Substantiation of rational characteristics of mechatronic control systems of position Of wheel pairs
DOI:
https://doi.org/10.32703/2617-9040-2020-35-8Keywords:
rail vehicle, wheelset, radial installation, control, actuator, mechatronic system.Abstract
The article analyzes the schematic diagrams of rail vehicles with radial installation of wheelsets. Radial installation of wheelsets in curved sections of the track allows for optimal interaction of wheels and rails. This interaction is characterized by minimal lateral forces in the contact of the wheels and the rails and a decrease in wear of their contacting surfaces. Requirements are formulated for the characteristics of hardware and software that will ensure the technical implementation of mechatronic control systems for the position of wheel pairs of rail vehicles in the rail track in the horizontal plane. The devices included in the mechatronic automatic control system must represent a single closed system in which the parameters of various electrical, mechanical and hydraulic processes are inextricably linked. Due to the high requirements for reliability and time constraints to the formation and transmission of the control signal to the actuators, the operation of such a system for rail vehicles should be carried out in real time. A schematic diagram of a mechatronic positioning system for wheel sets is proposed, which allows them to be optimally mounted on a railses under various conditions of vehicle movement. On the example of movement a three-axle bogie of a 2TE116 diesel locomotive in the curve, comparative calculations are made. The calculation results showed the possibility of a significant reduction in the guiding forces and minimizing the attac angles of the wheelsets of the modernized bogy in comparison with the standard design bogy.
References
Goodall R., Bruni S., Mei T., 2006: Concepts and prospects for actively-controlled railway running gear. Vehicle System Dynamics. 44 (suppl). 60-70.
Mei T., Li H., 2008: Control design for the active stabilization of rail wheelsets. Journal of Dynamics Systems, Measurements and Control. Vol.130. Article number 011002.
Spiryagin M., Spiryagin V., Ulshin V. Active steering control of a rail vehicle: A new approach // Annals of DAAAM for 2008 & Proceeding of the 19th International DAAAM Symposium “Intelligent Manufacturing & Automation”. DAAAM International, (Vienna, Austria), 2008. P.Р. 1279-1280.
Mikhaylov E., Semenov S., Dižo J., Kravchenko K. Research of possibilities of reducing the driving resistance of a railway vehicle by means of the wheel construction improvement. Transportation Research Procedia. Vol. 40, 2019. PР. 831–838. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2019.07.117.
Mikhailov, E., Semenov, S., Tkachenko, V. & Sapronova, S. Reduction of Kinematic Resistance To Movement Of the Railway Vehicles. MATEC Web of Conferences. 235. 00033. Horizons of Railway Transport 2018. Р.P.1-7. https://doi.org/10.1051/matecconf/201823500033
Scheffel H., Tornay H. The mechanism of the rotable lemniscate suspension applied to bogies having selfsteering wheelsets. Vehicle System Dynamics, 2007. Ed. №17. 368-380.
Шеффель, Х. Радиально устанавливающиеся колесные пары электровозов // Железные дороги мира, 1989. № 2. С. 74–76.
Kobayashi, H. The new bogies for disel-trans Japan railways // Quarterly Report of RTRI, 2000. № 1. РР. 16–20.
Upadhyay, R. Reduced wear wheels and rails // International Railway Journal, 2000. № 7. РР. 33–34.
Meli E., Malvezzi M., Papini S., Pugi L., Rinchi M., Rindi A. A railway vehicle multibody model for real time applications. Vehicle System Dynamics, 2008. 46 (12). РР. 1083-1105.
Корзина И.В. Имитационная модель электровоза для отладки микропроцессорных систем управления // Дисс. канд. техн. наук: 05.22.07. М.: МИИТ, 2007.
Клюев С.А. Применение тактируемой архитектуры в системах автоматического управления в рельсовых транспортных средствах. Вестник ВНУ им. В.Даля. Луганск: ВНУ им. В.Даля, 2009. Вып. № 1 (131). С. 64-67.
Ульшин В.А., Клюев С.А. Разработка программного и аппаратного обеспечения для создания системы автоматического управления положением колесных пар локомотива в плане // Вестник ВНУ им. В. Даля. Луганск : ВНУ им. В. Даля, 2014. Вып. № 3 (210). С. 269–271.
Ульшин В.А., Клюев С.А. Разработка программного и аппаратного обеспечения для создания системы автоматического управления положением колесных пар локомотива в плане // Сборник науч. работ междунар. научно-практич. конф. “Інноваційні технології на залізничному транспорті”. Лондон, 2014. С. 93–94.
Спирягин М.И., Спирягин В.И., Клюев С.А. Выбор направлений для создания модели системы управления транспортным средством // Вестник Восточноукр. нац. ун-та. Луганск: ВНУ, 2007. Вып. № 12 (118). С. 203–208.
Спiрягин М.И., Спірягин В.И., Спірягин К.И., Клюєв С.А. Аналіз баз даних для створення системи керування транспортним засобом // Вестник ВНУ им.В.Даля. Луганск : ВНУ им. В.Даля, 2008. Вып. № 4 (122). С. 238–243.
Коган А.Я. Динамика пути и его взаимодействие с подвижным составом. М.: Транспорт, 1997. 327 с.
Клюев С.А., Зубарь Е.В., Короп Г.В. Улучшение вписывания локомотивов на криволинейных участках пути управляемым разворотом колесных пар в горизонтальной плоскости // 11-я Всерос. межвузовская научно-практич.конф. «Актуальные проблемы экономики и управления на транспорте». ФБО «Морской гос. ун-т им. адм. Г.И. Невельского». Владивосток, 2013. С. 10–13.
Спосіб радіального установлення колісних пар візка рейкового транспортного засобу: Деклараційний патент на корисну модель 33465: МПК B61F5/00. Опубл. 25.06.2008. Бюл. № 12. 4с.
Мікропроцесорна система керування тяговою передачею локомотива: Деклараційний патент на корисну модель 31106: МПК B61F5/38. Опубл. 25.03.2008. Бюл. № 6. 4 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright: This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.
