автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: История создания и перспективы модернизации пассажирского вагона в России

Полный текст автореферата диссертации по теме "История создания и перспективы модернизации пассажирского вагона в России"

На правах рукописи

ЕФИМОВА ГАЛИНА НИКОЛАЕВНА

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ МОДЕРНИЗАЦИИ ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА В РОССИИ

Специальность 07 00 10 - История науки и техники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ ОЗ 1 "76427

Москва-2007

003176427

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)»

Научный руководитель

Доктор исторических наук, профессор

Тарасова Валентина Николаевна

Официальные оппоненты

Доктор технических наук, профессор

Лукин Виктор Васильевич Кандидат технических наук профессор

Шаульский Борис Федорович

Ведущая организация. Брянский государственный технический

университет

Защита диссертации состоится « ¿5" » X" 2007 г в часов на

заседании диссертационного совета Д218 005 09 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу 127994, г Москва, ул Образцова, 15, ауд 1235

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организаций, просим направлять по адресу университета

Автореферат разослан « ¿ /_» ^ /О 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук профессор

Козырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования Пассажирский вагонный парк является одним из важнейших технических средств От его технического состояния и способности удовлетворять потребности в перевозках зависит качество перевозочного процесса, своевременность доставки пассажиров, производительность транспорта и его экономические показатели

Пассажирский вагон как неотъемлемая часть инфраструктуры пассажирского комплекса железных дорог, должен обеспечивать возрастающий спрос на сервисные услуги железнодорожного транспорта В диссертации сервис пассажирского вагона характеризуется такими показателями, как «комфортабельность» и «ездовой комфорт»

Исследование процесса становления и развития пассажирского вагона, его органических и структурных связей с другими объектами железнодорожного транспорта и, в целом, с научно-техническим прогрессом позволяет установить как общие закономерности в совершенствовании пассажирских вагонов, так и критерии их конкурентоспособности с целью удовлетворения важнейшей потребности населения в перевозках и является составной частью истории науки и техники

Цель диссертации состоит в исследовании историко-технических аспектов реконструкции пассажирского вагона в контексте научно-технического прогресса железнодорожного транспорта

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи" выделение критериев, определявших целесообразность реконструкции пассажирского вагона в рамках общеисторических периодов развития страны,

рассмотрение форм, материалов, весовых и прочностных характеристик конструкции и механических частей вагона с точки зрения безопасности движения,

анализ номенклатуры комплектующих вагона с учетом потребительских запросов пассажиров,

исследование принципов создания устройств плавности хода для определения степени их соответствия комфортному состоянию человека,

оценка характера применяемых систем жизнеобеспечения пассажиров в вагоне в пути следования по принципу их действия и техническим особенностям,

выявление перспективных тенденций в развитии вагоностроения в России для определения основных контуров научно-технической политики в этой обтасти,

разработка методики оценки конкурентоспособности пассажирского вагона исходя из эффективности применения различных моделей тележек

Методология работы основывается на использовании междисциплинарного принципа исследования, метода количественных оценок, расчетных и экспериментальных данных, благодаря которым оценены достижения отечественного вагоностроения на различных временных отрезках за почти двухвековый период

Объектом исследования является пассажирский железнодорожный транспорт России с 1837 г по начало XXI в

В качестве предмета исследования рассмотрены в развитии технические характеристики конструкции кузова, ходовых частей, планировки и внутреннего оборудования пассажирских вагонов, эксплуатируемых в России Историография

Основополагающие аспекты создания отечественного пассажирского подвижного состава представлены в работах ученых второй половины XIX в , в том числе Щукина Н Л , Петрова Н П , Жуковского НЕ и др В этих публикациях вместо экспериментального метода введен научный подход к

проектированию вагонов Впервые отражены организационные и производственные аспекты создания отечественных типов подвижного состава, выполнены первые расчеты прочности и надежности конструкции кузова В работе В Арциша комплексно описан пассажирский вагон 18701890-х гг

