового износа гребней колес и показатели динамических качеств тепловоза при движении на кривых и прямых участках пути. В результате проведенного компьютерного моделирования получены данные о том, что увеличение разности диаметров колес в колесной паре до 5 мм приводит к увеличению времени взаимодействия гребня колеса с меньшим диаметром и рельса до 35% общего времени движения, а увеличение угла перекоса колесной пары в раме тележки до 0,2 приводит к увеличению времени взаимодействия гребня колеса и рельса до 78% общего времени движения.
При симметричной установке колесной пары в раме тележки время взаимодействия гребней колес с рельсами не превышает 20%).
Из анализа следует, что на интенсивность бокового износа значительно влияют различные отклонения от нормального положения колесных пар в раме тележки. По данным [66] сопротивление движению вагона с перекосом осей колесных пар при скорости от 30 до 80 км/ч увеличивается на 15-35%, как следствие ухудшается взаимодействие гребней с головками рельсов и, соответственно, возрастает их боковой износ. Поэтому перекос колесных пар в тележках является наиболее важным фактором влияющим на износ рельсов и гребней колес. Наиболее действенным способом снижения отрицательного эффекта от перекоса колесных пар является лубрикация боковой грани головки наружного рельса в кривой. Лубрикация остается наиболее действенным способом борьбы как с износом рельсов, подреза гребней, снижения фрикционного сопротивления движению в кривых, так и в области безопасности на железнодорожном транспорте.
Исследование движения подвижного состава в кривых с учетом различных вариантов трибологического состояния рельсов и с учетом неровностей пути методом компьютерного моделирования. Модель рельсового экипажа шестиосного локомотива
Рассмотрим вопросы взаимодействия локомотива и пути в кривом участке рельсовой колеи с учетом влияния различного трибологического состояния рельсов, профилей колес. Моделирование производилось с помощью компьютерного комплекса UM Loco, программного продукта, разработанного специалистами БГТУ при участии специалистов ВНИКТИ. Моделировалось движение шестиосной секции тепловоза 2ТЭ116 на площадке в кривой радиусом 300 м с возвышением наружного рельса 90 мм и неровностями пути в плане и профиле, показанными на рис. 2.11. горизонтальные; 2 - вертикальные Задавались альбомные профили бандажей: - конический профиль с гребнем толщиной 33 и 29 мм [37]; - профиль ДМеТИ ЛБ с гребнем толщиной 33 мм и ДМеТИ ЛР с гребнем 30 мм [63]; - рельсы Р65 по ГОСТ 8161-75, ширина колеи в кривой R = 300 м -1530 мм, в прямой - 1520 мм. Разработанная математическая модель и программный комплекс UM Loco позволяют выполнить компьютерные исследования по оценке влияния трибологического состояния системы «колесо — рельс» на динамику взаимодействия тепловоза и пути, а также на износ гребней колес. Для изучения приняты граничные данные коэффициентов трения и рассмотрены три варианта трибологического состояния системы «колесо - рельс». Вариант 1 - коэффициент трения скольжения в возможных точках контакта колесной пары с рельсами (рассматривается двухточечный контакт колеса с рельсом) одинаков и равен 0,3 (исходный вариант). Вариант 2 - коэффициент трения скольжения в контакте между гребнем набегающего колеса с боковой поверхностью и выкружкой наружного рельса равен 0,1 (смазывание гребня или рельса), в остальных точках контакта - 0,3. Вариант 3 - коэффициент трения скольжения гребня набегающего колеса по боковой поверхности и выкружке наружного рельса и поверхности катания сбегающего колеса по внутреннему рельсу равен 0,1 , в остальных точках контакта- 0,3. При компьютерном моделировании движения экипажа программно отслеживается положение точек контакта набегающих колес и, если эти точки попадают в зону выкружки смазанного рельса, то с помощью специальной переходной функции коэффициент трения пересчитывался с 0,3 до 0,1. Рассмотрено два режима движения: возмущенное движение с вертикальными и горизонтальными неровностями в режимах выбега и тяги. Переменное трибологическое состояние рельсов и колеса локомотива с коническим профилем Рассмотрим основные результаты расчетов при движении тепловоза в кривой R = 300 м. На рис. 2.12, 2.13 приведены в зависимости от скорости изменения показателей, по которым оценивалось влияние лубрикации на рамные, боковые и направляющие силы, углы набегания, факторы износа. Рамные силы во всех трех вариантах трибологического состояния практически не меняются (рис. 2.12), так как природа рамных сил связана с силами инерции обрессоренных масс. Наблюдается лишь их незначительный рост в варианте 2 - на 5-7 %. Боковые давления и направляющие силы также несколько возрастают в варианте 2 против исходного варианта (на 5 %), а при смазывании еще и поверхности катания внутреннего рельса (вариант 3) они снижаются в 1,5-2 раза, так как уменьшается поперечная составляющая сил трения внутреннего колеса. Угол набегания при всех вариантах практически одинаков и изменяется с рос-том скорости в пределах от 12,5 до 1 МО" рад (рис. 2.13). На этом же рисунке показано изменение факторов износа Фс и ФА набегающего колеса. Оба этих показателя резко снижаются при смазывании рельсов - в 3-5 раз и более, а при скорости 30 км/ч удельная работа трения ФА снижается в 12,2 раза. Факторы износа Фс и ФА представляют собой: Фс - фактор износа по скорости скольжения, кНм/с; - направляющая сила, кН; - коэффициент трения скольжения в паре трения «рельс - гребень колеса»; - скорость скольжения в кривых, м/с; - удельная работа сил трения, Дж/м; где N2 - нормальная сила в точке контакта гребня колеса и рельса, кН; v0 - скорость движения экипажа, м/с; dt- величина шага интегрирования, с; tM— время моделирования, с. Произведение N2 f - есть продольная сила трения между гребнем колеса и рельсом; выражением (vs N2 f)dt определяется работа сил трения на одном шаге интегрирования; v0tM - путь, пройденный локомотивом за время моделирования.
