Transport engineering Transport engineering Транспортное машиностроение 2782-5957 106674 10.30987/2782-5957-2025-11-48-62 Транспортные системы Transport systems Транспортные системы ANALYSIS OF POSSIBLE DESIGN SOLUTIONS OF LOCOMOTIVE TRACTION DRIVES АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ТЯГОВЫХ ПРИВОДОВ ЛОКОМОТИВОВ Воробьев Владимир Иванович Vorob'ev Vladimir Ivanovich vladimvorobiev@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-1836-0923 Пугачев Александр Анатольевич Pugachev Aleksandr Anatolyevich alexander-pugachev@rambler.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Фатеев Андрей Анатольевич Fateev Andrey Anatolyevich fateev_70@list.ru Брянский государственный технический университет Брянск Россия Bryansk State Technical University Bryansk Russian Federation Брянский государственный технический университет Bryansk State Technical University Российский университет транспорта Москва Россия Russian University of Transport Moscow Russian Federation 28 11 2025 28 11 2025 2025 11 48 62 06 10 2025 15 10 2025 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/106674/view

Рассмотрена проблема критериев выбора тягового привода для перспективных грузовых локомотивов. В результате анализа конструкций тяговых приводов, обеспечивающих максимальную реализацию тяговых свойств и снижение проскальзывания колес по рельсу установлено, что указанным требованиям соответствуют конструкции приводов с опиранием большого зубчатого колеса на ось колесной пары и наличием в валопроводах упругого звена, а именно приводы с опорно-рамным подвешиванием ТЭД и осевым редуктором, с опорно-осевым подвешиванием ТЭД агрегатной компоновки и с опорно-осевым подвешиванием ТЭД интегрированной компоновки с упругими элементами на быстроходной или тихоходной стороне тяговой передачи. Предложен привод агрегатной компоновки с уменьшенным числом осевых подшипником и увеличенным местом для их размещения, привод интегрированной компоновки с торсионом в полом якоре и привод интегрированной компоновки с упругим звеном в виде дисковых резинокордных муфт.

The problem of criteria for choosing a traction drive for promising freight locomotives is considered. As a result of the analysis of traction drive designs that maximize traction properties and reduce wheel slippage on the rail, it is found that the specified requirements are met by the design of drives with the support of a large gear wheel on the axle of the wheelset and the presence of an elastic link in the shaft lines, namely drives with a support frame suspension TED and an axial gearbox with an axial suspension TED of an aggregate layout and with axial suspension TED of an integrated layout with elastic elements on the high-speed or slow-speed side of the traction transmission. An aggregate drive with a reduced number of axial bearings and an increased space for their placement, an integrated drive with a torsion bar in a hollow armature, and an integrated drive with an elastic link in the form of disc rubber-cord couplings are proposed.

 привод локомотив сцепление колесо рельс динамика надежность конструирование drive locomotive coupling wheel rail dynamics reliability design

Расширенная классификация механической части тяговых приводов локомотивов. / А.С. Космодамианский, В.И. Воробьев, О.В. Измеров, Д.Н. Шевченко, Е.В. Николаев // Наука и техника транспорта, 2, М., Российский университет транспорта (МИИТ), 2022 – С. 60-68. Kosmodamiansky AS, Vorobyov VI, Izmerov OV, Shevchenko DN, Nikolaev EV. Extended classification of the mechanical part of locomotive traction drives. Science and Technology in Transport. Moscow: Russian University of Transport (MIIT); 2022. Повышение надежности и несущей способности зубчатых тяговых передач. /Г.И. Михайлов. – Казань: Алгоритм, 2023 – 560 с. Mikhailov GI. Improving reliability and load-bearing capacity of toothed traction gears. Kazan: Algorithm; 2023. Устройство и эксплуатация электровоза 2ЭС10 / И.А. Осинцев, А.