Особенности технического развития кузовных конструкций вагонов в XX в освещаются в работах Власова В 3 , Котуранова В Н , Никольского Е Н, Попова А В, Травина ПИ и др Исследования рессорного подвешивания и гасителей колебаний отражены в публикациях Анисимова П С , Виноградова М В , Кальпицкого Л А , Лукина В В, Львова А А , Попова А В , Хусидова В Д , Челнокова И И , Шадура Л А и др Безопасной, надежной и экономичной эксплуатации подвижного состава посвящены работы Виноградова В В, Воробьева ВВ, Болотина ММ, Бочурина Н С , Горского А В , Ершовой Н М , Жукова Н И , Киселева С Н , Кобищанова В В , Кузьмича В Д , Лисовского А С , Лозбинева В П , Петрова Г И , Феоктистова В П , Хохлова А А и др

В работах Виноградова М В , Зохоровича А Е , Капымулина Ю М, Либмана А 3, Пастухова И Ф , Ребрика Б Н , Фаерштейна Ю О и др отражено развитие систем жизнеобеспечения пассажиров в пути следования

Источники. В числе государственных и ведомственно-нормативных актов исследованы федеральные и отраслевые программы развития пассажирского вагоностроения, в том числе Стратегические направления научно-технического развития ОАО «РЖД» до 2015 г - Белая книга ОАО «РЖД»

Источниковая база исследования опирается на документы фондов Центрального государственного исторического архива (ЦГИА) и Российского государственного экономического архива (РГЭА), посвященных отечественному вагоностроению

Анализ историографии и источников дореволюционного, советского и постсоветского периодов показал, что вопросы, связанные со строительством пассажирского вагона как комфортабельного транспортного средства, получили недостаточное отражение Анализ технического состояния вагона проводился преимущественно с точки зрения его динамических характеристик без привязки к потребительским запросам пассажиров

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1) выявлены закономерности в формировании научно-технической политики по обеспечению пассажирооборота,

2) оценено влияние технических характеристик и архитектурно-планировочных решений в конструировании вагона на уровень комфортабельности,

3) установлена зависимость параметров «ездового комфорта» от обеспечения технических характеристик плавности хода,

4) определены показатели снижения стоимости проезда пассажиров,

5) выявлены основные контуры перспективных технических средств и технологий производства пассажирского вагона, способного конкурировать с другими видами транспорта,

6) предложен технико-экономический показатель для определения конкурентоспособности пассажирского вагона и выбора технических характеристик рессорного подвешивания, удовлетворяющих требованиям конвертности

Научно-практическая значимость диссертации определяется использованием ее результатов в процессе создания сводных работ по истории железных дорог, выявления закономерностей в эволюции пассажирского вагона, составления прогнозов развития вагоностроения, при преподавании в МИИТе курса «История транспорта» для специальности «Социально-культурный сервис и туризм», «История

российской науки» и «История техники» - слушателям инженерных специальностей, на курсах по подготовке проводников пассажирского вагона, в ходе повышения квалификации инженерно-технических кадров и руководителей вагонного хозяйства, обслуживающего персонала поездных бригад

Апробаиия работы Основные положения и выводы по диссертации докладывались на международных и российских научно-практических конференциях «Транссибирская магистраль на рубеже ХХ-ХХ1 вв Пути повышения эффективности использования перевозочного потенциала» (2003 г, г Москва), «Туризм подготовка кадров, проблемы и перспективы развития» (2002 г и 2006 г , г Москва), «Безопасность движения поездов» (2005 г, г Москва), «Современные проблемы управления перевозочным процессом Повышение качества подготовки специалистов и уровня научных исследований» (2006 г , г Москва), «Наука - транспорту» (2007 г )

Публикации Основные результаты диссертации опубликованы в восьми статьях, из них опубликована в рекомендованных ВАК изданиях одна работа

Структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и источников, приложения Она снабжена необходимым математическим аппаратом В тексте трех пав помещены 25 таблиц и 105 рисунков Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность и научная новизна, определены цели, задачи работы, объект, предмет и методология исследования, проведен историографический и источниковедческий анализ, установлена научно-практическая значимость и апробация полученных результатов

В первой главе «История формирования транспортной инфраструктуры для перевозки и обслуживания пассажиров в 1836-1917

гг.» выявлены особенности развития транспортной инфрастуктуры для обслуживанияпассажиров, определена их роль в формировании российской модели пассажирского вагона в дореволюционный период Прослежен путь от приобретения за рубежом конструкций в форме дилижанса или почтовых карет для Царскосельской ж д до создания комфортабельных моделей для транссибирского экспресса Они проектировались в зависимости от условий проезда, социального статуса и материального положения пассажиров

