Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения ОАО «ВЭлНИИ»
ОАО «ВЭлНИИ» входит в состав
компании ТРАНСМАШХОЛДИНГ

Вестник ВЭлНИИ

Вестник ВЭлНИИ
т. 1(71)

АННОТАЦИИ, КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

ABSTRACTS, KEYWORDS



А.И. Жирков

Новочеркасский научно-производственный электровозостроительный кластер – партнерство, проверенное десятилетиями

Освещены этапы истории создания электроподвижного состава специалистами ОАО «ВЭлНИИ» и становления института как ведущего центра компетенции в вопросах проектирования и испытания железнодорожной техники. Дана историческая справка по почти 60-летнему пути взаимодействия с главным партнером – НЭВЗом. Приведены основные параметры локомотивов, созданных за годы существования института.

Ключевые слова: ВЭлНИИ, НЭВЗ, электровоз, тяговый агрегат, проектирование, испытания.

A.I. Zhirkov

Novocherkassk Scientific and Production Cluster of Electric Locomotives’ Building – Partnership Proven by Decades

Aspects of electric rolling stock design by OJSC “VELNII” specialists are reviewed in the article, underlining role of the Institute as a leading competence center in the railway equipment design and testing. Historical background on nearly 60 years of teamwork with the main partner – Novocherkassk Electric Locomotive Plant – is given, together with basic parameters of electric locomotives established over the years of the Institute existence.

Keywords: VELNII, NEVZ, electric locomotive, traction power unit, design, testing.



А.Н. Сапунков

НЭВЗ: 80 лет успешного развития

Статья отражает основные этапы истории НЭВЗа – от Паровозстроя до флагмана российского локомотивостроения. За 80 лет на НЭВЗе было построено около 17 тыс. локомотивов более 60 типов. Созданный на НЭВЗе электроподвижной состав, обладающий высокой степенью надежности, водит составы, которые перевозят 80 % всех грузов на железных дорогах России и стран ближнего зарубежья. Рассказывается об инновационных проектах – создании электровозов 5-го поколения, о программе технического перевооружения и других новшествах, позволивших НЭВЗу занять лидирующие позиции в машиностроительном комплексе России.

Ключевые слова: НЭВЗ, локомотив, электровоз, тяговый агрегат, инновации.

A.N. Sapunkov

Novocherkassk Electric Locomotive Plant: 80 Years of Successful Development

An article reflects the milestones of Novocherkassk Electric Locomotive Plant history. During 80 years about 17 000 locomotives of 60 types were produced on NEVZ facilities. Our electric rolling stock provide exceptional reliability in harsh climate and topography environment, drawing trains shipping 80 % of goods by electrified railways of Russia and near-abroad. Innovative projects are mentioned – electric locomotives of the 5th generation, technical re-equipment program, and many other innovations that allowed NEVZ to be a leader of machine-building complex of Russian Federation.

Keywords: NEVZ, locomotive, electric locomotive, traction power unit, innovations.



Ю.А. Орлов

Современные технологии для новочеркасских электровозостроителей

Освещены вопросы создания электроподвижного состава специалистами ООО «ТРТранс». Дана справка по перспективному направлению развития электровозостроения и взаимодействию с ООО «ПК «НЭВЗ» в части создания электровозов нового поколения.

Ключевые слова: ТРТранс, НЭВЗ, Alstom Transport, электровоз, проектирование.

Yu.A. Orlov

State-of-the-Art Technology for Novocherkassk Electric Locomotive Engineers

Issues of electric rolling stock design by TRTrans specialists are considered. Perspectives for development of electric locomotives of new generation and partnership with NEVZ are reviewed.

Keywords: TRTrans, NEVZ, Alstom Transport, electric locomotive, design.



А.А. Андрющенко, Г.И. Михайлов, М.И. Школьный

Эволюция зубчатых передач в тяговых приводах электровозов

В статье приведены параметры зубчатых передач электровозов. Рассмотрены особенности работы прямозубых, косозубых и шевронных зубчатых передач, а также передач с арочным зубом. Коэффициент осевого перекрытия косозубой передачи всегда больше единицы, что повышает ее несущую способность. Недостатком косозубых колес является наличие осевых сил, возникающих при работе передачи вследствие наклона зубьев. Этого недостатка не имеют шевронные зубчатые передачи, которые, вследствие противоположного направления зубьев на полушевронах, не дают осевых нагрузок. В связи с тем, что шевронные зубчатые передачи в электровозостроении получают посредством сборки полушевронов, имеет место влияние точности сборки на работу зубчатых передач. Аналогом шевронной передачи является зубчатая передача с арочными (круговыми) зубьями. В статье приведены схемы тяговых приводов 1-го, 2-го и 3-го классов, а также интегрированных тяговых приводов 1-го и 3-го классов.