А. Логинов // М.: ОАО «Российские железные дороги», 2015. – 333 с. Osintsev IA, Loginov AA. Design and operation of 2ES10electric locomotive. Moscow: Russian Railways; 2015. Евстратов А. С. Экипажные части тепловозов. − М.: «Машиностроение», 1987 – 136 с. Evstratov AS. Carriage parts of diesel locomotives. Moscow: Mashinostroenie; 1987. Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения надежности. Утверждена Распоряжением ОАО РЖД от 22 декабря 2017 г. № 2706р // - . – М. : ОАО РЖД, 2017. – 53 с. Russian Railways. Method for assessing the impact of rolling stock on the track according to the conditions for ensuring reliability. Moscow: Russian Railways. 2017 Dec 22. Космодамианский А.С., Воробьёв В.И., Измеров О.В., Николаев Е.В., Шевченко Д.Н. Повышение тягово-сцепных свойств локомотивов путем совершенствования экипажной части. Мир транспорта. 2024;22(2):47-68. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2024-22-2-6. Kosmodamiansky AS, Vorobyov VI, Izmerov OV, Nikolaev EV, Shevchenko DN. Improving locomotive traction and adhesion properties by improving the undercarriage. World of Transport and Transportation Journal [Internet]. 2024;22(2):47-68. Available from: https://doi.org/10.30932/1992-3252-2024-22-2-6. Бирюков И.В. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог / И.В. Бирюков, А.И. Беляев А.И, Е.К. Рыбников // М., Транспорт, 1986 – 256 с. Biryukov IV, Belyaev AI, Rybnikov EK. Traction transmission of electric rolling stock. Moscow: Transport; 1986. Развитие локомотивной тяги / [Н. А. Фуфрянский, А. Н. Долганов, А. С. Нестрахов и др.]; Под ред. Н. А. Фуфрянского, А. Н. Бевзенко. - Москва: Транспорт, 1982. - 303 с. Fufryansky NA, Dolganov AN, Nestrakhov AS. Development of locomotive traction. Moscow: Transport; 1982. On the Polygonal Wear Evolution of Heavy-Haul Locomotive Wheels due to Wheel/Rail Flexibility and Its Mitigation Measures / Yunfan Yang, Feifan Chai, Pengfei Liu, Liang Ling, Kaiyun Wang, Wanming Zhai // Chinese Journal of Mechanical Engineering 37(16) April 2024– С. 1-22. Yunfan Y, Feifan Ch, Pengfei L, Liang L, Kaiyun Wg, Wanming Zh. On the polygonal wear evolution of heavy-haul locomotive wheels due to wheel/rail flexibility and its mitigation measures. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2024;37(16):1-22. Ивахин, А. И. Испытания грузового тепловоза с макетной системой повышения тяговых качеств / А. И. Ивахин, В. И. Травиничев, Д. И. Петраков. //Тяжелое машиностроение. - 2014. - № 6. - С. 17-21. - Текст : непосредственный. Ivakhin AI, Travinichev VI, Petrakov DI. Tests of a freight locomotive with a mock-up system for improving traction qualities. Tyazheloye Mashinostroyeniye. 2014;6:17-21. Котяев, Д. В. Применение макетной системы для проведения натурных экспериментальных исследований влияния электрического тока на повышение тяговых качеств тепловоза / Д. В. Котяев, А. С. Космодамианский, А. И. Ивахин. // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2023. – № 1. – С. 10–17. – Текст : непосредственный. Kotyaev DV, Kosmodamiansky AS, Ivakhin AI. Application of a mock-up system for conducting field experimental studies of the effect of electric current on increasing the traction qualities of a diesel locomotive. Fundamental and Applied Problems of Technics and Technology. 2023;1:10-17. Техническая инновационика. Теоретические основы: монография / А.С. Космодамианский, М.И. Борзенков, В.И. Воробьев [и др.]. – Орёл: ОГУ имени И.С. Тургенева, 2024 – 323 с.: ил. Kosmodamiansky AS, Borzenkov MI, Vorobyov VI. Technical innovation. Theoretical foundations: monograph. Orel: OSU named after I.S. Turgenev; 2024. Шацилло А.А. Тяговый привод электроподвижного состава // М.: Трансжелдориздат. 1961. - 222с. Shatsillo AA. Traction drive of an electric rolling stock. Moscow: Transzheldorizdat; 1961. Калихович В.Н. Тяговые приводы локомотивов. (Устройство, обслуживание, ремонт) // М.: Транспорт, 1983. - 111 с. Kalikhovich VN. Traction drives of locomotives. (design, maintenance, repair). Moscow: Transport; 1983. Проблемы развития тяговых приводов пассажирских электровозов с бесколлекторными ТЭД / Космодамианский А.