Что происходит в двигателе при боксовании

Боксование

Боксова́ние — железнодорожный термин, обозначающий срыв сцепления между колесом и рельсом при реализации тягового усилия локомотивом или моторным вагоном. Проявляется во внезапном и значительном увеличении скорости вращения колёсной пары или колеса и вызвано превышением в данный момент времени приложеного тягового усилия над максимально реализуемым в данной точке контакта колеса и рельса. Может происходить как при трогании поезда с места, так и в движении. После срыва в боксование коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом резко уменьшается, и самопроизвольно боксование прекратиться уже не может [1] [2] . Длительное не прекращающееся боксование называется разно́сным боксова́нием. Для предотвращения боксования используют модификаторы трения [2] (например, подачу песка) и автоматическую регулировку тягового момента.

Противоположностью боксованию является юз — заклинивание колёс при торможении транспортных средств.

Памятка локомотивной бригаде по недопущению боксования колесных пар локомотива

Боксование — это явление, при котором нарушаются условия сцепления бандажей колёсных пар локомотива с рельсами, когда сила тяги оказывается больше силы сцепления колеса с рельсом. Колесная пара начинает проскальзывать по поверхности головки рельса и совершать вращательное движение с повышенной частотой по отношению к другим колесным парам.

Частота вращения колесной пары и якоря тягового электродвигателя резко возрастают, что ведет к повреждениям механического и электрического оборудования локомотива, повреждению верхнего строения пути, создает угрозу обрыва автосцепных устройств поезда.

Боксованию способствуют:

• превышение расчетного веса поезда для данного участка;
• увлажнение поверхности рельса (дождь, изморозь, туман);
• загрязнение поверхности рельса или поверхности катания бандажа колёсной пары (масла, пыль, листопад, трава)
• неправильная регулировка расположения наконечников рукавов песочных форсунок или количества подачи смазки гребнесмазывателями;
• разница диаметра бандажей у одной колесной пары более 2мм;
• нарушения в работе электрического оборудования локомотива;
• разгрузка оси колёсной пары из-за неправильной развески локомотива;
• разгрузка первой оси тележки локомотива при тяговом усилии;
• наличие на колёсной паре большого проката, что изменяет пятно контакта колеса и рельса;
• нахождение тягового подвижного состава в кривой малого радиуса (при этом неизбежно возникает проскальзывание, так как колесо, движущееся по внешней нитке рельсового пути проходит больший путь, чем колесо, движущееся по внутренней нитке).

Последствиями боксования являются:

• уменьшение силы тяги локомотива при боксовании колесных пар влечет за собой остановку поезда на подъемах;
• резкое увеличение частоты вращения тяговых двигателей может вызвать круговой огонь по коллектору, привести к выходу силового тягового оборудования;
• размотка бандажа якоря тягового двигателя, т.к. увеличиваются центробежные силы, действующие на якорную обмотку;
• излом зубьев шестерни и зубчатого колеса вследствие резкого прекращения боксования;
• излом подвески тягового двигателя;
• проворот бандажей колесных пар;
• обрыв автосцепки в поезде по причине возникновения больших продольно- динамических реакций;
• образование пропилов на головках рельс и поверхности катания бандажей колесных пар.

Способы определения боксования:

• уменьшение тока якоря тягового двигателя (или тягового генератора) определяемого по амперметрам, вследствие увеличения противо ЭДС боксующего двигателя;
• резкие продольные оттяжки локомотива в тяговом режиме;
• срабатывание противобоксовочной защиты с сигнализацией о боксования и автоматической подачей песка, вследствие получения питания катушек реле боксования или датчиков;
• срабатывание противобуксовочной защиты с отключением тягового режима локомотива;
• характерный звук, вызванный разносным боксованием;
• резкое возрастание показания скорости на скоростемере.

1. Методы предотвращения и прекращения боксования
2. Особенности управления локомотивом:
3. Нестандартные ситуации

Методы предотвращения и прекращения боксования

С целью исключения случаев повреждения электрического и механического оборудования локомотивов по причине боксования, локомотивным бригадам необходимо при приемке локомотива:

• проверить наличие песка в бункерах песочниц;
• проверить работу системы пескоподачи.

Проверяется расположение наконечника песочной трубы относительно бандажа колесной пары и рельса. Конец рукава (наконечник) должен находиться на расстоянии, для электровозов: 30-50 мм от головки рельса и на 15-35мм от бандажа колесной пары и тепловозов: 45-65 мм от головки рельса и не касаться бандажа колесной пары. Наконечник должен быть направлен в точку касания колеса с рельсом; проверить наличие пломб на форсунках песочниц;

• проверить работу схемы защиты от боксования (если предусмотрено конструкцией локомотива);
• проверить работу догружающего устройства;
• проверить работу гребнесмазывателей и правильность подачи смазки на гребень колесной пары;
• при следовании с поездом в тяговом режиме при отсутствии боксовки, сравнить разницу в показаниях амперметров силовой цепи тяговых двигателей.

Особенности управления локомотивом:

• руководствоваться режимными картами;
• не превышать установленную весовую норму поезда по участку;
• перед руководящими подъемами развивать максимально-допустимую скорость движения поезда и использовать максимальную мощность локомотива;
• предупреждать боксование колесных пар локомотива заблаговременной подачей песка в режимах разгона поезда, при неблагоприятных погодных условиях и следовании к участкам с повышенным риском боксования (кривые участках пути, переезды, места листопада и.т.д.) или уменьшении тяговой мощности локомотива;
• правильно использовать возможности переключения электрических соединений тяговых электродвигателей и возбуждения тягового генератора;
• выдерживать интервал времени 1-2 сек. между набором тяговых позиций;
• при следовании к станциям предшествующим руководящим подъемам выяснять у дежурного по станции (далее ДСП) или поездного диспетчера (далее ДНЦ) по поездной радиосвязи порядок пропуска и время проследования предыдущего поезда;
• перед остановкой на сложных участках по профилю пути за 25-30 метров до остановки производить подачу песка;
• в пути следования в случае остановки на промежуточных станциях при необходимости проверять подачу песка под колесные пары локомотива и осмотреть состояние песочных труб и их наконечников.

Нестандартные ситуации

При ведении поезда и выявлении боксования колесных пар локомотива машинист должен перейти на пониженные позиции (уменьшить тяговую мощность) и произвести подачу песка.

Для предотвращения боксования колесных пар категорически запрещается применять вспомогательный тормоз локомотива с одновременной подачей песка.

При выявлении срабатывания противобоксовочной защиты, отключения аппаратов защиты тяговых электродвигателей со снятием режима тяги, локомотивная бригада обязана:

• убедиться в отсутствии признаков заклинивания колесно-моторного блока;
• выявить неисправный тяговый электродвигатель и произвести его отключение;
• предупредить ДСП, ДНЦ участка о необходимости остановки для осмотра ходовых частей локомотива на первой станции;
• при остановке, соблюдая требования охраны труда осмотреть состояние тягового электродвигателя на предмет разбандажировки обмотки якоря, что может являться причиной его заклинивания (признаком начавшейся разбандажировки является наличие изоляции в выхлопных вентиляционных каналах);
• отсутствие признаков заклинивания (подклинивания) колесной пары (по состоянию поверхности катания КП), нагреву буксовых подшипников;

При отсутствии признаков заклинивания якоря тягового электродвигателя продолжить движение на аварийной схеме работы локомотива, при условии допустимого веса поезда с выключенным тяговым электродвигателем.