Ключевые слова: зубчатая передача, тяговый привод, шевронная зубчатая передача, косозубая зубчатая передача.

A.A. Andryushchenko, G.I. Mikhailov, M.I. Shkolny

Evolution of Gears in Traction Drives of Electric Locomotives

Parameters of electric locomotives’ gears are given in the article. Aspects of spur, helical and herring-bone gears are considered, as well as gears with spiral (arch) teeth. Coefficient of helical gear axial overlap is always greater than unity that increases its carrying capacity. Disadvantage of helical wheels is presence of axial forces occurring due to the helix angle. Herring-bone gears don’t have this disadvantage, and they don’t have axial loads due to opposite direction of teeth on half herring-bone gears. Taking into account that herring-bone gears in electric locomotive building are assembled with half herring-bone gears, the assembling accuracy have great influence on the gears’ performance. The herring-bone gear prototype is a spiral (arch) gear. Circuit diagrams of traction drives of the 1st, 2nd and 3rd classes are presented in the article, as well as integrated traction drives of the 1st and 3rd classes.

Keywords: driving gear, traction drive, herring-bone gear, helical gear.



В.И. Грек, Г.И. Михайлов, Г.М. Волохов, В.В. Огуенко

Опыт создания и испытаний колесных пар и их элементов для инновационного скоростного подвижного состава

При создании скоростного подвижного состава (СПС) важнейшим требованием является обеспечение его прочности и надежности, в первую очередь колесных пар. В проектах инновационного СПС, приобретаемого в последнее время ОАО «РЖД» за рубежом, изначально были заложены требования к колесным парам, соответствующие европейским стандартам (EN). При анализе проектной документации ходовых частей обнаружилось некоторое несоответствие отдельных требований в EN и в отечественных нормативных документах. Часть противоречий были рассмотрены в сертификационных базисах и технических заключениях. Другие, например расчеты на прочность осей и колес, проводились по двум методикам: в соответствии с требованиями EN и по отечественным нормативам ОСТ. Наиболее дискуссионным явился вопрос величины базы испытаний при определении предела выносливости оси и колеса. В итоге испытания на сопротивление усталости колес и осей методом кругового изгиба были проведены по российским нормам. При проведении исследований прочности учитывался опыт эксплуатации электропоезда ЭР200 в России и скоростных поездов в Европе. Опыт совместных работ ОАО «РЖД» и ведущих европейских фирм способствовал появлению в России подвижного состава в диапазоне скоростей до 250 км/ч и стал основой для перехода к созданию ходовых частей для СПС с еще более высокими скоростями.

Ключевые слова: скоростной подвижной состав, колесная пара, нормативные документы, испытание, сопротивление усталости.

V.I. Grek, G.I. Mikhailov, G.М. Volokhov, V.V. Oguenko

The Experience of Design and Testing of Wheelsets and Their Components for Innovative High-Speed Rolling Stock

The most important requirement to the high-speed rolling stock is its robustness and wheelsets above all. Wheelsets of innovative high-speed rolling stock purchased by OJSC “RZD” abroad lately (Velaro RUS, Desiro RUS, and others) meet European norms (EN) requirements. Analysis of running gear project documentation revealed some nonconformance between particular requirements of EN and Russian normative documents that should be harmonized harmlessly for the safe railway operation. Partly these contradictions were considered in certification bases and technical statements. Others, axles and wheels strength calculations for example, were carried out by two procedures: in accordance with EN requirements, and Russian OST standards. Stress values obtained in calculations served as a basis for determination of loads in bench tests of axles and wheels. The most debatable question was fatigue limit of axles and wheels. In the result, fatigue resistance testing of axles and wheels was carried out according to Russian norms: for wheels – 20 million cycles; and for axles – not less than 50 million cycles for exposed parts, and 100 million cycles for closed ones. Strength analysis took into account experience of EP200 operation in Russia and high-speed trains in Europe. Partnership of RZD and leading European companies contributed to introduction of the rolling stock with speeds up to 250 kph in Russia, and created basis for designing running gear for the rolling stock with even higher speeds.

Keywords: high-speed rolling stock, wheelset, normative documents, testing, fatigue resistance.



