Распределение теплоты между колесом, рельсом и тормозной колодкой при различных режимах торможения грузового состава

При торможении грузового железнодорожного поезда с помощью тормозных колодок кинетическая энергия преобразуется за счет трения в тепловую, часть из которой переходит в тормозные колодки, другая часть переходит в колеса, а из колес теплота переходит в рельсы и окружающую среду. Цель работы состоит в определении доли теплоты в колесах грузовых вагонов при различных режимах торможения и различных скоростях движения поезда, а также различной загрузке вагонов. В работе выполнялось моделирование процесса торможения колесной пары с помощью метода конечных элементов в среде SolidWorks. Выполненные расчеты позволили установить доли тепловых потоков, направленных в тормозную колодку и в рельс при различных режимах торможения грузового состава. Установлено влияние на эти доли температуры окружающей среды и загрузки вагона. Полученные результаты позволяют более точно прогнозировать температуру поверхности катания и боковой поверхности обода колеса, что позволит диагностировать тормозную систему грузового состава в движении.

1. 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. – ISBN 9785-7307-1974-3.

2. Коркина, С. В. Цифровые технологии в обеспечении безопасности движения железнодорожного транспорта / С. В. Коркина, А. В. Жебанов, И. А. Краснова // Проблемы безопасности на транспорте : Материалы XII Международной научно-практической конференции, посвященной 160-летию Белорусской железной дороги. В 2-х частях, Гомель, 24–25 ноября 2022 года / Под общей редакцией Ю. И. Кулаженко. Т. 1. – Гомель : Учреждение образования «Белорусский государственный университет транспорта», 2022. – С. 128–130. – ISBN 978-985-891-070-9.

3. Жебанов, А. В. Анализ применения современных средств диагностики подвижного состава на сортировочной станции с целью повышения экономических показателей и объема ремонта грузовых вагонов / А. В. Жебанов, С. В. Коркина // Наука и образование транспорту. – 2021. – № 1. – С. 27–29. – EDN AJKKLM.

4. 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.

5. Правила тяговых расчетов для поездной работы. Утверждены распоряжением ОАО «РЖД» 12.05.2016 г. № 867р.

6. 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. – Москва : МИИТ, 2017. – 24 с.

7. 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.

8. Афонин, Г. С. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава / Г. С. Афонин, В. Н. Барщенков, Н. В. Кондратьев. – 3-е изд., стереотип. – Москва : Академия, 2007. – 304 с.

9. Левенталь, Л. Я. Энергетика рефрижераторных и пассажирских вагонов : учебное пособие / Л. Я. Левенталь, А. В. Костин. – Москва : МИИТ, 1998. – 91 с.

10. 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. – EDN VIUXNT.

11. 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.