vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2023_4_219vrgup-232Research ArticleТРАНСПОРТНАЯ ЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERING ON TRANSPORTВыбор поверхности контроля нагрева колеса грузового вагона при торможении с целью диагностики тормозовSelection of cargo car wheel heating control surface during braking in order to diagnose brakesБалалаевА. Н.BalalaevA. N.

Балалаев Анатолий Николаевич, кафедра «Вагоны», доктор технических наук, доцент

Balalaev Anatoly Nikolaevich, Chair «Wagons»,Doctor of Engineering Sciences, Associate Professor

wagon.samgaps@mail.ruЖебановА. В.ZhebanovA. V.

Жебанов Александр Владимирович, кафедра «Вагоны», кандидат технических наук, доцент

Zhebanov Alexander Vladimirovich, Chair «Wagons»,Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

zhebanov@inbox.ruКоркинаС. В.KorkinaS. V.

Коркина Светлана Владимировна, кафедра «Вагоны», кандидат технических наук, доцент

Korkina Svetlana Vladimirovna, Chair «Wagons»,Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

korkina70@mail.ruСамарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС)Samara State Transport University (SSTU)20233012202304219226Copyright © Балалаев А.Н., Жебанов А.В., Коркина С.В., 20232023Балалаев А.Н., Жебанов А.В., Коркина С.В.Balalaev A.N., Zhebanov A.V., Korkina S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/232

В настоящее время появляются новые системы автоматизированного диагностирования состояния узлов грузовых вагонов во время движения поезда. Одним из способов диагностики тормозного оборудования грузового поезда является контроль температуры колес при торможении поезда. Во время торможения грузового поезда при взаимодействии колеса и тормозной колодки выделяется тепловая энергия. По величине нагрева колеса можно судить о силе и продолжительности нажатия тормозной колодки при торможении. Если известны величины скорости в начале и конце торможения, расположение вагонов с известной загрузкой в составе и время торможения, то измеренная температура колеса дает необходимую информацию для диагностики автотормозов в движении поезда. Цель работы заключается в выявлении поверхности на колесе, обладающей наилучшей информативностью для диагностики автотормозов при измерении температуры этой поверхности после торможения. В работе выполнено моделирование нестационарного термического процесса в колесной паре в среде SolidWorks Simulation. Доказано, что наиболее информативной и удобной поверхностью для измерения температуры колеса с целью диагностики автотормозов является боковая поверхность обода. 

Currently, new systems for automated diagnostics of the condition of freight car assemblies during train movement are being introduced. One of the ways to diagnose the braking equipment of a freight train is to control the wheel temperature when braking the train. During braking of a freight train, thermal energy is released when the wheel and brake pad interact. By the amount of wheel heating, we can understand the strength and duration of pressing the brake pad during braking. If the speed values at the beginning and end of braking, the location of wagons with a known load in the composition and the braking time are known, then the measured wheel temperature provides the necessary information for diagnosing motor brakes in train movement. The purpose of the work is to identify the surface on the track that has the best information for diagnosing auto brakes when measuring the temperature of this surface after braking. The paper modulates a non-stationary thermal process in a wheelset in a SolidWorks Simulation environment. It is proved that the most informative and convenient surface for measuring the temperature of the wheel for the purpose of diagnosing auto brakes is the side surface of the rim. 