Г.Г. Ахмедов, Р.Я. Мохаммад, О.М. Ахмедова, П.В. Васик

О регистрации вертикальных сил в контакте колесо – рельс

Рассмотрены существующие подходы регистрации вертикальных сил от колесной пары на рельсы при движении железнодорожного подвижного состава. Определение нагрузок на рельсы путем суммирования статической нагрузки, определяемой поколесным взвешиванием локомотива, и динамической нагрузки, передаваемой на буксы колесной пары через первую ступень подвешивания, является традиционным способом, который был применен в ходе тягово-энергетических испытаний магистрального грузового электровоза переменного тока 2ЭС5 на Восточно-Сибирской железной дороге. В статье приводятся результаты испытаний по определению вертикальных сил от колесной пары ведущей секции электровоза на рельсы.

Ключевые слова: вертикальные силы, колесная пара, нагрузка на рельсы, динамический прогиб, тензометрирование.

G.G. Akhmedov, R.Ya. Mokhammad, O.M. Akhmedova, P.V. Vasik

Registration of Vertical Forces in the Wheel-Rail Contact

Existing approaches to the registration of vertical forces in the wheel–rail contact in the process of railway rolling stock operation are considered. Definition of loads on rails by static load defined by each wheel weighing of the locomotive adding to dynamic load on the wheelset axlebox through the primary spring suspension is a traditional way that was applied in the course of traction-energy testing of 2ES5 mainline freight AC electric locomotive on the East Siberian Railway. Results of tests on definition of vertical forces from the electric locomotive leading unit wheelset on the rails are reviewed in the article.

Keywords: vertical forces, wheelset, loads on rails, dynamic deflection, strain-gage measurement.



Ал.Ан. Демьянов, Ал.Ал. Демьянов

Определение рациональной длины юза при маневровых работах

Статья посвящена актуальной проблеме повышения сохранности таких наиболее часто повреждаемых узлов грузовых вагонов, как колесные пары. В статье представлено теоретическо-экспериментальное исследование температурного аспекта взаимодействия колеса подвижного состава с рельсом при маневровых работах на сортировочных горках малой мощности. Данное исследование позволило получить теоретическую зависимость роста температуры в зоне трения колеса с рельсом при его движении юзом, а также ее распространения по поверхности и массиву колеса в зависимости от нагрузочно-скоростных параметров подвижного состава и продолжительности движения юзом. На основе модельного эксперимента практически подтверждена полученная теоретическая зависимость и определена допустимая длина башмачного юза, в пределах которой не происходит повреждения поверхности катания колес. С использованием полученных данных разработана механическая система, позволяющая исключить повреждение колес на горках даже при частичном использовании тормозных башмаков.

Ключевые слова: подвижной состав, колесная пара, сортировочная горка, движение юзом, рациональная длина, трение, температура, математическая модель, исключение повреждения колес.

Al.An. Demianov, Al.Al. Demianov

Determination of the Rational Length of Sliding During Shunting Works

The article is devoted to the vital problem of integrity of such most commonly damaged components of freight wagons as the wheelsets. The paper presents theoretical and experimental study of temperature aspect of interaction between the rolling stock wheel and the rail during shunting works on sorting yards of low-power. This study allowed to obtain theoretical dependence of the temperature rise in the wheel–rail friction zone during the sliding, as well as its distribution over the surface and array of the wheel, depending on the weight and speed parameters of the rolling stock and the duration of sliding. Obtained theoretical dependence was practically confirmed by the model experiment, and the permissible length of the braking shoe sliding was defined, within which there is no damage to the wheel thread. Received data were used for developing a mechanical system that allows to eliminate wheel damage on the sorting yards, even with partial use of brake shoes.

Keywords: rolling stock, wheelset, sorting yard, sliding, rational length, friction, temperature, mathematical model, wheel damage elimination.



В.И. Омельяненко, Г.В. Кривякин, Е.С. Афанасьева

Реверсивный линейный двигатель для привода системы наклона кузова скоростного подвижного состава

Обоснована возможность использования в качестве силового привода системы наклона поездов с наклоняемыми кузовами линейных электромагнитных преобразователей. Показаны недостатки предложенной ранее системы наклона с линейными двигателями электромагнитного типа. Разработана математическая модель электромеханического преобразования энергии для линейного двигателя электромагнитного типа, с помощью которой рассчитана тяговая характеристика базовой модели линейного двигателя и выявлено существенное несоответствие ее форм и нагрузочной характеристики механизма наклона. Определены величины составляющих силы тяги, действующих на различные поверхности сердечника якоря линейного двигателя, и формы их характеристик. Описан анализ исследования ряда моделей линейного двигателя, отличающихся от базового набором конструктивных элементов. Выявлены основные закономерности влияния конструктивных элементов линейного двигателя на его рабочие свойства. Предложен реверсивный линейный двигатель для системы наклона кузова с улучшенными тяговыми свойствами и массогабаритными параметрами. Проведено описание конструктивного устройства реверсивного линейного двигателя, обоснован набор и конструктивное исполнение его элементов, позволяющее добиться наилучшего совпадения его тяговой характеристики и нагрузочной характеристики механизма наклона. Указан принцип работы реверсивного линейного двигателя в системе наклона кузова. Показано, что в результате предпринятых мероприятий по усовершенствованию линейного двигателя для системы наклона кузова тяговая характеристика нового реверсивного двигателя и нагрузочная характеристика механизма наклона кузова имеют удовлетворительное совпадение.