В качестве критериев, определявших целесообразность реконструкции пассажирского вагона, выбраны элементы его конструкции, создававшие удобства и комфорт пассажирам В работе сервис пассажирского вагона характеризуется такими показателями как «комфортабельность» и «ездовой комфорт»

Комфортабельность пассажирского вагона в исследовании

рассматривается как единство конструкции кузова, планировки, дизайна и внутреннего оборудования, предназначенного для улучшения условий проезда пассажиров

Ездовой комфорт характеризует динамические качества вагона исходя из условий физиологического воздействия ускорений и частот колебаний пассажирского вагона на организм человека

В диссертации показано, что, благодаря использованию зарубежного опыта, процесс создания и совершенствования конструкции пассажирского вагона значительно ускорился Вместе с тем, техническая политика на железнодорожном транспорте определялась опытом эксплуатации подвижного состава в условиях российского климата

В диссертации установлено, что пассажирские вагоны отечественного производства, по сравнению с зарубежными аналогами, отличались упрощенной формой кузова, имели три формы крыши (плоскую с незначительной выпуклостью посередине, полукруглую и с продольным

световым фонарем по длине вагона) Изменение конструкции кузова пассажирского вагона шло в направлении увеличения его объема под ширину колеи в 1524 мм, что позволило создать уютный и удобный интерьер, рациональную внутреннюю планировку и здоровый микроклимат Кузов имел закрытые тамбуры, входные двери, открывавшиеся вовнутрь, переходные мостики для прохода в соседний вагон, измененный габарит

Для уменьшения качки и тряски в вагонах первых железных дорог стали применять рессоры Рессорное подвешивание конструировалось как система упругих механических элементов, предназначенных для смягчения ударных нагрузок и регулирования перемещения кузова вагона

В конце XIX в пассажирские вагоны отличались улучшенно плавностью хода, благодаря применению тележек системы Фетте и тройного подвешивания Вагоны оборудовались сквозной упряжью с винтовой сцепкой и боковыми буферами, часть из них имела ручной тормоз Двухосные тележки, которые чаще других присутствовали в конструкциях пассажирских вагонов начала XX в, характеризовались улучшенными показателями рессорного подвешивания, боковыми буферами и центральными тягово-сцепными устройствами

Основополагающим принципом формирования внутренней планировки пассажирского вагона стала стандартизация ее размеров Были определены размеры коридоров, диванов, отделений, дверей и окон, сконструированы подъемные спинки диванов для организации спальных мест, а также полки для ручной клади и багажа Тамбуры и коридоры также были приспособлены для удобного прохода

Конец XIX в характеризуется внедрением и развитием внутреннего оборудования для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека в пути следования отопления, водоснабжения, освещения и вентиляции

Практический опыт внедрения и использования различных систем отопления показал существенные преимущества водяного способа Искусственное освещение прошло путь от стеариновых свечей и минеральных масел до газового и электрического освещения Такие преимущества электрического освещения, как быстрота действия, безопасность и качество распределения светового потока, были неоспоримыми

Для улучшения вентиляции в вагонах применялись надоконные и подоконные задвижные вентиляторы, позднее в дополнение к вытяжкам устанавливались потолочные вентиляторы с различными формами флюгарок, что позволяло создавать комфорт и удобства, а также поддерживать удовлетворительное физическое состояние пассажиров

Во второй главе «Внедрение сервисных инженерных разработок в пассажирское вагоностроение в СССР в 1918-1991 гг» рассмотрены экспериментальные методы исследований и испытаний новых конструкций вагонов В этот период были заложены основы единой научно-методической и нормативной базы для вагоностроения, уделявшей существенное внимание «человеческому фактору»

В период с 1960-х по начало 1990-х гг была осуществлена замена деревянных кузовов пассажирских вагонов на металлические и цельнометаллические Благодаря внедрению цельнометаллических кузовов и применению в конструкциях внутреннего оборудования сплавов, легких металлов и пластмасс был уменьшен вес вагонов и созданы условия для размещения дополнительных устройств энергоснабжения, водоснабжения, отопления и вентиляции, обеспечивавших комфортные условия проезда пассажиров Тенденция на увеличение длины пассажирского вагона позволяла повышать вместимость формируемых поездов Длина пассажирского вагона увеличилась с 18 м в 1920-х гг до 23,6 м в 1940-е гг Соответственно, коэффициент населенности возрос с 0, 83 (18 м, мягкий

