Aks Asılı ve Burun Süspansiyonlu Çekiş Motoru Karşılaştırması: Tasarım, Avantajları, ve Demiryolu Uygulamaları

Bir tren rayda düzgün bir şekilde hızlandığında, çoğu yolcu doğal olarak çekiş motorunun ham gücünü düşünüyor. Ancak bir demiryolu mühendisine uzun vadeli performans açısından gerçekten neyin önemli olduğunu sorarsanız, daha az belirgin bir şeye işaret edecekler: bu motorlar bojiye nasıl monte edilir.

Montaj düzeni yaylanmayan kütleyi etkiler, sürüş kalitesi, tekerlek-ray kuvvetleri, bakım aralıkları, ve hatta enerji verimliliği. Modern demiryolu taşıtlarında, iki konfigürasyon hakimdir: aksa asılı ve buruna asılı çekiş motorları. Çarkları döndürmek gibi aynı temel hedefi paylaşıyorlar, ama onların dinamik davranışları, boji bileşenleri üzerindeki etki, ve ideal uygulamalar oldukça farklıdır.

Aksa Asılı Çekiş Motoru Nedir??

Eskilerden başlayalım, daha basit tasarım: aksa asılı çekiş motoru. Adından da anlaşılacağı gibi, bu motor doğrudan aksa asılır. Motor çerçevesi, manşon veya makaralı rulmanlar aracılığıyla aksın üzerine oturur, böylece tüm motor tekerlek takımıyla birlikte yukarı ve aşağı hareket eder.

[ Boji Çerçevesi ]

       │

   (Yaylar)

       │

[ Teker / Aks ] ◄─── [ Çekiş Motoru ] (Doğrudan aksa kelepçelendi)

Figür 1: Aksa asılı bir düzende, motor doğrudan aksa kenetlenir ve tekerlek takımıyla uyum içinde hareket eder.

Nasıl Aksa Asılı Çekiş Motoru çalışır

Motor, genellikle gövde adı verilen bir döküm mahfazaya sıkı bir şekilde cıvatalanır. Aksa Asılı Süspansiyon Muhafazası daha sonra ağır hizmet tipi rulmanlar aracılığıyla aksa monte edilir. Bu mahfaza çekiş torkunun her newtonunu iletir ve motorun ağırlığını doğrudan tekerlek takımına aktarır. Bundan fazla 90 Motorun ölü ağırlığının yüzde 100'ü ana süspansiyonu atlayarak doğrudan piste iniyor.

Mühendisler neden hala kullanıyor? Aksa Asılı Çekiş Motoru

Aksa asılı tasarımın üç büyük avantajı vardır. Birinci, kompakttır; boji şasisinin içinde neredeyse hiç yer kaplamaz. Saniye, Az sayıda hareketli parçayla mekanik tasarım basit olduğundan yapımı daha az maliyetlidir. Üçüncü, bakım basittir: Depo revizyonları sırasında motora kolayca erişebilir ve değiştirebilirsiniz. Ve vites geçişi doğrudan olduğundan, neredeyse hiç güç kaybı yok.

Takaslar

Dezavantajı ise tüm motor kütlesinin doğrudan yaylanmayan kütleye eklenmesidir. Süspansiyon tamponu olmadığından, Her hat düzensizliği doğrudan motora ve raya yüksek frekanslı bir şok gönderir. Mesai, bu sert titreşimler motor gövdesindeki ve yakındaki boji bileşenlerindeki yorulmayı hızlandırır. Bu nedenle yolcu trenlerinde aksa asılı motorları nadiren görürsünüz; bunlar çok serttir.

Burundan Süspansiyonlu Çekiş Motoru Nedir??

Burunda asılı tasarım, aksa asılı düzenin sertliğini gidermek için geliştirildi. Tüm motor ağırlığını aksın üzerine boşaltmak yerine, bu düzenleme yükü aks ile boji şasisi arasında bölüştürür.

