CONSTRUCTION OF MECHANICAL MODEL OF THE DIESEL-TRAIN DTKr-2 CAR AND ITS FEATURES

A. Y. Kuzyshyn, А. V. Batig

Abstract


Purpose.The article is aimed to construct the mechanical model of the diesel train DTKr-2 of the Kryukivsk Railway Car Building Works based on the analysis of undercarriage construction. This model will be used in the study of dynamic properties of the vehicle. When constructing the model the design features and its loading methods should be displayed as much as possible. Methodology. When constructing the mechanical model of the diesel train DTKr-2 car, the pneumatic spring, which is the main element of the central spring suspension, was modeled using Kelvin-Voigt node. This node includes elastic and viscous element. Hydraulic shock absorbers that are used both in the central and axle-box spring suspension were modeled as a viscous element. During research, the rigidity of the pneumatic spring, which is associated with the change in its effective area under deformation, was assumed to be zero. Findings. This article analyzed the design of car undercarriage of the diesel train DTKr-2. The mathematical models of its main units were presented, namely, in the central spring suspension – the model of pneumatic spring. Taking into account the peculiarities of design of the diesel train DTKr-2 undercarriage it was developed its mechanical model, which will be used in the future when studying dynamic properties. Originality.For the first time for the diesel train DTKr-2 car it was developed its mechanical model taking into account the features of the interaction of individual elements of its design. It has been proposed as a pneumatic spring to use the Kelvin-Voigt node, which includes parallel arranged elastic and viscous elements. Practical value. On the basis of the proposed mechanical model, a system of ordinary differential equations of car undercarriage movement of the diesel train DTKr-2 (mathematical model) will be compiled. This model is further planned to be used when studying dynamic interaction of the diesel train car undercarriage wheel set with a track in the straight and curved track sections.


Keywords


diesel train; mechanical model; mathematical model; pneumatic spring; spring suspension

References


Horobets, V. L., Snitko, N. P., & Lashko, A. D. (2011). The diagnostic specifications improvement for rolling stock’s traction with using of damping control of vibrational energy. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 36, 7-15. (in Russian)

Dizel-poyezd passazhirskiy DPKr-2: rukovodstvo po ekspluatatsii, DPKr-2.000.000 RE (2014). (in Russian)

Ibragimov, M. A., Kiselev, V. I., Ramlov, V. A., & Skalin, A. V. (2005). Dinamika lokomotivov [tutorial]. Moscow: RGOTUPS. (in Russian)

Kuznetsov, A. V., & Zavt, B. S. (1973). Kolebaniya zheleznodorozhnogo ekipazha na pnevmopodveshivanii s uchetom sobstvennogo dempfirovaniya pnevmoressor. Trudy VNIIV, 22, 18. (in Russian)

Maznev, A. S., & Yevstafev, A. M. (2013). Konstruktsii i dinamika elektricheskogo podvizhnogo sostava [Monograph]. Moscow: FGBOU «Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte». (in Russian)

Makarenko, Y. V., Balev, V. N., & Masliev, V. G. (2001). Rezultaty issledovaniya sistemy pnevmaticheskogo ressornogo podveshivaniya transportnogo sredstva s mikroprotsessornym napravleniyem. Vestnik natsionalnogo tekhnicheskogo universitetata «KhPI», 18, 70-83. (in Russian)

Melikhov, A. N. (1994). Effektivnaya sistema dempfirovaniya pnevmoressory skorostnogo podvizhnogo sostava. (PhD thesis). Available from MIIT, Moscow. (in Russian)

Biryukov, I. B. (Ed.) (1992). Mekhanicheskaya chast tyagovogo podvizhnogo sostava. Moscow: Transport. (in Russian)

Naoteru, O., & Seyiti, N. (1969). Osobennosti kolebaniy i proyektirovaniye pnevmoressor podveshivaniya zheleznodorozhnykh ekipazhey. Nihon Kikai Gakkai Rombunsyu (Jap. Soc. Mech. Eng. A. Trans.), 273, 35. (in Russian)

Reidemeister, O. H., & Kivisheva, A. V. (2016). Dependence of air spring parameters on throttle resistance. Science and Transport Progress, 2 (62), 157-164. doi: 10.15802/stp2016/67339. (in Russian)

Savluk, V. (2014). Istoriia, dosiahnennia ta perspektyvy koliievyprobuvalnoi haluzevoi naukovo-doslidnoi laboratorii DNUZT. Ukrainian Railways, 10(16), 50-55. (in Ukrainian)

Prikhodko, I. V., Duzik, V. N., Lutonin, S. V., Shkabrov, O. A., Myamlin, S. V., & Zhizhko, V. V. (2013). Sozdaniye otechestvennykh passazhirskikh vagonov na telezhkakh s pnevmaticheskim podveshivaniyem. Abstarcts of the International Scientific & Practical Conference «Scientific School Development of Transport Mechanics», Dnepropetrovsk, 40-45. (in Russian)

Iwnicki, S. (2006). Handbook of Railway Vehicle Dynamics. New York: Taylor & Francis Group. doi: 10.1201/9781420004892. (in English)