вагон) до 2,35 (23,6 м, жесткий вагон) Использование в конструкции низколегированной и нержавеющей стали позволило увеличить срок службы вагона до 28 лет

Для повышения качества и уровня обслуживания пассажиров были разработаны и внедрены общетранспортные стандарты на основные виды сервисного оборудования В начале 1980-х гг 50% продукции вагоностроения было стандартизировано Одним из важнейших направлений стандартизации стала унификация типов вагонов и их важнейших узлов

Шумопоглащающие материалы, применявшиеся в конструкциях кузова, обладали малым весом, невоспламеняемостью, негигроскопичностью, удовлетворительными теплоизоляционными качествами В качестве теплоизоляции применялись материалы, обладающие водостойкостью, малым весом и низкой теплопроводностью

Комплектация внутреннего обустройства пассажирского вагона осуществлялась с учетом длины вагона и количества спальных мест в нем Внутреннее оборудование могло монтироваться и демонтироваться Вагоны были оснащены системами вентиляции, отопления и освещения

С конца 1940-х гг пассажирские вагоны оборудовались только водяным отоплением До 1974 г отечественные вагоны строились с водяным отоплением и угольной топкой котла Со второй половины 1970-х гг вновь построенные пассажирские вагоны оборудовались индивидуальным водяным отоплением от котла, работавшего на твердом топливе, или комбинированным отоплением

До конца 1950-х гг в качестве источников света в пассажирских вагонах применяли лампы накаливания, а в начале 1960-х гг люминесцентные лампы и софиты В 1980-х гг комбинированная система электрического освещения, предусматривавшая применение ламп накаливания и более экономичных люминесцентных ламп, стала базовой для всех типов пассажирских вагонов При этом конструкция вагонных

светильников определялась их назначением, расположением и дизайном

помещений Были разработаны нормы минимальной освещенности для

разных отделений пассажирского вагона

Создание гигиенических условий в вагоне достигалось соблюдением

показателей относительной влажности за счет движения воздуха

Экспериментальным путем было установлено, что человек путем

рециркуляции воздуха может находиться в атмосфере, содержащей не

менее 12% кислорода Благоприятное воздействие на организм человека

Ь 9

оказывает воздух, относительная влажность которого составляет 40-60% Максимально допустимая скорость движения воздуха в вагоне, которая переносится людьми без нарушения ощущения комфорта, составляет 0,150,5 м/с

В 1920-1930-е гг устройства вентиляции вагона позволяли удалять воздух и заменять его чистым наружным Вентиляция осуществлялась естественным путем с помощью окон, дефлекторов и других устройств и принудительно - центробежных и/или осевых вентиляторов

Комфортные условия пассажирам были созданы благодаря внедрению в 1960-е гг установок кондиционирования воздуха, которые работали в автоматическом режиме, обеспечивали воздухообмен, охлаждение или подогрев воздуха летом до 22-25°С, зимой - до 18-22°С внутри пассажирского вагона независимо от параметров наружного воздуха

С появлением новых типов пассажирских вагонов, увеличением скоростей движения, веса поездов было установлено, что основными причинами утомляемости человека в пути следования являлись колебания, которые вызывали изменение относительного положения частей тела Поэтому с конца 1930-х гг стали проводить испытания тележек различных конструкций

502, 4028 серии пассажирских вагонов Рис. I. Показатели плавности хода вагона Они сравнившись между собой по величине амплитуд и частоте вертикальных и горизонтальных колебаний, величине ускорений и динамической перегрузке ходовых частей. Лучшими по плавности хода оказались, соответственно, тележки Фетте, безбалансированная - завода им. Егорова, тройного подвешивания с ординарными продольными балансирами и системы А.Г. Ханина с коническими пружинами в центральном рессорном подвешивании. Пассажирские вагоны серии 4028 с тележками, имевшими центральное подвешивание конструкции А.Г. Ханина, обладали лучшими показателями вертикальной плавности хода. Эти вагоны характеризовались недостаточной устойчивостью кузова (рис. 1).