       ┌────────────────────────┐

[ Boji Çerçevesi ] ◄──(Esnek Burun)──┤

       │ │

   (Yaylar)             [Çekiş Motoru]

       │ │

[ Teker / Aks ] ◄───(Vites kutusu)──┘

Figür 2: Burundan asılı bir motor düzeneğinde, ağırlık aks ile boji şasisi üzerindeki esnek burun bağlantısı arasında paylaştırılır.

Nasıl Burun Süspansiyonlu Çekiş Motoru çalışır

Motorun bir tarafı (şanzıman sonu) hala aksa bağlı. Ama diğer taraf - “burun”—esnek bir eleman vasıtasıyla boji şasisine monte edilir, tipik olarak kauçuk bir sandviç montaj parçası veya çelik bir yay. Bu esnek burun, motorun hafifçe dönmesini sağlar, dönme torku şoklarını ve dikey darbeleri absorbe eder.

Ağırlığın neredeyse tamamının aksta kaldığı aksa asılı tasarımın aksine, burada sadece yaklaşık 30 ile 40 Motor kütlesinin yüzdesi aks ve dişli kutusu tarafından desteklenir. Geriye kalan 60 ile 70 yüzdesi boji çerçevesi tarafından burun süspansiyonu boyunca taşınır.

Yolcu trenleri neden tercih ediliyor? Burun Süspansiyonlu Çekiş Motoru

Motor kütlesinin çoğunu bojinin yaylı kısmına kaydırarak, burunda asılı tasarım, yaylanmayan kütleyi önemli ölçüde azaltır. Bu, yolcular için daha yumuşak bir sürüş kalitesi ve pistte daha az aşınma anlamına gelir. Aynı zamanda yüksek hızlarda dinamik stabiliteyi de artırır; trenin yanal salınımları yakalama veya geliştirme olasılığı daha azdır. Bu yüzden metrolarda burundan asılı motorlar bulacaksınız, Banliyö EMU'ları, ve bölgesel yolcu trenleri.

Ödediğiniz fiyat

Takas karmaşıktır. Tork kollarına ihtiyacınız var, esnek bağlantılar, ve esnek montajlar, bunların hepsi hassas mühendislik entegrasyonu gerektirir. Ve bu elastik bileşenler aşınır; kauçuk sertleşir, yay yorgunluğuna neden olur; bu nedenle bunları düzenli olarak incelemeniz ve değiştirmeniz gerekir. Başlangıç ​​maliyeti de aksa asılı kurulumdan daha yüksektir.

Her Sistemde Güç Nasıl Akıyor?

Gerçek dünya farkını anlamak için, iki yol izleyelim: güç yolu (tork tekerleklere nasıl ulaşır?) ve ağırlık yolu (motorun kütlesi nereye gidiyor).

biraksa asılı motor, güç motordan pinyona akar, sonra boğa dişlisine, daha sonra aksa, ve nihayet tekerleklere. Ağırlık yolu basittir: bundan fazla 90 Motor kütlesinin yüzdesi doğrudan aks üzerinde yer alır.

birburnu asılı motor, güç yolu neredeyse aynı: motor, pinyon, dişli çark, aks, tekerlekler. Ama ağırlık yolu farklı. Hakkında 30 ile 40 yüzdesi aksa ve şanzımana gidiyor, sırasında 60 ile 70 yüzdesi süspansiyon burnundan boji şasisine kadar gider.

Kısa bir not: bazı modern kentsel toplu taşıma uygulamaları, burundan asılı motorlara esnek dişli çarklar (dahili kauçuk sönümleme bloklu dişli çarklar) ekler. Bu daha da fazla gürültü ve titreşim azalması sağlar, ancak isteğe bağlı bir özelliktir, burun askısının kendisi için bir gereklilik değildir.

Köken Kütlesi: Gerçek Hikaye

Demiryolu taşıtları mühendisine motor süspansiyonunun neden önemli olduğunu sorarsanız, cevap her zaman yayılmamış kütleye geri dönecektir.

Yayılmayan kütle tam olarak nedir?

