Повышение нагрузочной способности токоприемников электроподвижного состава за счет совершенствования системы охлаждения полоза

При увеличении мощности современного электроподвижного состава, обеспечивающего грузо- и пассажироперевозки, остается актуальной проблема передачи больших тяговых токов, вызванная низкой нагрузочной способностью токоприемников, что может привести к перегреву и отжигу контактных вставок с последующим снижением их прочности, отслоением графита от медной оболочки, повышенным износом. В статье рассмотрена классификация различных способов повышения нагрузочной способности токоприемников, наиболее перспективным из которых является охлаждение их полозов. К недостаткам известных активных и пассивных систем охлаждения полозов можно отнести необходимость применения для отведения тепла от нагретых частей дополнительных механизмов и узлов, которые эффективно работают только или при движении электроподвижного состава, или на стоянке. Для устранения указанного недостатка авторами предложено техническое решение полоза токоприемника, оборудованного тепловыми трубками и способного успешно функционировать в различных режимах работы электроподвижного состава. Для проверки работоспособности предложенного технического решения создана его математическая модель в программной среде SolidWorks, которая с помощью приложения FlowSimulation позволяет моделировать протекающие в полозе токоприемника тепловые процессы. При использовании тепловых трубок в конструкции полоза температура нагрева по его длине распределяется более равномерно, тем самым улучшая условия рассеивания тепла в окружающую среду, что позволит пропускать более высокие токи нагрузки. Результаты математического моделирования тепловых процессов в полозе токоприемника в программной среде SolidWorks подтверждены экспериментальными исследованиями на специализированной установке. Применение предложенного устройства способствует более равномерному распределению тепла по поверхности полоза, снижая нагрев контактных вставок и повышая нагрузочную способность токоприемника и надежность его работы в условиях скоростного, высокоскоростного и тяжеловесного движения поездов.