С конца 1940-х по 1980-е гг. в пассажирских вагонах применялись двухосные тележки ЦВМ, КВЗ-5, КВЗ-ЦНИИ, КВЗ-ЦНИИМ и тележки для вагонов габарита РИЦ. Они обеспечивали устойчивое направление движения вагона по рельсовому пути, распределение и передачу всех нагрузок от кузова на путь, восприятие тяговых и тормозных сил и движение вагона с минимальным сопротивлением и необходимой плавностью хода. Тележки классифицировались по назначению, числу осей, устройствам рессорного подвешивания и буксовой связи, способу передачи нагрузки от кузова на ходовые части от надрессорной балки и раму тележки, конструкции рамы.

Тележки ЦВМ с роликовыми буксами применялись в 1948-1957 гг. Они были просты и надежны в эксплуатации, но не предназначались для скоростей движения свыше 120 км/час. Тележки КВЗ-5,

13

сконструированные в период с 1957 по 1962 гг, позволяли увеличивать скорость движения до 140 км/час Вместо эллиптических рессор в центральном подвешивании применялись цилиндрические пружины и гидравлические гасители колебаний С 1962 г Калининский вагоностроительный завод начал серийный выпуск тележек КВЗ-ЦНИИ, рассчитанных на скорость до 160 км/ч

Дальнейшее совершенствование конструкции и повышение технического уровня пассажирских вагонов велось в направлении повышения скорости движения, комфортабельности и экономичности в соответствии с «нормами расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог колеи 1520 мм», которые пересматривались каждые десять лет

К началу 1990-х гг пассажирские вагоны выпускались жесткими и мягкими, купейными, некупейными и открытого типа 86% вагонов пассажирского парка предназначались для перевозки пассажиров и 14% парка вагонов имели вспомогательное назначение (вагоны-рестораны, багажные, почтовые, почтово-багажные и служебные)

В этот период по железным дорогам страны ежегодно перевозилось более 4, 3 млрд пассажиров, что составляло 64% от общего отправления всеми видами транспорта Для освоения этого объема пассажирских перевозок требовалось постоянное пополнение и совершенствование вагонного парка Тем ни менее, на долю купейных вагонов приходилось около 20% пассажирского парка Спрос же на них составлял 70% Сервис железных дорог в СССР также не удалось приблизить к международным стандартам

В третьей главе «Реализация стратегии пассажирского вагоностроения в условиях реформирования железнодорожного транспорта (1990-е гг - начало XXI в)» выявлены перспективные тенденции в развитии вагоностроения, реорганизации производства

пассажирских вагонов нового поколения, совершенствовании планировочных решений и дизайна, модернизации оборудования для гашения колебаний, развитии систем жизнеобеспечения пассажиров в пути следования.

В исследовании отмечено, что в ходе распада СССР и социально-экономических реформ из-за резкого снижения объемов поставок пассажирских вагонов наметилась тенденция старения парка (рис.2). Убыточность пассажирских перевозок объясняется большими эксплуатационными затратами на поддержание в исправном состоянии морально устаревшего вагонного парка.

Рис. 2. Количество вагонов с просроченным сроком службы К 2004 г. наметилась устойчивая тенденция увеличения пассажирооборота (рис.3). Прогноз изменения парка и динамики пассажирооборота показывает, что рост дефицита пассажирских вагонов требует расширения мощностей по их строительству. Имеется устойчивый спрос на вагоны широкого модельного ряда и вагоны специального назначения, как на внутреннем рынке, гак и в странах СНГ.

Рис. 3. Динамика пассажирооборота и количества перевезенных пассажиров в 2005-2006 гг. и прогноз объемов отправления до 2015 г. В ходе анализа мероприятий МПС России с середины 1990-х гг. и ОАО

«РЖД» - с 2004 г. было установлено, что в России на базе ОАО «Тверской

вагоностроительный завод» («ТВЗ») удалось создать мощности и обеспечить

выпуск универсального пассажирского вагона с базовым кузовом, отличающимся новизной конструкции, качеством сборки и надежностью

По сравнению с цельнометаллическим кузовом начала 1990-х гг, в новой конструкции обеспечено снижение уровня шума ц вибрации, тепло- и звукоизоляции за счет применения трудногорючих базольтовых матов и стеклотканей, стеклопакетов и резиновых уплотнителей Обшивка стен и потолков в виде щитов и панелей обеспечивает удобный доступ к сервисным инженерным системам пассажирского вагона Универсальная конструкция тверского вагона длиной 23,5 м позволяет на основе базового кузова создать модельный ряд пассажирских вагонов