Koshelev, K. B., Pyshnograi, G. V., & Tolstykh, M. Y. (2015). Modeling of the three-dimensional flow of polymer melt in a convergent channel of rectangular cross-section. Fluid Dynamics, 50(3), 315-321. doi: 10.1134/s0015462815030011. (in English)

Leichtbau bei Schienfahrzeugen – Bastandsaufnahme und Potenziale. (2013). Elektrische Bahnen, 1, 8-12. (in German)

Presthrus, M. (2002). Derevation of air spring model parameters for train simulation: Master of Science program. Retrieved from http://epubl.ltu.se/1402-1617/2002/059/LTU-EX-02059-SE.pdf. (in English)


GOST Style Citations


  1. Горобец, В. Л. Улучшение динамических характеристик тягового подвижного состава с использованием управления гашением энергии колебаний / В. Л. Горобец, Н. П. Снитко, А. Д. Лашко // Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – Дніпропетровськ, 2011. – Вип. 36. – С. 7–15.
  2. Дизель-поезд пассажирский ДПКр-2 : руководство по эксплуатации ДПКр-2.000.000 РЭ. Ч. 1. – [Б. м.], 2014. – 563 с.
  3. Динамика локомотивов : учеб. пособие / М. А. Ибрагимов, В. И. Киселев, В. А. Рамлов, А. В. Скалин. – Москва : РГОТУПС, 2005. – 128 с.
  4. Кузнецов, А. В. Колебания железнодорожного экипажа на пневмоподвешивании с учетом собственного демпфирования пневморессор / А. В. Кузнецов, Б. С. Завт // Тр. ВНИИВ. – Москва, 1973. – Вып. 22. – С. 18.
  5. Мазнев, А. С. Конструкции и динамика электрического подвижного состава : монография / А. С. Мазнев, А. М. Евстафьев. – Москва : ФГБОУ «Учеб.-метод. центр по образованию на ж.-д. трансп.», 2013. – 248 с.
  6. Макаренко, Ю. В. Результаты исследования системы пневматического рессорного подвешивания транспортного средства с микропроцессорным направлением / Ю. В. Макаренко, В. Н. Балев, В. Г. Маслиев // Вестн. нац. техн. ун-та «ХПИ». Серия: Информатика и моделирование : сб. науч. тр. – Харьков, 2001. – № 18. – С. 70–83.
  7. Мелихов, А. Н. Эффективная система демпфирования пневморессоры скоростного подвижного состава : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.22.07 / Мелихов Александр Николаевич ; Моск. гос. ун-т путей сообщ. – Москва, 1994. – 22 с.
  8. Механическая часть тягового подвижного состава : учеб. для вузов ж.-д. трансп. / И. Б. Бирюков, А. Н. Савойськин, Г. П. Бурчак [и др.] ; под ред. И. В. Бирюкова. – Москва : Транспорт, 1992. – 440 с.
  9. Наотэру, О. Особенности колебаний и проектирование пневморессор подвешивания железнодорожных экипажей / О. Наотэру, Н. Сэйити // Нихон кикай гаккай ромбунсю. Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. A. – 1969. – No. 273. – С. 35.
  10. Рейдемейстер, А. Г. Зависимость свойств пневматической рессоры от пневматического сопротивления дросселя / А. Г. Рейдемейстер, А. В. Кивишева // Наука та прогрес транспорту. – 2016. – № 2 (62). – С. 157–164. doi: 10.15802/stp2016/67339.
  11. Савлук, В. Історія, досягнення та перспективи колієвипробувальної галузевої науково-дослідної лабораторії ДНУЗТ / В. Савлук // Укр. залізниці. – 2014. – № 10. – С. 50–55.
  12. Создание отечественных пассажирских вагонов на тележках с пневматическим подвешиванием / И. В. Приходько, В. Н. Дузик, С. В. Лутонин [и др.] // Развитие науч. школы трансп. механики : тез. междунар. науч.-техн. конф. (5.12.2013 г.) / Мин-во образования и науки Украины ; Днепропетр. нац. ун-т ж.-д. трансп. им. акад. В. Лазаряна. – Днепропетровск, 2013. – С. 40–45.
  13. Iwnicki, S. Handbook of Railway Vehicle Dynamics / S. Iwnicki. – New York : Taylor & Francis Group, 2006. – 527 p. doi: 10.1201/9781420004892.
  14. Koshelev, K. B. Modeling of the three-dimensional flow of polymer melt in a convergent channel of rectangular cross-section / K. B. Koshelev, G. V. Pyshnograi, M. Yu. Tolstykh // Fluid Dynamics. – 2015. – Vol. 50. – Iss. 3. – P. 315–321. doi: 10.1134/s0015462815030011.
  15. Leichtbau bei Schienfahrzeugen – Bastandsaufnahme und Potenziale // Elek. Bahnen. – 2013. – No. 1. – Р. 8–12.
  16. Presthrus, M. Derevation of air spring model parameters for train simulation [Електронний ресурс] : Master of Science program / M. Presthrus. – Sweden : Luleå University of Technology, 2002. – 75 p. – Режим доступу: http://epubl.ltu.se/1402-1617/2002/059/LTU–EX–02059–SE.pdf. – Назва з екрана. – Перевірено : 10.12.2015.


DOI: https://doi.org/10.15802/stp2017/117936

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)