6. Особенности автосцепного устройства длиннобазных большегрузных вагонов и вагонов для опасных грузов.

С появлением первых длиннобазных большегрузных восьмиосных вагонов в 1961 году были отмечены случаи саморасцепа таких вагонов, сцепленных со стандартными четырехосными вагонами, на сортировочных горках. Кроме того, в кривых малого радиуса менее 120 м не обеспечивалось автоматическое сцепление со стандартными четырехосными вагонами из-за увеличенного поперечного смещения головки автосцепки относительно оси пути. Конструктивные особенности автосцепного устройства восьмиосных вагонов показаны на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1. Автосцепное устройство восьмиосных вагонов.

Центрирующая балочка 1 такого автосцепного устройства имеет две пружины и поддерживающую опору 2. К центрирующей балочке 1 прикреплен также кронштейн горизонтального центрирующего устройства 3. Объединенные ударная розетка и передние упорные угольники 4 имеют увеличенный размер окна, позволяющий хвостовику автосцепки отклоняться на больший угол в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Клин тягового хомута заменен на валик 5, а для его запирания применена специальная поддерживающая планка 6. Внутри полости хвостовика автосцепки между его перемычкой и валиком установлен вкладыш 7, обеспечивающий равномерное распределение нагрузок на перемычку хвостовика при возможных смещениях автосцепки относительно продольной оси симметрии вагона. Хвостовик такой автосцепки имеет сферическую форму упорной поверхности. Соответствующую сферическую форму рабочей поверхности, взаимодействующей с хвостовиком имеет упорная плита 8. Тяговый хомут 9 имеет цилиндрические отверстия для валика. Поглощающий аппарат 10 имеет повышенную энергоемкость и увеличенный рабочий ход. Задние упорные угольники 11 являются типовыми.

Центрирование головки автосцепки в кривых обеспечивается при помощи расположенного на тележке вагона кронштейна 12, торсиона 13, двух кронштейнов 14 и кронштейна на центрирующей балочке 3. Расцепной привод 15 является типовым. На головке автосцепки 16 в нижней части малого зуба имеется кронштейн 17, являющийся нижним ограничителем саморасцепа. Такое автосцепное устройство имеет обозначение СА-3М и классифицируется как автосцепка полужесткого типа.

Аналогичные варианты автосцепного устройства используются не только на восьмиосных, но и на некоторых других типах длиннобазных вагонов. Нижний ограничитель саморасцепа применяется также на пассажирских вагонах.

При превышении допустимых скоростей соударения при маневровых операциях возможно выжимание вверх порожних вагонов и повреждение торцевой части кузова груженого соседнего вагона автосцепкой выжимаемого вагона. Для предотвращения пробоя днища котла цистерн для опасных грузов с 1997 года на малом зубе автосцепки таких цистерн начата установка верхнего ограничителя саморасцепа (рис. 6.2).

Рисунок 6.2. Общий вид автосцепки с верхним ограничителем саморасцепа цистерны для опасных грузов.

7. Поглощающие аппараты.

Раздельные ударно-тяговые приборы первых отечественных двухосных вагонов, включавшие в себя крюк с винтовой стяжкой и буфера, имели незамкнутую листовую рессору для смягчения продольных усилий и поглощения кинетической энергии. Такой вариант установки листовой рессоры по существу являлся первым поглощающим аппаратом.

В настоящее время на вагоны устанавливают поглощающие аппараты различных типов в зависимости от назначения вагонов. Каждый поглощающий аппарат, независимо от его конструкции, характеризуется следующими показателями:

- рабочим ходом подвижных частей аппарата, выходящих за пределы его корпуса;

- энергоемкостью, т.е. количеством поглощаемой энергии при полном ходе при усилии 2 МН (200 тс);

- усилием начального сопротивления.

На основе анализа условий эксплуатации, показавшего значительные различия требований в зависимости от рода перевозимых грузов, был разработан типоразмерный ряд поглощающих аппаратов автосцепного устройства грузовых вагонов (таблица 7.1).

Таблица 7.1. Типоразмерный ряд поглощающих аппаратов.

Наименование показателя	Т-1	Т-2	Т-3	Т-4
Номинальная энергоемкость, кДж, не менее	60 – 80	100 – 120	140 – 160	200 – 400
Максимальная энергоемкость кДж, не менее	80 – 110	30 – 160	190 – 220	400 – 800
Ход аппарата, мм	70 – 120	90 – 120	120	250 – 500
Примеры аппаратов	ПМКП-110; РТ-120	73-ZW; АПЭ-95-УВЗ	73-ZW-Y-2; АПЭ-120; ГА-100М; ГА-500-120
Рекомендуемые типы вагонов	Полувагоны, платформы, крытые для грузов общего назначения, маршрутные поезда	Цистерны, крытые для ценных и экологически опасных грузов	Газовые и химические цистерны для особо опасных грузов	Специализи-рованные вагоны

На современных отечественных грузовых вагонах широкое распространение получили пружинно-фрикционные и эластомерные поглощающие аппараты.

Пружинно-фрикционные аппараты получили наибольшее распространение в вагонах из-за простоты конструкции и возможности их проектирования с удовлетворительными параметрами. Основная часть подвижного состава российских железных дорог оснащена пружинно-фрикционными поглощающими аппаратами шестигранного типа (Ш-6-ТО-4 (рис. 7.1), Ш-1-ТМ, Ш-2-В (рис. 7.2), Ш-2-Т). Эти аппараты по своей энергоемкости относятся к классу «Т-0» и в настоящее время могут использоваться только как запчасти. На вновь строящиеся вагоны устанавливать их запрещено. Гашение энергии в таких аппаратах происходит за счет трения нажимного конуса о фрикционные клинья.