В 1990-е гг эксплуатируемый парк пассажирских вагонов по основным конструкционным элементам (электрооборудованию, климатическим установкам, элементам интерьера) уступал зарубежным образцам и требовал повышенных затрат на техническое обслуживание и ремонт На большинстве вагонов, выпущенных до 1995 г, отсутствовали установки кондиционирования воздуха, что составляло свыше 70% от общего парка вагонов и существенно снижало комфортность проезда Действующие установки кондиционирования воздуха работают с частыми отказами, особенно в режиме максимальной производительности

Внедренные в начале XXI в на ОАО «ТВЗ» планировочные решения позволяют изменять параметры салонной части и шага оконных проемов в зависимости от типа и классности вагона В новых вагонах тщательно рассчитываются размеры и шаг окна, оптимизированы размеры проходов и пространства для размещения багажа и гардероба Гигиенически и функционально обоснованы размеры служебных отделений, бытовых и вспомогательных помещений, а также емкостей для бытовых отходов, мусора и других целей Оснащение пассажирских вагонов экологически чистыми туалетами направлено на приведение подвижного состава

российских железных дорог в соответствие с требованиями международных экологических норм.

ОАО «ТВЗ» является фактически монопольным производителем пассажирских вагонов в России и полностью не удовлетворяет потребности внутреннего и внешнего рынка в поставке новых пассажирских вагонов (рис. 4). Поэтому в 2006 г. ОАО «РЖД» для создания конкурентного рынка приступил к реализации инвестиционной и технической политики по выпуску вагонов малых серий и модернизации пассажирских вагонов, что позволило увеличить срок их службы в 1, 4 раза.

В 1995-1997 гг. в связи с возобновлением работ по созданию пассажирского вагона для скоростей движения 200-250 км/ч кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа, ОАО «ТВЗ» и ВНИИЖТом были проведены исследования по модернизации тележек КВЗ-ЦНИИ. По своим динамическим характеристикам они отвечали безопасности, обеспечивали движение поезда по рельсовому пути, распределяли передачу нагрузок «кузов-путь», воспринимали тяговые и тормозные силы. Однако показатель плавности хода пассажирских вагонов с тележками КВЗ-ЦНИИ составлял 3,25, что не отвечало «удовлетворительной» оценке по нормам МПС.

Предложенный исследователями вариант модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ предполагал введение раздельного гашения в вертикальном и горизонтальном направлениях, что уменьшило показатель плавности хода до 2,09 - 2,84 (на 25-30%).

ОАО «ТВЗ» были освоены принципиально новые тележки безлюлечного типа с дисковыми и магниторельсовыми тормозами. В их

конструкциях успешно решена проблема безопасности проезда и плавности хода при скоростях движения до 200 км/ч

В основе разработанной учеными кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство» МИИТа методики - математическая модель инженерного анализа, проведенного для пассажирских вагонов с моделями тележек люлечного типа - 68-4065 и 68-4066 и безлюлечного типа - 68-4075 и 68-4076 ОАО «ТВЗ» В качестве базовой тележки использована модель 68-875 люлечного типа

Индекс конкурентоспособности пассажирского вагона определяется по формуле

ИК = > 1 => тах , (1)

где Т - показатель конкурентоспособности пассажирского вагона по техническим параметрам,

Э - показатель конкурентоспособности пассажирского вагона по экономическим параметрам

Для выявления наилучших показателей ездового комфорта и их использования в определении эффективности транспортного средства нами рассчитан технико-экономический показатель конкурентоспособности пассажирских вагонов

Сущность предлагаемой нами методики основывается на использовании технических критериев, принятых исходя из сервисной функции и технических особенностей пассажирского вагона К ним отнесены

1) показатель плавности хода,

2) показатель утомляемости пассажира,

3) собственная частота колебаний кузова пассажирского вагона для колебаний подпрыгивания,

4) собственная частота колебаний для галопирования,

5) масса тележки

Согласно закону Вебера - Фехнера об интенсивности раздражителя ощущений органов чувств человека и результатов опытов Шперлинга (Грюнвапьдская лаборатория) для оценки плавности хода пассажирского вагона в ряде стран Европы и, в частности, в странах, входящих в Организацию сотрудничества железных дорог, принято значение показателя плавности хода 22х2(7гп)5 Это - произведение наибольшей величины показателя меры интенсивности толчка на величину энергии процесса колебаний

