Research of Safety Indicators of Diesel Train Movement with Two-Stage Spring Suspension

Abstract
EN: The problem of the interaction of rolling stock with the rail track has been analyzed in the present paper. It has been established that in the process of transport science development a number of methods for determining the causes of wheel pairs derailment are developed, which, in a varying degree, take into account the peculiarities of their interaction. The problem of choosing the most accurate method for estimating the causes of rolling stock derailment becomes more complicated because of the lack of sufficient experimental data that would allow us to verify the adequacy of the models. The indicators of stability of the wheel against derailment, which are used on the railways of Ukraine and Europe, have been examined. Their dependences on the speed of movement were derived. It has been established that the increase of the speed of motion leads to the increase of the interaction power of the rolling stock with the rail track, which may, under certain operational parameters, provoke its derailment. As a result of the calculations, it has been shown that the use of norms for car design and calculation used on Ukrainian railways can lead to an inadequate estimation of traffic safety parameters, since it does not take into account the unevenness of the railway track. It has been established that the requirements of BS EN 14363: 2005 European norms are stricter in comparison with the norms for calculation and evaluation of the bearing elements strength and dynamic qualities of motor-vehicle rolling stock used on Ukrainian railways. A comparison of the experimentally and theoretically calculated values of the stability margin coefficient against wheel derailment of the first wheel pair of the diesel train car was carried out.
UK: Анотація. Проаналізовано питання взаємодії рухомого складу з рейковою колією. Встановлено, що у процесі розвитку транспортної науки напрацьовано ряд методів визначення можливості сходу колісної пари з рейкової колії, які у тій чи іншій мірі враховують особливості їх взаємодії. Показано, що методи, покладені у основу розрахунків, різняться між собою. Проблема обрання найбільш точної методики ускладнюється відсутністю достатньої кількості експериментальних даних, які б дозволили перевірити адекватність моделей. Розглядалися показники стійкості колеса від сходу з рейок, які використовуються на залізницях України та Європи. Були отримані їх залежності від швидкості руху. Встановлено, що при збільшенні швидкості руху підвищується силова взаємодія рухомого складу з рейковою колією, яка може при певних експлуатаційних параметрах призвести до його сходу. У результаті розрахунків показано, що використання норм для розрахунку та проектування вагонів, які використовуються на залізницях України, може призвести до недостовірної оцінки параметрів безпеки руху, оскільки не дає можливості врахувати нерівності рейкової колії. Встановлено, що вимоги Європейських норм BS EN 14363:2005 є більш жорсткими порівняно з нормами розрахунку та оцінки міцності несучих елементів і динамічних якостей моторвагонного рухомого складу (МВРС), які використовуються на залізницях України. Проведено порівняння експериментального та теоретичного розрахункового значення коефіцієнта запасу стійкості від сходу колеса з рейки на першій колісній парі вагона дизель-поїзда.
RU: Аннотация. Проанализированы вопросы взаимодействия подвижного состава с рельсовым путем. Установлено, что в процессе развития транспортной науки наработано ряд методов определения возможности схода колесной пары с рельсового пути, которые в той или иной степени учитывают особенности их взаимодействия. Показано, что методы, положенные в основу расчетов, различаются между собой. Проблема избрания наиболее точной методики осложняется отсутствием достаточного количества экспериментальных данных, которые бы позволили проверить адекватность моделей. Рассматривались показатели устойчивости колеса от схода с рельсов, используемых на железных дорогах Украины и Европы. Были получены их зависимости от скорости движения. Установлено, что при увеличении скорости движения повышается силовое взаимодействие подвижного состава с рельсовым путем, которая может при определенных эксплуатационных параметрах привести к его восхода. В результате расчетов показано, что использование норм для расчета и проектирования вагонов, используемых на железных дорогах Украины, может привести к недостоверной оценки параметров безопасности движения, поскольку не дает возможности учесть неровности рельсового пути. Установлено, что требования Европейских норм BS EN 14363: 2005 является более жесткими по сравнению с нормами расчета и оценки прочности несущих элементов и динамических качеств моторвагонного подвижного состава (МВПС), которые используются на железных дорогах Украины. Проведено сравнение экспериментального и теоретического расчетного значения коэффициента запаса устойчивости от схода колеса с рельса на первой колесной паре вагона дизель-поезда.
Description
A. Kuzyshyn: ORCID 0000-0002-3012-5395, A. Batig: ORCID 0000-0003-1205-6004, S. Kostritsa: ORCID 0000-0002-7922-0975, Yu. Sobolevska: ORCID 0000-0002-8087-2014, V. Kovalchuk: ORCID 0000-0003-4350-1756, S. Dovhaniuk: ORCID 0000-0003-1320-3192, O. Voznyak: ORCID 0000-0002-7163-9026
Keywords
rolling stock, rail track, mathematical model, diesel train, coefficient of stability against the wheel's east from the rail, рухомий склад, рейкова колія, математична модель, дизель-поїзд, коефіцієнт запасу стійкості проти від сходу колеса з рейки, подвижной состав, рельсовый путь, математическая модель, дизель-поезд, коэффициент запаса устойчивости прочности от схода колеса с рельса, КТБМ, КВВГ, КФД (ЛФ), КТТ (ЛФ)
Citation
Research of Safety Indicators of Diesel Train Movement with Two-Stage Spring Suspension [Electronic resource] / A. Kuzyshyn, A. Batig, S. Kostritsa, J. Sobolevska, V. Kovalchuk, S. Dovhaniuk, O. Voznyak // MATEC Web of Conferences. – 2018. – Vol. 234 : BulTrans 2018: 10th Intern. Sci. Conf. on Aeronautics, Automotive and Railway Engineering and Technologies, Sozopol, Bulgaria, Sept. 15–17, 2018 / Techn. Univ. of Sofia Sozopol. – DOI:10.1051/matecconf/201823405003.