Lateral dynamics of two-axle freight bogies with passive steering systems

• Autorzy: Matej J.

Warianty tytułu

PL

Dynamika poprzeczna dwuosiowych wózków wagonu towarowego z pasywnymi układami sterującymi zestawami kół

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Three examples of two-axle railway bogies, each equipped with simple passive steering mechanism connecting wheelsets, have been presented in the paper. To connect the neighbouring wheelsets the stiff rods or combination of stiff rods and first-order lever attached to the bogie frame were utilized. Linear mathematical models of classical bogie and bogies equipped with mechanical steering systems have been build. Comparative tests, according to the dynamic stability on a straight track and steerability on a curved track of the bogie models, have been done in time domain. Numerical results were analysed in terms of the critical speed on a straight track and the wheelsets alignment on a curved track. Computer simulations have been executed using Wolfram Mathematica numerical tool. In case of two-axle bogies with lever mechanism and two-axle bogies with cross-braced connection arms better dynamic properties on a straight track were observed. It was also proved that the performance of the bogie with four-bar linkage is worse than the first two mentioned above propositions.

PL

Rynek przewozów towarowych wykazuje duże zapotrzebowanie na wagony towarowe poruszające się z prędkościami rzędu 160 km/h po torze prostym. W artykule analizowano trzy rozwiązania wózków dwuosiowych z pasywnymi układami sterującymi położeniem zestawów kół w torze kolejowym. Przedstawiono modele matematyczne takich wózków oraz wykonano obliczenia numeryczne z zastosowaniem kryteriów oceny dynamiki właściwych dla toru prostego i zakrzywionego. W pierwszym przypadku była to prędkość krytyczna, w drugim - skłonność do przyjmowania przez zestawy kół położenia zbliżonego do promieniowego ustawienia na torze zakrzywionym. Wykorzystano możliwości programu Wolfram Mathematica. W przypadku dwuosiowych wózków z mechanizmem dźwigniowym oraz krzyżowym sprzężeniem zestawów kół wyniki obliczeń numerycznych potwierdziły oczekiwania dotyczące dynamiki poprzecznej tych konstrukcji.

Słowa kluczowe

EN

two-axle railway bogie; passive steering of the wheelsets; lateral dynamics of railway bogie; railway bogie

PL

wózek kolejowy dwuosiowy; pasywne sterowanie zestawami kół; dynamika poprzeczna pojazdu szynowego; pojazd szynowy

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 5/114
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Matej J.

• Warsaw University of Technology, Institute of Vehicles

Bibliografia

• [1] Garg K., Dukkipati V.: Dynamics of railway vehicle systems. Academic Press Canada, 1984,
• [2] Kalker J.J.: Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contact. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht/Boston/London, 1990,
• [3] Matej J.: Wpływ asymetrii struktury wózka na prędkość krytyczną wagonu towarowego w ruchu po torze prostym. Politechnika Warszawska, Zeszyty Instytutu Pojazdów, z. 4(39)/2000, pp. 39-54. (in Polish),
• [4] Matej J.: The influence of the wheel tread profile on the movement of the wheel-set on a straight track. Proceedings of the Institute of Vehicles, 2016, 4 (108), pp. 45-65,
• [5] Shogo Kamoshita, Makoto Ishige, Eisaku Sato, Katsuya Tanifuji.: Development of Assist Steering Bogie System for Reducing the Lateral Force. Railway Technology Avalanche, July 17, 2008, No 22-23,
• [6] Wickens, A., H.: Steering and stability of the bogie: vehicle dynamics and suspension design. IMechE 1991, pp. 109-122.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).