Рисунок 7.1. Поглощающий аппарат Ш-6-ТО-4.

Рисунок 7.2. Поглощающий аппарат Ш-2-В.

К пружинно-фрикционным относится также поглощающий аппарат класса «Т-0» ПМК-110 (рис. 7.3), имеющий металлокерамические фрикционные элементы.

Рисунок 7.3. Поглощающий аппарат ПМК-110.

Для вагонов, требующих повышенной защиты, применяются эластомерные поглощающие аппараты. Действие этих аппаратов основано на перетекании эластомера в зазор между поршнем и цилиндром, который составляет десятые доли миллиметра, или на сжатии эластомера. Это приводит к увеличению энергоемкости аппарата по сравнению с пружинно-фрикционными системами.

Поглощающий аппарат 73-ZW (рис. 7.4) относится к категории амортизаторов, в которых используют в качестве рабочей среды силиконовые эластомеры.

Рисунок 7.4. Поглощающий аппарат 73-ZW.

Внутри корпуса аппарата размещается амортизатор (цилиндр с поршнем и эластомером). Шток амортизатора упирается в днище корпуса аппарата, а основание — в упорную плиту. Плита удерживается четырьмя закрепленными на ней болтами с гайками и шплинтами с помощью двух монтажных планок. Аппарат 73-ZW относится к классу «Т-2» и устанавливается на цистернах для перевозки нефтепродуктов.

Специалистами ГУП «Уралвагонзавод» был разработан эластомерный поглощающий аппарат класса «Т-2» АПЭ-95-УВЗ (рис. 7.5).

Рисунок 7.5. Поглощающий аппарат АПЭ-95-УВЗ.

Внутри корпуса аппарата АПЭ-95-УВЗ располагается амортизатор, который представляет собой цилиндр с эластомером и поршнем. Шток поршня упирается в днище корпуса аппарата, а основание выходит за пределы корпуса. Этот поглощающий аппарат устанавливается на цистернах для перевозки нефтепродуктов.

Позже аппарат 73-ZW был доработан, была увеличена его энергоемкость, ход увеличился с 90 до 120 мм. Доработанному аппарату было присвоено название 73-ZW-Y-2 (рис. 7.6) и класс «Т-3». На штоке аппарата разместили дополнительный упругий элемент, представляющий собой жесткий эластомер.

Рисунок 7.6. Поглощающий аппарат 73-ZW-Y-2.

Аппарат 73-ZW-Y-2 устанавливается на цистернах, перевозящих сжиженные газы. Помимо этого аппарата для установки на цистерны для сжиженных газов устанавливается поглощающий аппарат класса «Т-3» АПЭ-120 (рис. 7.7) производства завода «Авиаагрегат» (г. Самара).

Рисунок 7.7. Поглощающий аппарат АПЭ-120.

Внутри корпуса аппарата АПЭ-120 размещается амортизатор с поршнем, шток которого упирается в упорную плиту. Упорная плита крепится к корпусу аппарата при помощи двух болтов. Эксплуатация аппарата АПЭ-120 показала, что из-за неудачной конструкции аппараты быстро выходят из строя.

На восьмиосные грузовые вагоны устанавливались поглощающие аппараты Ш-1-ТМ и Ш-2-Т. В 60-х годах были предприняты попытки заменить их гидрогазовыми аппаратами повышенной энергоемкости. Такие аппараты создавались в МИИТе на кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство». На рисунке 7.8 показан поглощающий аппарат ГА-100М с ходом 70 мм. На рисунке 7.9 показан аппарат ГА-500 с ходом 120 мм. По своей энергоемкости эти аппараты можно отнести к классу «Т-3».

В конструкции гидрогазовых поглощающих аппаратов имеются две камеры, заполненные газом под давлением, и две камеры с жидкостью (маслом). Камеры с газом выполняют роль упругого элемента, возвращающего аппарат в исходное состояние после снятия нагрузки, а гашение энергии происходит при перетекании жидкости из одной камеры в другую через калибровочные отверстия.

Рисунок 7.8. Поглощающий аппарат ГА-100М.

Рисунок 7.9. Поглощающий аппарат ГА-500.

В настоящее время разработаны и широко используются новые поглощающие аппараты РТ-120 (рис. 7.10) класса «Т-1», изготавливаемые ООО «Вагонмаш». Эти аппараты относятся к фрикционным. Вместо пружин в них применяются упругие элементы.

Рисунок 7.10. Поглощающий аппарат РТ-120.

Поглощающий аппарат ПМКП-110 (рис. 7.11) класса «Т-1» представляет собой доработанный аппарат ПМК-110. Пружины в нем заменены упругими элементами, за счет чего увеличена энергоемкость аппарата.

Рисунок 7.11. Поглощающий аппарат ПМКП-110.

На пассажирском подвижном составе первоначально применялись фрикционные поглощающие аппараты ЦНИИ-Н6 (рис. 7.12).

Рисунок 7.12. Поглощающий аппарат ЦНИИ-Н6.

В настоящее время на пассажирских вагонах устанавливаются резинометаллические аппараты Р2П (рис. 7.13) и Р5П.

Рисунок 7.13. Поглощающий аппарат Р2П.

Аппарат Р2П состоит из корпуса 1, нажимной плиты 2, резинометаллических элементов 3 и стальной плиты-разделителя 4. Гашение энергии происходит в резинометаллических элементах.