Методы производства испытаний

Ходовые испытания локомотивов выполняются с помощью тягово-энергетических лабораторий, которые пришли на смену динамометрическим вагонам, многие годы применявшимся на сети железных дорог для испытаний тягового подвижного состава. Эти лаборатории представляют собой вагоны-лаборатории, оборудованные всеми необходимыми измерительными и вычислительными средствами.

Тягово-энергетическую лабораторию устанавливают в составе поезда за опытным локомотивом перед первым вагоном. Измерительные датчики, установленные на опытном локомотиве, соединяются кабелем с измерительно-вычислительным комплексом вагона-лаборатории.

Для измерения продольных сил: тяги, торможения в процессе движения тягово-энергетическая лаборатория оборудуется гидравлическим динамометром, как правило – гидравлическим кассетным однокамерным динамометром опытного завода ВНИИЖТ МПС.

Следует отметить, что гидравлический кассетный однокамерный динамометр обладает большой инерционностью, что приводит к значительным погрешностям результатов испытаний. Кроме того, такой динамометр чрезвычайно сложно тарировать, т.е. установить масштаб, с помощью которого определяются фактические значения полученных сил в процессе испытаний. По этим и ряду других причин современные тягово-энергетические лаборатории оборудуются электрическими тензометрическими динамометрами. В качестве электрического тензометрического динамометра используют хвостовик автосцепки (Рисунок 1). Деформация хвостовика автосцепки от сил тяги и торможения с помощью тензодатчиков и регистрируемой электрических сигналов аппаратуры позволяет оценивать в динамике тягово-тормозные силы локомотива в процессе испытаний. Недостатком этого способа следует считать трудности тарировки динамометрической автосцепки.

Рисунок 1. Автосцепка с тензометрирующим элементом.

Наиболее целесообразно оценивать тяговые свойства исследуемого локомотива с помощью «Сцепного устройства динамометрического вагона» - тензометрического клина автосцепки, разработанного группой авторов кафедры «Локомотивы» ЛИИЖТа (ПГУПС) и защищённого Авторским свидетельством за № 1111915 в 1983 году.

Рисунок 2. Работа тензометрического клина автосцепки в режиме тяги.

1 – хвостовик автосцепки; 2 – хомут; 3 – тензометрический клин; 4 – болты, удерживающие клин.

Тензометрический клин в процессе испытаний устанавливается на локомотиве вместо штатного клина (Рисунок 2) Блок питания, тензостанция, осциллограф или компьютер можно устанавливать непосредственно в нерабочей кабине машиниста. Скорость движения локомотива фиксируется на осциллографе или компьютере от магнитоэлектрического датчика, устанавливаемого непосредственно в буксе колёсной пары. Тензометрический клин перед испытаниями тарируется (Рисунок 3) на образцовом прессе от 0 до 100 т. Одновременно подбирают контрольное сопротивление для электротарировки, проводимое в процессе эксперимента с целью получения достоверных данных сил тяги.

Рисунок 3. Тарировка тензометрического клина на образцовом прессе.

1, 3 – приспособления для тарировки тензометрического клина; 2 – тензометрический клин.

На рисунке 4 представлена осциллограмма с записью силы тяги тепловоза ТГ102-158 с поездом, весом Q = 2800 т , 142 оси (07.05.1975 года) при трогании с места на станции Гатчина Товарная-Балтийская.

Точность результата записи силы тяги в динамике позволяет более достоверно оценивать тяговые свойства испытываемого локомотива.

Рисунок 4. Пример записи осциллограммы силы тяги тепловоза ТГ102 при трогании с места