Исследование воздействия подвижного состава на путь при различных трибологических состояниях поверхностей рельсов
Исследование проводится с использованием компьютерной модели грузового полувагона с двухосными тележками модели 18-100. Компьютерная модель создана с использованием программного комплекса "Универсальный механизм (UM)" и представляется набором абсолютно твердых тел, связанных посредством шарниров и силовых элементов.
Основным отличием модели вагона от существующих аналогов является, во-первых, включение фрикционных клиновых гасителей в качестве отдельных тел, имеющих по шесть степеней свободы каждое, находящихся в контактном взаимодействии с боковыми рамами и надрессорными балками; во-вторых, более строгое описание контактных взаимодействий в пятниковом и буксовом узлах. С одной стороны, это позволило более точно смоделировать динамические свойства гасителей, пятникового и буксового узла, с другой - значительно замедлило процесс моделирования в силу высокой жесткости уравнений движения.
Движение рассматривается в кривой без неровностей путевой структуры. Для вычисления сил в контакте колеса и рельса использовался алгоритм FAST-SIM, разработанный Калкером. Величины на всех графиках представлены в зависимости от пройденного пути и представлены в системе СИ.
Движение рассматривается в кривой радиусом 300 м. Возвышение наружного рельса 90мм, длины переходных кривых по 35 м, длина кривой постоянного радиуса - 100м. Схема кривой представлена на рис. 2.17. Принятая скорость экипажей - близка к равновесной для данной кривой и составляет 12,5 м/с (равновесная скорость равна 12,96 м/с). Движение происходит в правой кривой, таким образом, правые по ходу движения колесные пары находятся на внешнем рельсе колеи, а левые - на внутреннем.
Рассмотрены три различных варианта смазывания рельсов в кривых: смазывание боковой поверхности внешнего рельса (А), . смазывание поверхности катания внутреннего рельса (В), одновременное смазывание боковой поверхности внешнего и поверхности катания внутреннего рельса (С). Коэффициент трения несмазанного рельса принимался 0,25. Минимальное значение коэффициента трения смазанных участков рельса принималось равным 0,1, рассматривались также промежуточные значения коэффициента трения равные 0,2 и 0,15. На рис. 2.18 - 2.22 представлены результаты сканирования динамики грузового вагона с нагрузкой 21,5 т/ось в кривой 300 м. Сканирование проводилось 100 по двум параметрам: коэффициенту трения на боковой поверхности наружного рельса и коэффициенту трения на поверхности катания внутреннего рельса в кривой. Коэффициенты трения принимались равными 0,25; 0,20; 0,15 и 0,10. Учитывая, что смазывание рельсов предназначено для снижения износа и динамических нагрузок на путь, остановимся подробно на рассмотрении динамических показателей груженого вагона. Очевидно, что именно для груженого вагона боковые силы и фактор износа достигают максимальных величин. Приведены зависимости для суммарного фактора износа (рис. 2.18), боковых сил (рис. 2.19), коэффициента безопасности (рис. 2.20, 2.21) и угла набегания (рис. 2.22). Суммарный фактор износа - это работа сил трения на всех колесах экипажа. Боковые силы, коэффициент безопасности и угол набегания приведены для набегающего колеса первой колесной пары вагона - именно на этом колесе указанные величины принимают свои наибольшие значения в сравнении с остальными колесами вагона. Известно, что коэффициент запаса устойчивости для порожних вагонов существенно ниже, чем для груженых. Поэтому в качестве дополнительной проверки влияния смазывания рельсов на безопасность рассмотрим также зависимость коэффициента запаса устойчивости для порожнего вагона, см. рис. 2.21. Проанализируем полученные результаты. Фактор износа. Смазывание рельсов не приводит к заметному снижению суммарного фактора износа для груженого полувагона. Снижение работы сил трения на гребне колес при смазывании боковой поверхности наружного рельса сопровождается увеличением работы сил трения на кругах катания, связанным с увеличением углов набегания, что в итоге приводит к незначительному изменению суммарной работы сил трения.