Ключевые слова: реверсивный линейный двигатель, система наклона, скоростной подвижной состав, тяговая характеристика, нагрузочная характеристика.

V.I. Omelyanenko, G.V. Krivyakin, E.S. Afanasieva

The Reversible Linear Motor for the Power Drive of the High-Speed Rolling Stock Tilting System

The possibility to use linear electromagnetic transformers as a power drive in the tilting system of tilting trains is justified. The defects of previously proposed tilting system with linear motors of electromagnetic type reducing the efficiency of the drive are shown. An electromechanical energy conversion mathematical model for the electromagnetic linear motor type is worked out, allowing calculating traction characteristic of the baseline linear motor and revealing the discrepancy between its forms and the load characteristic of the tilt mechanism. Magnitudes of traction force components influencing different linear motor’s anchor core surfaces are determined, as well as their characteristics’ forms. The analysis of several linear motors’ models whose set of construction elements differs from the baseline model is made. Common factors of linear motor’s construction elements influencing its performance are determined. The reversible linear motor for tilting system with improved traction properties and weight and size parameters is proposed. The description of reversible linear motor’s construction arrangement is made; the set and construction of its elements are justified, allowing obtaining the best coincidence of linear motor’s traction characteristic and tilting mechanism load characteristic. The principle of reversible linear motor’s work at the tilting system is explained, the calculation and analysis of its performance are conducted. It’s shown that in the result of undertaken measures on tilting system’s linear motor improvement, the satisfactory coincidence of reversible linear motor’s traction characteristic and tilting mechanism’s load characteristic is achieved.

Keywords: reversible linear motor, tilting system, high-speed rolling stock, traction characteristic, load characteristic.



В.Д. Гончаренко, Ю.В. Якунина, И.Л. Каневский

Внедрение пневматического узла управления токоприемником ПУУ-2-01 для скоростей свыше 200 км/ч

Пример реализации программы импортозамещения в пневмосхеме токоприемников. В статье приведены основные результаты стендовых испытаний пневмоузла российского производства для управления токоприемником скоростных магистральных локомотивов. Испытания проходили с использованием пневматического узла управления токоприемником ПУУ-2-01 для электровозов на максимальную скорость до 200 км/ч. Особое внимание уделено режиму работы в условиях низких температур и методам испытаний для проверки работоспособности пневмоузла. Испытаниями доказано отсутствие влияния климатических факторов внешней среды на функционирование ПУУ-2-01 и стабильность заданной точности поддержания давления в пневмобаллоне токоприемника. Достигнута основная задача для подтверждения необходимости именно стендовых испытаний как этапа, прогнозирующего случайные отказы на линейных испытаниях ввиду качества воздушной рабочей смеси.

Ключевые слова: импортозамещение, пневмоузел, пневмосхема, пневмобаллон, токоприемник, предварительный этап эксплуатационных проверок.

V.D. Goncharenko, Yu.V. Yakunina, I.L. Kanevsky

Asymmetrical Pantograph Pneumatic Control Unit for the Speeds over 200 kph

Example of import substitution program implementation in pantographs’ pneumatic circuits is presented. Main results of bench tests of Russian-manufactured pneumatic control unit for asymmetrical pantograph of high-speed mainline electric locomotives are given. PUU-2-01 pneumatic control unit was tested on the electric locomotive running with speeds up to 200 kph. Special attention was drawn to the pneumatic control unit operation in low temperatures and its working efficiency testing methods. Tests proved that environmental factors don’t influence PUU-2-01 operation and stability of fixed pressure in the asymmetrical pantograph’s pneumocylinder. Major task on proving necessity of bench tests as a stage predicting random failures during field testing because of air mixture quality is reached.

Keywords: import substitution, pneumatic control unit, pneumatic circuit, pneumocylinder, asymmetrical pantograph, preliminary stage of performance check.

Возврат к списку