Вагон и маленькая тележка

Геннадий Петров,

заведующий кафедрой

«Вагоны и вагонное

хозяйство» МИИТа,

профессор, д.т.н.

Все четырёхосные грузовые вагоны а России и других странах СНГ сейчас оснащены трехэлементными тележками модели 18-100, принятой к серийному производству в 1955 году. С тех пор в этой модели принципиально ничего не изменилось, усилены лишь несущие элементы и добавлены износостойкие материалы для увеличения осевых нагрузок и межремонтных пробегов.

За полвека учёные разработали другие конструкции тележек, но освоить их производство отечественные машиностроители не спешат.

Ещё в 1970-х годах сотрудники нашей кафедры совместно со специалистами ЦКБ ТМ из Твери создали вагонную тележку для боевого железнодорожного ракетного комплекса, размещавшегося в 8-осных вагонах грузоподъёмностью 135 тонн. Она обладала высокими ходовыми качествами и надёжностью. Это был первый прототип тележки 18-9945 с раздельным гашением вертикальных и горизонтальных колебаний. В ней установлены специальные связи между боковыми рамами в виде двух перекрещивающихся стержней и двух продольных поводков, связанных с надрессорной балкой, как у тележки пассажирских вагонов. Были улучшены ходовые динамические качества тележки, особенно при проходе многочисленных неровностей рельсового пути плохого качества. В дальнейшем в этой тележке были применены гидравлические гасители колебаний, что, впрочем, оказалось дорого и ненадёжно для обычных грузовых вагонов, а потом амортизаторы с жидким и твёрдым эластомером.

Впервые натурные ходовые испытания прототипа тележки с гидравлическими гасителями колебаний под 8-осной цистерной с опиранием кузова на роликовые опоры грузоподъёмностью 125 тонн прошли ещё в 1988 году. Затем её с эластомерными амортизаторами опробовали под железнодорожным краном «Сокол», отличающимся плохой динамикой. Его центр тяжести расположен очень высоко, он имеет короткую базу и неравномерное распределение нагрузок по тележкам и колёсам. В ходе испытаний мы убедились, что ходовые качества крана на новых тележках стали значительно лучше, чем у следовавшего рядом вагона-эталона. В дальнейшем для гашения колебаний конструкторы использовали новые жёсткие эластомеры. Они дешевле и морозоустойчивы. В рессорном подвешивании у такой тележки практически ничего не изнашивается, а вот на модели 18-100 этого добиться нельзя.

Так как ходовые качества у вагона стали значительно лучше, то меньше будет воздействие поезда на верхнее строение железнодорожного пути, значит, рельсы прослужат намного дольше. Сократится износ всех деталей и узлов у тележек и самого вагона, увеличатся его межремонтные пробеги. В начале 2000-х годов этой разработкой заинтересовались специалисты департамента вагонного хозяйства. Мы заключили с ОАО «РЖД» договор о создании экспериментального образца длиннобазного вагона-платформы на опытной тележке 18-9945 со штампосварными несущими элементами и проведении необходимого комплекса испытаний. В 2оо6 году на предприятии «Алтайвагон» изготовили опытный образец вагона на новых тележках, но потом финансирование проекта свернули, а испытания конструкции так и не провели. Опытная тележка, конечно, пока дороже серийной на 10-30%, зато её динамика на 40-80% лучше. Межремонтный пробег будет как минимум 500 тыс. км, а конструкционная скорость - до 140 км/ч. Её специально создавали для длиннобазных вагонов, предназначенных для скоростных контейнерных перевозок. Кстати, недавно китайские конструкторы предложили казахстанским железнодорожникам грузовые тележки, в которых применены аналогичные диагональные связи. Для улучшения ходовых качеств серийной тележки модели 18-100 по проекту сотрудников ПКБ ЦВ устанавливают износостойкие элементы между корпусом буксы и боковиной. Пластина из мягкой стали, изнашиваясь сама, не позволяет стираться дорогим несущим элементам. Аналогичный элемент ставят в клиновое рессорное подвешивание, на колпаки скользунов и в пятниковый узел.

Мы предлагаем сделать износостойкие элементы упруго-фрикционными, проведя вулканизацию двух стальных пластин с помощью слоя твёрдого эластомера. Существуют и другие варианты модернизации, позволяющие уменьшить вибрацию тележки вдвое. Тем самым можно увеличить межремонтный пробег вагонов в 1,5-2,5 раза.

Для решения проблемы низкого качества литых несущих деталей тележек нужно использовать зарубежный опыт в области не только технологии производства, но и проектирования. Например, на Тихвинском вагоностроительном заводе недавно изготовили тележку модели 18-9810 типа Barer S-2-R. Она отличается увеличенной высотой сечения боковых рам в проёме, что повысило её эксплуатационную надёжность.

В нашей стране пора уже отказаться от концепции использования единой тележки для всех типов грузовых вагонов. Однако необходимо предостеречь, что слепое копирование зарубежных разработок без учёта особенностей работы отечественных железных дорог может завести в тупик.