Концепция и технические решения рельсосмазывателей на базе локомотива и вагона для работы в составе поезда
ВНИКТИ располагает современным научно-экспериментальным комплексом для проведения динамических, прочностных и по воздействию на путь испытаний локомотивов. Комплекс включает опытный полигон с кривыми радиусом 300, 600 и 1000 м, вагоны-лаборатории с современной аппаратурой, тормозную единицу для испытаний в тяговом режиме, стендовое оборудование, климатические камеры с диапазоном температур ± 60С, необходимые производственные площади.
Ходовые динамические и по воздействию на путь испытания локомотива и вагона проводились для оценки их динамических качеств и воздействия на путь. Перед испытаниями проводились технические обследования экипажных частей подвижного состава, участвующего в эксперименте, в процессе которых проверялось состояние поверхности катания колес и опорно-возвращающих устройств кузова, зазоры между обрессоренными и необрессоренными элементами тележек. На специальном стенде определялись моменты сил, препятствующих повороту тележки.
Локомотив и вагон оборудовались приборами для регистрации следующих параметров: - вертикальных и горизонтальных (поперечных и продольных) перемещений букс относительно рамы; - вертикальных, поперечных и угловых (в горизонтальной плоскости) перемещений тележек относительно кузова; - вертикальных и горизонтальных ускорений кузова на переднем и заднем стяжных ящиках. Опытные участки пути оборудовались тензодатчиками для регистрации: - напряжений в наружной и внутренней кромках подошвы рельсов; - напряжений в шейке рельса (для определения вертикальных и горизон 113 тальных сил, действующих на рельсы, по интегральному методу Шлюмпфа). Тензодатчики, наклеенные на шейке рельса, собирались в измерительные схемы и тарировались с использованием специальных приспособлений для определения зависимости напряжений в рельсах от усилий (вертикальных или поперечных). Измерения перемещений производились бесконтактными прогибомерами пластинчатого типа. Для регистрации ускорений использовались ускорениемеры типа BWH, для измерения уровня шума использовался шумомер-анализатор спектра SVAN 912 АЕ, при замере уровня вибрации применялся вибропреобразователь KS-50. Регистрация измеряемых параметров осуществлялась программно-аппаратным комплексом ACri-N1250, включающим: - персональный компьютер Notebook; - крейтовую систему, состоящую из крейта-контроллера со встроенным интерфейсом связи с компьютером, аналогово-цифрового преобразователя и калибратора сигналов, тензоусилителя с программируемым фильтром, виброусилителя с программируемым фильтром; - программный пакет для записи и обработки сигналов. Перед проведением опытных поездок и после их окончания производилась калибровка измерительных трактов. Оценка динамических качеств экипажей производилась по следующим показателям: - коэффициенты вертикальной динамики, определяющие силовое воздейст вие экипажа на путь в вертикальной плоскости: - вертикальные и горизонтальные ускорения кузова, определяющие силовое воздействие на узлы и агрегаты локомотива и условия работы локомотивной бригады; - рамные силы, характеризующие воздействие экипажа на путь в горизонтальной плоскости; - поворот тележек относительно кузова; - поперечный относ кузова относительно тележки; - поворот колесных пар относительно рамы тележки в горизонтальной плоскости; - угол набегания колес на рельсы. Оценка воздействия локомотива на путь в кривых участках пути производилась по: - напряжениям в кромках подошвы рельсов; - вертикальным и горизонтальным силам, действующим на рельс. Коэффициенты вертикальной динамики локомотивов определялись как отношение динамических прогибов упругих элементов рессорного подвешивания к их статическому прогибу, с учетом усилий, воспринимаемых гасителями колебаний. Рамные силы определялись как произведение жесткости поперечной связи колесной пары (буксы) с рамой тележки на величину их перемещений. Для проведения испытаний собран опытный поезд в составе секции тепловоза 2ТЭ116, вагона-лаборатории. Испытания проводились при движении опытного поезда передним и задним ходом в режимах выбега и тяги. Вертикальный износ рельсов составлял 1,8 мм, боковой - 4 мм для наружного рельса и 0,27 мм для внутреннего. Опытные поездки осуществлялись в кривой радиусом 300. Скорости движения в кривой составляли 30, 50, 70 км/ч. Измерения исследуемых величин при различных скоростях производились до набора требуемого объема информации
Обработка осциллограмм включала в себя качественный анализ динамических процессов, при котором устанавливалась взаимосвязь видов колебаний элементов экипажной части. При дальнейшей обработке проводился спектральный анализ, определялись параметры распределения вероятностей, а также максимальные значения измеренных величин. По результатам обработки осциллограмм, строились графики зависимости той или иной динамической характеристики в функции скорости раздельно для прямых и кривых участков пути.
