Рассмотрим вкратце устройство пружинной подвески.
Каждая букса имеет по два кронштейна, на гнезда которых опираются две
одинаковые пружины. На самом деле, чтобы снизить напряжения в витках, каждая
пружина может состоять из наружной, внутренней и средней, т. е.
комплектуется из трех пружин. Однако винтовые пружины обладают малым
внутренним трением (так как нет листов, а значит, и нет трения между
ними). Поэтому пружина по сравнению с листовой рессорой колеблется дольше,
т. е. не способствует быстрому затуханию колебаний. Кроме того, пружина не
может предотвратить явление резонанса — опасное явление, при котором частота
колебаний от неровностей рельсов совпадает с частотой собственных колебаний
локомотива. Неужели же тут нет выхода?
Наиболее простое средство — это параллельно с пружиной (рис. 259) разместить
демпфирующее устройство, создающее искусственное трение, которого нет у
винтовой пружины.
Один из способов вызвать трение— зажать между вкладышами стальной поршень,
«шток» которого соединить с буксой, а корпус этого устройства — с рамой
тележки. Тогда при перемещениях буксы поршень станет тереться о вкладыши.
Возникающая между их поверхностями сила трения будет гасить колебания
движущегося тепловоза. Устройство это получило название фрикционного
гасителя колебаний. Изменяя силу прижатия вкладышей к поршню, можно
регулировать развиваемую силу трения. В этом и состоит суть действия
описанного гасителя, который работает вместе с винтовыми пружинами.
Искусственное трение создают, используя также жидкость или воздух, в
соответствии с чем различают гидравлические и пневматические гасители. Кроме
того, в некоторой степени гашение колебаний подрессоренных масс способствуют
резиновые элементы, применяемые в узлах связи букс с рамой тележки и рамы
тележки с кузовом.
Читателю уже известно, что высокий статический прогиб рессорного
подвешивания — одно из важных условий плавности хода тепловоза, т. е. малой
чувствительности его к неровностям пути, особенно при высоких скоростях
движения. Существуют другие способы (помимо описанных) увеличить гибкость
рессорного подвешивания. На локомотивах, развивающих скорость свыше 100
км/ч, а также при повышенной нагрузке от оси на рельсы (более 250 кН/ось,
или 25 тс/ось) устраивается двухэтажное, или, как принято говорить,
двухступенчатое, подвешивание (рис. 260). Первая ступень размещается обычно
между буксами колесных пар и рамой тележки, вторая — между рамой тележки и
кузовом. Благодаря смягчающему действию сначала первой, а затем второй
ступени кузов получает более плавные колебания. Таким
образом, вес кузова вместе с весом оборудования, находящимся в кузове,
передается колесным парам через обе ступени рессорного подвешивания, а вес
рамы тележки, включая часть веса тяговых электродвигателей при опорно-осевом
их подвешивании и другого оборудования,— только через одну ступень. В
результате общий статический прогиб двухступенчатого подвешивания
значительно увеличивается по сравнению с одноступенчатым. Однако
двухступенчатое подвешивание все же усложняет конструкцию локомотива. На
отечественных локомотивах в основном применяется одноступенчатое
подвешивание.
Рис. 259. Схема размещения демпфирующего устройства
параллельно пружине
Рис. 260. Схема двухступенчатого подвешивания
Рис. 261. Простейшая схема работы пневматической
рессоры