Yayılmayan kütle, birincil süspansiyon yayları tarafından desteklenmeyen tüm bileşenler anlamına gelir. Tipik bir bojide, tekerlekler ve akslar dahil (tüm tekerlek takımı), aks kutuları ve yataklar, şanzıman muhafazası (ya da çoğunu), the aksa asılı süspansiyon muhafazası ve iç yatakları, ve çekiş motorunun doğrudan aksın üzerine oturan kısmı.

Temel fizik basittir: Pistteki dinamik darbe kuvveti, yaysız kütle ile palet kusurlarından kaynaklanan dikey ivmenin çarpımına eşittir. Denklem formunda: F = M<alt>sen</alt> × bir, F kilonewton cinsindendir, M<alt>sen</alt> ton cinsinden, ve a cinsinden metre/saniye kare.

Yayılmayan kütle yüksek olduğunda, Hız arttıkça darbe kuvvetleri hızla artar. Daha hızlı parça bozulması elde edersiniz, toza dönüşen balast, ve tüm tren boyunca şiddetli titreşim.

Hız neden her şeyi değiştirir?

Ağır yük taşımacılığı için 60 ile 100 km/saat, aksa asılı motorun yüksek yaysız kütlesi kabul edilebilir. Ray kusurlarından kaynaklanan dikey ivmeler hala orta düzeyde, yani etkiler yönetilebilir.

Ancak yolcu trenleri ve metrolar için 120 200'den fazla km/saat'e kadar, Yayılmayan kütlenin en aza indirilmesi tartışılamaz hale gelir. Yukarıya çıktığınızda 250 ile 280 km/saat, Birçok tasarımcı, yaysız kütleyi mutlak minimuma indirmek için burun askılı motorlardan tamamen askılı motorlara (kardan şaftlı çerçeveye monteli veya gövdeye monteli konfigürasyonlar) geçiyor. Fakat, Buruna asılan motorlar, 250-280 km/saat aralığına kadar mükemmel bir şekilde kullanılabilir ve uygun maliyetli kalır.

Bire Bir Karşılaştırma ile ilgili Çekiş Motoru

Her Türü Nerede Bulabilirsiniz? ile ilgili Çekiş Motoru

Ağır yük lokomotifleri

Nakliye operatörleri üç şeye önem verir: çekiş çabasının başlatılması, sağlam basitlik, ve düşük işletme maliyeti. Sorunsuz sürüşleri umursamıyorlar. Çünkü yük trenleri daha düşük hızlarda çalışır ancak çok büyük bir torka ihtiyaç duyar, aksa asılı motorlar hala iş gücümüzdür. Çok az bakımla ağır nakliye koridorlarının tozundan ve kötü kullanımından kurtuluyorlar.

Metro ve banliyö trenleri

Kentsel ulaşım tam tersi bir dünyadır. Sık sık hızlanma ve frenleme yapıyorsunuz, sıkı programlar, ve konforlu bir yolculuk bekleyen yolcular. Burundan asılı motorlar buraya mükemmel uyum sağlar. Yayılmayan kütleyi azaltarak, tüm bu dur-kalk döngüleri sırasında kabin titreşimini azaltır ve palet aşınmasını azaltırlar.

Motor Montajı Tekerleklerinizi ve Akslarınızı Nasıl Etkiler?

Aksa asılı ve buruna asılı arasındaki seçim yalnızca motoru etkilemez. Tekerleklerinizin ve akslarınızın ne kadar dayanacağını doğrudan belirler.

[ Yüksek Yayılmamış Kütle (Aks Asılı) ]

       │

       ▼

[ Artan Temas Gerilmeleri ] ── ► Lastik Sırtında Parçalanma & Bombardımanı (Tekerlekler)

       │

       ▼

[ Yüksek Döngüsel Titreşimler ] ── ► Hızlandırılmış Yorgunluk (Akslar)

Tekerlekler üzerindeki etki

Aksa asılı bir motorunuz olduğunda, her dikey şok doğrudan tekerlek takımına geçer. Bu, tekerlek-ray arayüzünde daha yüksek temas gerilimi anlamına gelir. Sonuç olarak daha hızlı lastik aşınması elde edilir, erken içi boş aşınma profilleri, ve artan yuvarlanma teması yorgunluğu (RCF) bu da kabuklanmaya ve parçalanmaya yol açar. Tekerlek torna tezgahı tekerleklerinizi daha sık görecek, ve toplam tekerlek ömrü azalır.