грузовой составтормозное оборудованиесистема «колесо – тормозная колодка»тепловой потокмоделирование нестационарного теплового процессаfreight trainbraking equipmentwheel system – brake shoeheat flowsimulation of transient thermal processReferencesПараметры и конструктивное исполнение высокопроизводительного подвижного состава / А. В. Смольянинов, В. Н. Филиппов, И. В. Козлов, А. Н. Давыдов // Транспорт Урала. – 2013. – № 1(36). – С. 46–49. – ISSN 1815-9400.Parameters and design of high-performance rolling stock / A. V. Smolyaninov, V. N. Filippov, I. V. Kozlov, A. N. Davydov // Transport of the Urals. – 2013. – No. 1(36). – P. 46–49. – ISSN 1815-9400.Лапидус, Б. М. Отраслевая технологическая платформа «Высокопроизводительный грузовой подвижной состав» – путь к использованию резервов провозной способности железных дорог / Б. М. Лапидус, А. М. Соколов // Вестник Научноисследовательского института железнодорожного транспорта. – 2011. – № 4. – С. 3–8. – ISSN 2223-9731.Lapidus, B. M. Branch technological platform «High-performance freight rolling stock» – a way to use reserves of railway carrying capacity / B. M. Lapidus, A. M. Sokolov // Bulletin of the Research Institute of Railway Transport. – 2011. – No. 4. – P. 3–8. – ISSN 2223-9731.Чеботарева, Е. А. Логистика организации пассажирского и грузового движения на направлениях Северо-Кавказской железной дороги / Е. А. Чеботарева, В. Д. Верескун, И. Д. Долгий // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 1(85). – С. 108–116. – ISSN 0201-727Х.Chebotareva, E. A. Logistics of the organization of passenger and freight traffic on the directions of the North Caucasian Railway / E. A. Chebotareva, V. D. Vereskun, I. D. Dolgiy // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2022. – No. 1(85). – P. 108–116. – ISSN 0201-727Х.Жебанов, А. В. Современные тенденции в обеспечении бесперебойности перевозочного процесса железнодорожного транспорта / А. В. Жебанов, С. В. Коркина // Вызовы и решения для бизнеса : ВЭД в новых реалиях : сборник материалов III Международного внешнеэкономического научно-практического форума, Москва, 14 декабря 2022 года. – Москва : Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова, 2023. – С. 119–122.Zhebanov, A. V. Modern trends in ensuring the continuity of the transportation process of railway transport / A.V. Zhebanov, S. V. Korkina // Challenges and solutions for business : Foreign economic activity in new realities : Collection of materials of the III International Foreign Economic Scientific and Practical Forum, Moscow, December 14, 2022. – Moscow : Plekhanov Russian University of Economics, 2023. – P. 119–122.Салтыков, Д. Н. О необходимости создания инфракрасных напольных систем для контроля работоспособности тормозов на железных дорогах России / Д. Н. Салтыков, П. И. Шалупина // Транспорт Урала. – 2018. – № 2(57). – С. 47–51. – DOI 10.20291/1815-9400-2018-2-47-51.Saltykov, D. N. On the need to create infrared floor systems for monitoring the performance of brakes on the railways of Russia / D. N. Saltykov, P. I. Shalupina // Transport of the Urals. – 2018. – No. 2(57). – P. 47–51. – DOI 10.20291/1815-9400-2018-2-47-51.Экспериментальные исследования бесконтактного теплового контроля колодочных тормозов грузового подвижного состава / А. А. Миронов, Д. Н. Салтыков, А. Э. Павлюков, П. И. Шалупина // Транспорт Урала. – 2021. – № 1(68). – С. 20–25. – DOI 10.20291/1815-9400-2021-1-20-25.Experimental studies of contactless thermal control of pad brakes of freight rolling stock / A. A. Mironov, D. N. Saltykov, A. E. Pavlyukov, P. I. Shalupina // Transport of the Urals. – 2021. – No. 1(68). – P. 20–25. – DOI 10.20291/1815-9400-2021-1-20-25.