На российских железных дорогах приняты допустимые значения непогашенного ускорения, равные 0,7, 0,6, 0,4 м/с2 для скоростей движения, соответственно 160, 200 и более 200 км/ч Критерий комфортности характеризует скорость изменения поперечных непогашенных или полных ускорений в зависимости от скорости движения, а также отражает динамическую работу пути при прохождении подвижного состава Очень хорошим комфорт соответствует 0,3 м/с1, хороший - 0,45, приемлемый - 0,7, допустимый в отдельных случаях - 0,85 м/с1

Предложенная методика расчета состоит из пяти разделов

1 Общий подход к расчету показателя конкурентоспособности

пассажирского вагона по техническим параметрам Предложена формула

7-=2«,в,. (2)

где а, - коэффициент весомости /- го показателя качества вагона, • относительное значение /- го показателя качества вагона

2 Определение коэффициента весомости I- го показателя методом экспертных оценок Для этого были ранжированы технические параметры и определены их коэффициенты показателей весомости (табл 1)

Таблица 1

Результаты расчета коэффициента показателей весомости_

Наименование Э1емента аппарата = 1-5 Коэффициент весомости показателей

Показатель плавности хода 0,34

Показатель утомляемости пассажира 0,24

Собственная частота колебаний кузова пассажирского вагона для колебаний подпрыгивания 0,14

Собственная частота колебаний для галопирования(продольная качка) 0,11

Масса те чежки 0,17

1,0

3 Расчет относительного значения /- го показателя качества вагона проведен по формуле

или г =—, (3)

4м 5, ^

где Р, - абсолютное значение го показателя качества для проектных значений,

Р5, - базовое значение г- го показателя

4 Результаты расчетов относительного значения /- го показателя качества для пассажирских вагонов с разными моделями тележек приведены в табл 2

Таблица 2

Результаты расчета относительного значения показателя качества по

техническим па раметрам

Показатели качества вагона Модель тележки 68-875 (базовь й вариант) Модель те!ежки 68 4065 Модель тепежки 68-4066 Модель тележки 68-4075 Модель тележки 68-4076

Показатель тавности хода 3 1 1 0 1 0 1 1 1,1

Показатель утомляемости пассажиров (ускорите кузоьа) м/с2 0,10 1 0 1 5 2,0 20

Собственная частота колебаний кузова пассажирского вагона для котебаний подпрьп ивания (Гц) 0 428 0 692 0 692 0 500 0,500

Собственная частота колебаний для галопирования (продольная качка) Гц 0 790 0 711 0,711 0,473 0,473

Масса тепежки (руб ) 6900 1,01 0 932 0 95 0 94

5 Показатель конкурентоспособности пассажирского вагона по экономическим параметрам определяется по формуле

Э = А , (4)

Ц,

где Ц - стоимость проектного варианта тележки,

Цб - стоимость базового варианта тележки

Таблица 3

Результаты расчета технико-экономического показателя конкурентоспособности пассажирских вагонов с тележками люлечного и безлюлечного типа

Модель тележки Стоимость Значение Значение показателя Значение

тссажирского проектного покаптетя конк}рентоспособнос показателя

вагона вчрилнтч конкурент оепособ ти пассажирского конкурентослособ

тележки HOLT и вагона по ности

(Р>б) пассажирского экономическим пассажирского

втгона параметрам вагона

по техническим по технико-

параметрам экономическим параметрам

68-4065 ■701000 1 05 0 88 1 19

68-4066 651888 1 03 0 82 1 25

68-4075 2176^12 I П 2 75 041

68-4076 2188803 1 13 2 77 0 40

Таким образом, проведенный нами расчет технико-экономического индекса конкурентоспособности пассажирского вагона подтверждает целесообразность применения тележек безлюлечного типа в пассажирских вагонах ОАО «ТВЗ» Внедрение безлюлечного подвешивания в конструкции тележек значительно улучшило технические характеристики плавности хода Они также демонстрируют большой срок службы

Изучение научно-технических программ ОАО «РЖД» показало, что в конце XX - начале XXI вв организация производства нового пассажирского вагона, не уступающего по основным техническим характеристикам зарубежным аналогам, является исключительно сложной комплексной задачей общегосударственного значения, для решения которой необходимо привлечение широкого круга специалистов железнодорожного транспорта, других отраслей промышленности и зарубежных транспортных компании