Akslar üzerindeki etki

Aynı yüksek frekanslı titreşimler aksları vuruyor. Dinamik bükülme ve burulma gerilimleri artıyor, aks gövdesinde yorulma birikiminin hızlanması. Aksa asılı motorlar kullanıyorsanız, sıkı, tahribatsız testlere (ultrasonik muayene) ihtiyacınız var, örneğin; en yüksek metalurji standartlarında üretilmiş akslara ihtiyacınız var. Kısayol yok.

Aksa Asılı Süspansiyon Muhafazasının Kritik Rolü

Çoğu zaman gözden kaçan bir bileşen var, yine de tüm sistemin yapısal temel taşıdır: aksa asılı süspansiyon muhafazası, Çin demiryolu mühendisliğinde bilindiği üzere. Bu mahfaza, her newton çekiş torkunu ve her kilogram yaysız kütleyi motordan tekerlek takımına aktarır. Üç çeşit cezaya dayanmak zorunda:

• Tekrarlanan dikey ray darbelerinden kaynaklanan yüksek döngülü yorgunluk
• Motor tork dalgalanmasının neden olduğu burulma salınımları
• Toz gibi zorlu çevre koşulları, nem, ve aşırı sıcaklıklar

Burada kalite neden önemlidir?

Kötü dökülmüş veya yetersiz ısıl işleme tabi tutulmuş bir muhafaza çatlayabilir. Bu, aks yataklarının yanlış hizalanmasına yol açar, ve en kötü durumda, cer motoru akstan ayrılabilir; bu, hareket eden herhangi bir trende ciddi bir güvenlik tehlikesi oluşturur.

Şu tarihte: Luoyang Fonyo Ağır Sanayi A.Ş., Ltd.. , En zorlu demiryolu standartlarına göre hassas dingilli süspansiyon muhafazaları üretiyoruz, içermek AAR, İÇİNDE, ve GB/T. Muhafazalarımız yüksek mukavemetli sfero dökme demirden yapılmıştır (EN-GJS-400-18LT veya eşdeğeri) veya dökme çelik kaliteleri. Rulman yuvalarını sıkı eş merkezlilik toleranslarına göre işliyoruz, ve sıkı tahribatsız testler gerçekleştiriyoruz (MT ve UT) her dökümde. Bu konutları halihazırda Avrupa çapında birçok ülkeye ihraç ettik., Güneydoğu Asya, Güney Amerika, ve Orta Doğu.

Filonuzda aksa asılı veya buruna asılı motorlar kullanılıp kullanılmadığı, Fonyo uyumlu tedarik edebilir, Tekerlek ve aks ömrünü uzatmaya ve yaysız kütleden kaynaklanan arızaları azaltmaya yardımcı olan montaja hazır muhafazalar.

Yüksek Gerilim Demiryolu Bileşenleri için Üretim Ortağınız

Şu tarihte: Luoyang Fonyo Ağır Sanayi A.Ş., Ltd.. , hem aksa asılı hem de buruna asılı tahrik sistemlerinin oluşturduğu kuvvetleri anlıyoruz. Ağır hizmet üretiyoruz Demiryolu Tekerlekleri, hassas dövme Demiryolu Aksları, aksa asılı süspansiyon muhafazaları, sağlam Şanzıman Muhafazaları, dayanıklı Boji Bileşenleri, ve uzmanlaşmış Demiryolu Dökümleri—hepsi en yüksek dinamik yükleri kaldıracak şekilde tasarlandı.

İster eski bir lokomotifin bakımını yapıyor olun ister yeni bir metro filosu geliştiriyor olun, mühendislik ekibimiz çizimlerinize ve uluslararası demiryolu özelliklerine göre tam OEM ve özel üretim sağlar.

Bir sonraki demiryolu taşıtı projenizi görüşmek için bugün bizimle iletişime geçin.