The creative solution to improve the locomotive traction and efficiency
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-273-3-87-92Keywords:
railway transport, coupling qualities, sand, electrification, wheel, railAbstract
The interaction of wheel and rail is the physical basis of train movement on the railroad. It largely determines the safety, speed and level of operating costs. At the same time, the requirements for indicators of interaction between wheels and rails in different contact zones are contradictory. On the one hand, the traction of wheels and rails should be such that low train resistance is ensured. On the other hand - to realize the necessary traction force it is necessary to ensure a high and stable level of traction of locomotive wheels with the rail surface.
The work set a goal – to research methods of improving the traction and braking qualities of the locomotive, and to identify the most effective of them. To develop a design which allows increasing traction and braking qualities of a locomotive and providing increasing of ecological safety with application of energy- and resource-saving technologies. As a result an analysis of scientific and technical information sources was carried out which testifies to the existence of different methods of increasing traction and braking qualities of locomotives: structural and operational.
On the basis of the performed analysis of designs of sand systems used it is established that manual and pneumatic systems were used in the process of locomotives operation, their significant disadvantages and advantages are studied.
In order to achieve the optimum sand flow rate, preliminary studies on electrostatic and tribostatic sand electrification were carried out, which gave positive results. Both methods are approximately equal in scale of application, the advantages and disadvantages of each of them were studied in detail.
On the basis of the carried out theoretical and preliminary experimental works a creative solution to improve the design of the resource-saving sand system of the locomotive, modernized on the basis of the tribostatic method of sand charging is developed.
The developed design allows for the supply of sand directly to the wheel raceway along the rail, which will significantly reduce its consumption, reduce the adverse impact of ground sand on the environment and increase the traction force of the locomotive, by increasing the coefficient of adhesion of the wheel to the rail, which contributes to the improvement of technical and economic indicators locomotive as a whole.
References
1. Осенін Ю.І. Фрикційна взаємодія колеса з рейкою / Ю.І. Осенін, Д.М. Марченко, І.О. Шведчікова. – Луганськ: Вид-во СУДУ, 1997. – 228 с.
2. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия колес и рельса: Пер. с англ. / У. Дж. Харрис, С.М. Захаров, Дж. Ландарен, Х. Торне, В. Эберсен. – М.: Интекст, 2002. – 408 с.
3. Горбунов Н.И. Пути решения проблемы повышения тя-говых качеств локомотивов / Н.И. Горбунов, А.Л. Ка-шура, С.В. Попов, Е.А. Кравченко, А.И. Фесенко // Ме-ждународный информационный научно-технический журнал «Локомотивинформ», №5, 2008. – С. 8-11.
4. Камаев А.А. Конструкция, расчет и проектирование ло-комотивов: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Локомотивостроение» / А.А. Камаев, Н.Г. Апанович, В.А. Камаев и др.; Под ред. А.А. Ка-маева. – М.: Машиностроение, 1981. – 351 с.
5. Владимиров А.П. Песок и песочницы в эксплуатации локомотивов / А.П. Владимиров. – М. Трансжелдориз-жат, 1940. – 64 с.
6. Kovtanets M. Study of the physical adhesion coefficient in the «wheel-rail» frictional contact / M. Kovtanets, O. Sergienko, V. Nozhenko, O. Prosvirova, T. Kovtanets / Proceedings of 25th International Scientific Conference. Transport Means 2021, October 06-08, Kaunas, Lithuania. 2021. – P. 755-761.
7. Ковтанец М.В. Применение экспертного оценивания для принятия технического решения [Електронний ресурс] / М.В. Ковтанец, Е.А. Кравченко, Н.Н. Горбунов, Г.А. Бойко, О.В Просвирова // Наукові вісті Далівського університету: зб. наук. праць. – 2012. – № 7. – Режим доступу: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nvdu/2012_7/Tehno/12kmvptr.pdf. – Назва з ек-рану.
8. Nozhenko V. Method for determining the linear velocity of a locomotive development / V. Nozhenko, M. Kovtanets, O. Sergienko, O. Prosvirova, T. Kovtanets, G. Boyko, S. Semenov / Proceedings of 25th International Scientific Conference. Transport Means 2021, October 06-08, Kaunas, Lithuania. 2021. – P. 994-998.
9. Gorbunov M. Experimental study of the limit-maximum adhesion coefficient / M. Gorbunov, M. Kovtanets, T. Kovtanets / Proceedings of 24th International Scientific Conference. Transport Means 2020, September 30 - October 02, Kaunas, Lithuania. 2020. – P. 382-386.
10. Бугаев В.В. Использование пневматических пескопо-дающих форсунок в системах улучшения сцепления колес локомотива с рельсами / В.В. Бугаев, И.И. Сос-нов // Вісник Східноукраїнського Національного Уні-верситету імені Володимира Даля №8 (90) 2005. Час-тина 1. - Луганськ: Видавництво СНУ ім. В. Даля, 2005. – с. 103 – 108.
11. Горбунов Н.И. Энергетическое воздействие двухфаз-ного потока на зону контакта движущего колеса с ре-льсом – метод управления сцепными характеристиками локомотива: Монография. / Н.И. Горбунов, М.В. Ковтанец, Т.Н. Ковтанец – Одесса: КУПРИЕНКО СВ, 2019. – 181 с.
12. Кравченко Е.А. Обоснование резервов повышения тя-говых качеств локомотива и их реализация управлени-ем скольжения в системе колеса с рельсом: дис. … к.т.н.: 05.22.07 / Е.А. Кравченко; Восточноукраинский национальный университет имени В. Даля. – Луганск, 2010. – 215 с.
13. Патент України №52361 на корисну модель Пристрій для запобігання боксовання коліс локомотива МПК (2009) B61C 15/00 / Горбунов М.І., Кравченко К.О., Ковтанець М.В., Попов С.В., Ноженко О.С.; заявник і власник СНУ ім. В.Даля. – u201001732; заявл. 18.02.2010; опубл. 25.08.2010, Бюл. № 16. – 3 с.