В заключении сформулированы основные научные выводы 1 Параметры конструкции отечественного пассажирского вагона определялись климатическими условиями, социально-экономическими

отношениями в стране, внешнеэкономическими связями, состоянием технической политики, уровнем развития научно-технического прогресса

2 Изменение форм, материала, весовых и прочностных характеристик конструкции и механических частей вагона шло в направлении уменьшения тары за счет применения полых балок, сплавов, легких металлов и пластмасс, несмотря на тенденции к увеличению длины кузова Применение новых материалов для изготовления кузова (низколегированной стали с антикоррозийной защитой методом оцинкования с дальнейшим переходом на коррозийно-стойкую нержавеющую сталь из композиционных материалов) должно способствовать созданию безремонтных конструкций, повышению обтекаемости и обеспечению жесткости вагона Благодаря использованию необслуживаемых узлов увеличиваются межремонтные пробеги вагонов

3 В исследуемый период выявлены тенденции к стандартизации номенклатуры комплектующих пассажирского вагона, размеры которой определялись критериями безопасности и удобства проезда Комплектация пассажирского вагона зависела от типа и классности и была направлена на повышение качества обслуживания пассажиров с учетом потребительских запросов Увеличение вместимости пассажирского вагона стало возможным за счет эргономичной посадки, полнопрофильной по ширине и оптимальной по мягкости применения крупногабаритных конструкций при сборке

4 Установлено, что технические характеристики новых конструкций тележек безлюлечного типа способствуют их упругости, обеспечивают плавность хода за счет восприятия неровностей пути и смягчения колебаний

5 Показано, что за счет уменьшения веса пассажирского вагона созданы условия для размещения дополнительного сервисного оборудования, которое характеризуется универсальностью, простотой, надежностью, увеличением срока службы

6 Благодаря созданию типового ряда вагонов различного класса на базе единого кузова обеспечивается применение блочного принципа монтажа отдельных модулей и внутреннего оборудования

7 Разработана методика оценки конкурентоспособности пассажирского вагона исходя из сервисной функции и определения эффективности применения различных моделей тележек

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1 Ефимова Г Н Повышение потребительских свойств пассажирских вагонов / Туризм подготовка кадров, проблемы и перспективы развития Труды IV Международной научно-практической конференции - М Московский государственный университет сервиса - 2002 - С 171-172

2 Ефимова Г Н Нововведения в транспортном сервисе / Инновации в науке, образовании и производстве Труды СПбГТУ № 492 - С -Пб Издательство СПбГТУ - 2004 - С 214-216

3 Ефимова Г Н Обеспечение безопасности пассажиров в период становления транспортного обслуживания пассажиров // Безопасность движения поездов Труды VI Научно-практической конференции - М МИИТ - 2005 - С 111-3-111-4

4 Ефимова Г Н Туристско-экскурсионные ресурсы железнодорожных вокзалов / Наука транспорту Труды Научно-практической конференции - М МИИТ - 2005 - С Х-6 - Х-7

5 Ефимова Г Н Опыт изучения потребительского спроса на услуги железнодорожного туризма / Туризм подготовка кадров, проблемы и перспективы развития Труды Научно-практической конференции - М МИИТ -2006-С 141-142

6 Ефимова Г Н Актуальные проблемы развития сервисного обслуживания на железных дорогах / Современные проблемы управления перевозочным процессом Повышение качества подготовки специалистов и

23

уровня научных исследований Труды Международной научно-технической конференции -М МИИТ - 2006- С Ш-16

7 Ефимова Г Н Оптимизация показателя плавности хода пассажирских вагонов за счет модернизации гидравлических гасителей колебаний кузова / Наука транспорту Труды научно-практической конференции - М МИИТ -2007 - С 1У-12

Результаты диссертации опубликованы в одном научном рецензируемом издании, журнал «Мир транспорта», в двух номерах

8 Ефимова Г Н , Тарасова В Н Как экипаж превратился в пассажирский вагон / Мир транспорта -2006 - №2 - С 134-143, № 3 - С 146-154

ЕФИМОВА ГАЛИНА НИКОЛАЕВНА

История создания и перспективы модернизации пассажирского вагона в России

Специальность 07 00 10 - История науки и техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать -30, /0, Формат 60X84/16

2007г. ^

Объем 1 п л Заказ № ¿?о*г, Тираж - 80 экз

Типография МИИТа , 127994 Москва, ул Образцова, 15