Кокшенова, Ю. А. Обзор систем диагностики тормозного оборудования вагонов / Ю. А. Кокшенова, М. В. Яранцев // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы Десятой Международной научно-практической конференции, Иркутск, 21–24 мая 2019 г. : в 2 т. – Иркутск : ИрГУПС, 2019. – Т. 2. – С. 208–212. – ISBN 978-5- 98710-365-4.Kokshenova, Yu. A. Review of diagnostic systems of brake equipment of wagons / Yu. A. Kokshenova, M. V. Yarantsev // Transport infrastructure of the Siberian region : Proceedings of the Tenth International Scientific and Practical Conference, Irkutsk, May 21-24 2019 : in 2 vols. – Irkutsk : IrGUPS, 2019. – Vol. 2. – P. 208–212 – ISBN 978-5-98710-365-4.Устойчивость колес против схода с рельсов и мероприятия по их предотвращению с использованием компьютерных технологий / Е. М. Плохов, С. В. Коркина, В. В. Корбан, А. В. Жебанов // Вестник транспорта Поволжья. – 2015. – № 6(54). – С. 50–52. – ISSN 1997-0722.Stability of wheels against de-railment and measures to prevent them using computer technologies / E. M. Plokhov, S. V. Korkina, V. V. Korban, A. V. Zhebanov // Bulletin of Transport of the Volga region. – 2015. – No. 6(54). – P. 50–52. – ISSN 1997-0722.Матяш, Ю. И. Разработка автономного бортового устройства для выявления неисправного состояния поверхности катания колёс грузового вагона на ходу поезда / Ю. И. Матяш, И. А. Гаджиев // Технологическое обеспечение ремонта и повышение динамических качеств железнодорожного подвижного состава : материалы V всероссийской научно-технической конференции с международным участием, Омск, 14 ноября 2019 года. – Омск : Омский государственный университет путей сообщения, 2019. – С. 244–250.Matyash, Yu. I. Development of an autonomous on-board device for detecting the faulty condition of the rolling surface of the wheels of a freight car on the train / Yu. I. Matyash, I. A. Gadzhiev // Technological support of repair and improvement of dynamic qualities of railway rolling stock : Materials of the V All-Russian Scientific and Technical Conference with international participation, Omsk, November 14, 2019. – Omsk : Omsk State University of Railway Transport, 2019. – P. 244–250.Матяш, Ю. И. Разработка бортового устройства мониторинга технического состояния поглощающего аппарата грузового вагона / Ю. И. Матяш, И. А. Гаджиев // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2019. – Т. 78. – № 4. – С. 218–226. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-4-218-226.Matyash, Yu. I. Development of an on-board monitoring device for the technical condition of the absorbing apparatus of a freight car / Yu. I. Matyash, I. A. Gadzhiev // Bulletin of the Research Institute of Railway Transport. – 2019. – Vol. 78. – No. 4. – P. 218–226. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-4-218-226.Кирпиченко, Е. М. Разработка и использование бортовых систем диагностирования грузового вагона на ходу поезда / Е. М. Кирпиченко, С. И. Подоляк, И. А. Гаджиев // Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте : материалы научной конференции, посвященной Дню Российской науки, Омск, 07 февраля 2020 года. – Омск : Омский государственный университет путей сообщения, 2020. – С. 160–167.Kirpichenko, E. M. Development and use of on-board diagnostic systems of a freight car on the move of a train / E. M. Kirpichenko, S. I. Podolyak, I. A. Gadzhiev // Innovative projects and technologies in education, industry and transport : Materials of a scientific conference dedicated to the Day of Russian Science, Omsk, February 07, 2020. – Omsk : Omsk State University of Railway Transport, 2020. – P. 160–167.Гаджиев, И. А. Разработка бортовой системы диагностирования технического состояния поверхности катания колес грузовых вагонов / И. А. Гаджиев // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2022. – Т. 81, № 4. –С. 306–317. – DOI 10.21780/2223-9731-2022-81-4-306-317.Gadzhiev, I. A. Development of an on-board system for diagnosing the technical condition of the rolling surface of the wheels of freight cars / I. A. Gadzhiev // Bulletin of the Research Institute of Railway Transport. – 2022. – Vol. 81, No. 4. – P. 306–317. – DOI 10.21780/2223-9731-2022-81-4-306-317.