С., Воробьев В.И., Капустин М.Ю., Измеров О.В., Шевченко Д.Н., Самотканов А.В. // Транспорт Урала. 2020. № 2 (65). С. 20-25. Kosmodamiansky AS, Vorobyov VI, Kapustin MYu, Izmerov OV, Shevchenko DN, Samotkanov AV. Problems of developing traction drives of passenger electric locomotives with brushless TED. Transport of the Urals. 2020;2(65):20-25. Курбасов А.С. Повышение работоспособности тяговых электродвигателей / А.С. Курбасов. М., «Транспорт», 1977 – 223 с. Kurbasov AS. Improving the efficiency of traction electric motors. Moscow: Transport; 1977. В.И. Воробьев, А.А. Пугачев, О.В. Измеров, Е.В. Николаев. Поиск путей повышения тяговых свойств тепловозов и конструкция тягового привода. Вестник Брянского государственного технического университета № 12(109), Брянск, БГТУ, 2021 - С. 48-59. Vorobyov VI, Pugachev AA, Izmerov OV, Nikolaev EV. Search for ways to improve the traction properties of locomotives and traction drive design. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2021;12(109):48-59. Электровоз ДС3. Устройство, управление, обслуживание / Ю.Н. Соколов. Киев, Юго-Западная ж.д., Центр профессионального развития персонала, 2011 – 299 с. Sokolov YuN. Electric locomotive DS3. Design, control, service. Kiev: South-Western Railway, Center for Professional Development of Personnel; 2011. Патент РФ на полезную модель № 207227. СПК B61C 9/38 (2021.05). Тяговый привод локомотива. / Воробьев В.И., Измеров О.В., Космодамианский А.С., Пугачев А.А., Капустин М.Ю., Стрекалов Н.Н., Самотканов А.В., Шевченко Д.Н., Николаев Е.В. Опубл. 18.10.2021, бюл. № 29. Vorobyov VI, Izmerov OV, Kosmodamiansky AS, Pugachev AA, Kapustin MYu, Strekalov NN, Samotkanov AV, Shevchenko DN, Nikolaev EV. RF patent for utility model No. 207227. SPK B61C 9/38 (2021.05). Traction drive of a locomotive. 2021 Nov 18. Повышение надежности экипажной части тепловозов / А.И. Беляев, Б.Б. Бунин, С.М. Голубятников и др. Под ред. Л.К. Добрынина. / М., Транспорт, 1984. - 248 с. Belyaev AI, Bunin BB, Golubyatnikov SM. Improving the reliability of the diesel locomotive undercarriage. Moscow, Transport; 1984. Поиск новых конструктивных схем редукторного и безредукторного тягового привода локомотива с частичным обрессориванием масс: статья / Воробьев В.И., Стриженок А.Г., Измеров О.В. // «Вестник Брянского государственного технического университета» № 1 (49) 2016, Брянск, с. 16-21. Vorobyov VI, Strizhenok AG, Izmerov OV. Search for new design schemes of geared and direct-drive traction mechanism of locomotive with mass partial springing. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2016;1(49):16-21. Применение агрегатных тяговых приводов для локомотивов с повышенными тяговыми свойствами / Космодамианский А.С., Пугачев А.А., Воробьев В.И., Измеров О.В., Николаев Е.В. // «Транспорт Урала», № 2(77), Екатеринбург, УрГУПС, 2023, С.41-48. Kosmodamiansky AS, Pugachev AA, Vorobyov VI, Izmerov OV, Nikolaev EV. Application of aggregate traction drives for locomotives with increased traction properties. Transport of the Urals. 2023:2(77):41-48. Патент РФ на полезную модель № 223262. МПК B61C 9/50, B61F 15/16. Тяговый привод локомотива. Злобин С.Н., Воробьев В.И., Измеров О.В., Копылов С.О., Николаев Е.В. Опубл. 9.02.2024, бюл. № 4. Zlobin SN, Vorobyov VI, Izmerov OV, Kopylov SO, Nikolaev EV. RF patent for utility model No. 223262. MPK B61C 9/50, B61F 15/16. Traction locomotive drive. 2024 Sep 02. Патент на полезную модель № 215944, Российская Федерация. Тяговый привод локомотива [Текст] / Космодамианский А.С., Измеров О.В., Копылов С.О., Воробьев В.И., Корчагин В.О., Пугачев А.А., Капустин М.Ю., Самотканов А.В., Шевченко Д.Н., Николаев Е.В., Карпов А.E. Опубл. 11.01.2023, бюл. № 2. Kosmodamiansky AS, Izmerov OV, Kopylov SO, Vorobyov VI, Korchagin VO, Pugachev AA, Kapustin MYu, Samotkanov AV, Shevchenko DN, Nikolaev EV, Karpov AE. RF patent for utility model No. 215944. Locomotive traction drive. 2023 Jan 11.