Dynamické vlastnosti pohonů moderních kolejových vozidel

Abstract

Pohony moderních kolejových vozidel, zejména asynchronních lokomotiv, pracují se značnými výkony. Stále lepší regulace těchto pohonů umožňuje řídit velikost jejich hnacího momentu s ohledem na okolní podmínky a o to lépe využít adhezních možností hnacího vozidla. Díky tomu může jet kolejové vozidlo téměř po mezi adheze s využitím maximálních hnacích sil. Případná ztráta adheze pak způsobuje o to znatelnější „silové“ dopady na samotný pohon. Ty mohou způsobovat vyšší únavové namáhání vedoucímu ke zkrácení životnosti, případně jeho fatálnímu poškození. V současnosti se často zmiňují tzv. torzní oscilace hnacích dvojkolí, které dodatečně zatěžují samotné komponenty pohonu včetně lisovaných spojů, které mohou ztratit svou zaručenou funkčnost. Případy z uplynulých let a s tím spojená pozornost naznačují, že doposud spíše přehlížená oblast torzní dynamiky pohonu vozidla může mít významný vliv na spolehlivost vozidla a bezpečnost jeho provozu. V této práci je popsána problematika torzního kmitání, jeho analýza na simulačních modelech a snaha nalézt způsob, jak potlačit/omezit s tím spojené negativní vlivy. Závěr práce se věnuje možnosti ověření tohoto přístupu v praxi na zkušebním stavu v laboratořích Fakulty strojní.

Drives of modern railway vehicles, particularly asynchronous locomotives, operate with considerable power output. Permanently improving properties of drive control allow us precise motor torque setting. Thanks to this, the modern vehicles are allowed to drive close to its adhesion limits and to use their maximum tractive effort. But considering this, occasional loss of adhesion may cause significant impact for drive itself. This may lead to fatigue damage and decrease durability of the vehicle or lead to serious damage. Nowadays torsional oscillations of powered wheelsets are often mentioned. These oscillations cause additional stress to components of the drive including press-fitted joints that may lose its required properties. Recent causes from last years were source of huge attention from side of professional public and operators. This suggest that not so well known torsion oscillations may have serious influence to reliability of vehicles and their safety. This work describes issues related to torsional oscillations of powered wheelsets and analysis via simulation methods. Its aim is to find a way how to protect drive train of the vehicle. Last part of the work considers preparation of experiment on test rig in CTU laboratory on Faculty of mechanical engineering.