Диагностическая модель теплового контроля колес подвижного состава / А. А. Миронов, Д. Н. Салтыков, А. Э. Павлюков, П. И. Шалупина // Транспорт Урала. – 2019. – № 3(62). – С. 36–40. – DOI 10.20291/1815-9400-2019-3-36-40.Diagnostic model of thermal control of rolling stock wheels / A. A. Mironov, D. N. Saltykov, A. E. Pavlyukov, P. I. Shalupina // Transport of the Urals. – 2019. – No. 3(62). – P. 36–40. – DOI 10.20291/1815-9400-2019-3-36-40.Шалупина, П. И. Исследование процесса теплового контроля колодочных тормозов подвижного состава методом имитационного моделирования / П. И. Шалупина // Вестник Брянского государственного технического университета. – 2020. – № 4(89). – С. 31–42. – DOI 10.30987/1999-8775-2020-4-31-42.Shalupina, P. I. Investigation of the process of thermal control of rolling stock brake pads by simulation modeling / P. I. Shalupina // Bulletin of the Bryansk State Technical University. – 2020. – No. 4(89). – P. 31–42. – DOI 10.30987/1999-8775-2020-4-31-42.Балалаев, А. Н. Распределение теплоты между колесом, рельсом и тормозной колодкой при различных режимах торможения грузового состава / А. Н. Балалаев, А. В. Жебанов, С. В. Коркина // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2023. – № 2. – С. 29–39. – DOI 10.46973/0201–727X_2023_2_8.Balalaev, A. N. Heat distribution between the wheel, rail and brake boat under various modes of braking of freight train / A. N. Balalaev, A. V. Zhebanov, S. V. Korkina // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2023. – No. 2. – P. 29–39. – DOI 10.46973/0201–727X_2023_2_8.Ефимов, Р. А. Оценка тепловых нагружений цельнокатаного колеса вагона при торможении : специальность 05.22.07 «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Р. А. Ефимов ; Московский институт инженеров транспорта. – Москва, 2017. – 24 с.Efimov, R. A. Assessment of thermal loads of a solid–rolled wagon wheel during braking : specialty 05.22.07 «Railway rolling stock, train traction and electrification» : abstract of the dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences / R. A. Efimov ; MIIT. – Moscow, 2017. – 24 p.Правила технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава : утверждены Приказом Минтранса Российской Федерации № 151 от 3 июля 2015 года. – Москва, 2015. – 162 с.Rules for maintenance of brake equipment and brake control of railway rolling stock: Approved by Order of the Ministry of Transport of the Russian Federation No. 151 dated July 3, 2015. – Moscow, 2015. – 162 p.Павлюков, А. Э. Тормозные колодки грузовых вагонов: анализ повреждаемости и факторов, влияющих на создание тормозной силы / А. Э. Павлюков, О. В. Черепов, П. И. Шалупина // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2017. – № 4(36). – С. 4–11. – DOI 10.20291/2079-0392-2017-4-4-11.Pavlyukov, A. E. Brake pads of freight cars: analysis of damage and factors affecting the creation of braking force / A. E. Pavlyukov, O. V. Cherepov, P. I. Shalupina // Bulletin of the Ural State University of Railway Communications. – 2017. – No. 4(36). – P. 4–11. – DOI 10.20291/2079-0392-2017-4-4-11.Яицков, И. А. Влияние жесткости элементов тормозных колодок на динамические нагрузки при торможении / И. А. Яицков, П. А. Поляков // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 1(85). – С. 36–45. – DOI 10.46973/0201-727X_2022_1_36.Yaitskov, I. A. The influence of stiffness of brake pad elements on dynamic loads during braking / I. A. Yaitskov, P. A. Polyakov // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2022. – No. 1(85). – P. 36– 45. – DOI 10.46973/0201-727X_2022_1_36.Определение параметров контакта колеса с рельсом для различных условий эксплуатации полувагона / А. М. Орлова, А. А. Воробьев, А. В. Саидова, Д. Е. Керенцев // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2015. – № 2(43). – С. 74–84. – ISSN 1815-588X.Determination of the parameters of the wheelrail contact for various operating conditions of a gondola car / A. M. Orlova, A. A. Vorobyov, A. V. Saidova, D. E. Kerentsev // Izvestiya Peterburgskogo universiteta of Railways. – 2015. – No. 2(43). – P. 74–84. – ISSN 1815-588X.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.