Кузов пассажирских вагонов опирается на две тележки, которые могут поворачиваться вокруг шкворня относительно кузова, благодаря чему обеспечивается свободное и плавное прохождение вагона по кривым участкам пути. Кроме того, тележки распределяют нагрузку от вагона на сравнительно длинный отрезок пути, что обеспечивает нагрузку на 1 пог. м пути не свыше допустимой 8 т.
Тележки являются основной частью вагона: от их устройства и состояния зависят скорость, безопасность движения поездов и плавность хода вагона.
До 1960 г. цельнометаллические пассажирские вагоны строились с так называемыми бесчелюстными тележками типа ЦМВ (рис. 5). Такая тележка состоит из металлической рамы, люлечного устройства, двух колесных пар с буксами, надбуксовых пружин и тормозной рычажной передачи. Люлечное устройство включает в себя надрессорную и подрессорную балки, две эллиптические рессоры и комплект люлечных подвесок. Это устройство упруго через рессоры передает давление от кузова вагона на раму тележки. Кроме того, люлечное устройство смягчает боковые толчки при ударах гребней колес о рельсы. Это достигается благодаря тому, что шарнирные люлечные подвески имеют возможность качаться вдоль и поперек вагона.
Тележка имеет двойное рессорное подвешивание ( центральное и надбуксовое), которое смягченно передает нагрузку кузова на колесные пары. Буксы удерживаются на колесной паре в необходимом положении надбуксовыми пружинами, надетыми на шпинтоны. Тележка обладает необходимой прочностью и надежностью работы отдельных узлов и деталей.
Тележка ЦМВ хорошо показала себя в эксплуатации, однако она не рассчитана на работу в скоростных поездах (при движении со скоростью свыше 120 км/ч).
Калининским вагоностроительным заводом была разработана конструкция новой тележки с гидравлическими и фрикционными гасителями колебаний.
Новая тележка типа КВЗ-5 (рис. 6) с 1960 г. была принята для серийного производства. На таких тележках отечественными и зарубежными вагоностроительными заводами выпущена большая партия цельнометаллических пассажирских вагонов.
Центральное рессорное подвешивание у этой тележки состоит из двух шарнирных маятниковых систем, на которых располагается надрессорная балка, воспринимающая нагрузку кузова вагона.
Поддон каждой люльки с комплектом пружин шарнирно подвешен на раме тележки при помощи серег, валиков и подвесок, свободно опирающихся на опорные подшипники. Подвески удлинены по сравнению с подвесками тележек ЦМВ. Вместе с серьгами они обеспечивают более эластичное восприятие боковых толчков и создают необходимые возвращающие усилия при отклонении люльки. Люлечные и надбуксовые пружины обладают повышенной гибкостью.
Центральное рессорное подвешивание дополнено двумя гидравлическими гасителями колебаний, установленными под углом 45 к горизонтальной плоскости, что обеспечивает гашение вертикальных и горизонтальных колебаний кузова вагона.
Гидравлический гаситель (рис. 7) состоит из рабочего цилиндра 5, поршня 4 со штоком 2, двух клапанов верхнего 3 и нижнего 7, наружного цилиндра 6 и защитного кожуха 1. Рабочий цилиндр и полость между ним и наружным цилиндром заполняются машинным маслом. Головка штока 2 шарнирно соединяется с рамой тележки, а головка 8 наружного цилиндра гасителя — с надрессорной балкой.
Принцип действия гасителя колебаний заключается в следующем.
Сжатие (рис. 7, а). При движении поршня вниз во время колебаний вагона масло под поршнем сжимается и через дроссельное отверстие в нижнем клапане перетекает в полость между рабочим и наружным цилиндром. Однако давление масла под поршнем все время возрастает, и как только оно сравняется с силой нажатия пружины на шайбу верхнего клапана, этот клапан открывается и масло устремляется в надпоршневую полость. Таким образом давление масла, т. е. величина сопротивления гасителя, зависит в основном от скорости перетекания (дросселирования) масла через нижний клапан, от скорости движения поршня, а также στ момента открытия верхнего клапана, что в свою очередь зависит от силы нажатия пружины.
Рис. 7. Схема действия гидравлического гасителя колебаний
Растяжение (отдача) (рис. 7, б). При движении поршня вверх масло в надпоршневой полости сжимается и через верхний клапан перетекает в полость под поршнем, а через отверстие в головке штока ( на рисунке не показана) — в пространство между наружным цилиндром и кожухом.
В то же время под поршнем создается разрежение, в результате разности давлений нижний клапан открывается и масло из межцилиндровой полости устремляется под поршень. Таким образом, усилие при растяжении зависит от величины давления масла в надпоршневой полости и степени разрежения в полости под поршнем.
Вследствие того что объемы рабочих камер над поршнем 4 и под ним равны, объемы дросселируемой жидкости при сжатии и растяжении также равны. Это дает возможность иметь одинаковые верхний и нижний клапаны и обеспечивает равные силы сопротивления при сжатии и растяжении.
В надбуксовое рессорное подвешивание введены фрикционные гасители колебаний, расположенные внутри надбуксовых пружин. Фрикционные гасители ослабляют вертикальные, продольные и поперечные колебания рамы тележки.
Тележка КВЗ-5 обеспечивает необходимую плавность хода вагона при скорости до 140 км/ч.
Чтобы повысить скорость движения до 160км/ч и более Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ЦНИИ МПС) совместно с Калининским заводом внес в конструкцию тележки КВЗ-5 существенные изменения, которые значительно улучшили ее эксплуатационные качества.
Усовершенствованная тележка КВЗ-5 под индексом КВЗ-ЦНИИ с 1962 г. принята в серийное производство и подкатывается под все вагоны постройки как отечественных, так и зарубежных вагоностроительных заводов.
Тележка КВЗ-ЦНИИ (рис. 8) имеет следующие конструктивные особенности Нагрузка от кузова вагона передается не на центральные подпятники, а на боковые скользуны 9 надрессорных балок, что обеспечивает гашение извилистого движения тележек и улучшает плавность хода вагона. Между подпятниками 8 тележек и пятниками 7 вагона должен быть зазор а не менее 9 мм. Тележки оборудованы более мягким рессорным подвешиванием.
Надрессорная балка связана с рамой тележки двумя поводками, расположенными на боковых балках рамы. Каждый поводок состоит из тяги и двух амортизаторов 5 и 6 в виде пакетов, объединяющих резиновые и металлические диски. Поводки способствуют лучшей реализации сил трения в скользунах при гашении извилистого движения тележек, исключают удары надрессорной балки о поперечные балки рамы тележки и улучшают ходовые качества тележки.
Тележка КВЗ-ЦНИИ допускает скорость движения вагона 160 км/ч.
Для обеспечения безопасности движения поездов проводники вагонов обязаны внимательно следить за работой ходовых частей вагона. В случае обнаружения во время движения необычного стука от ударов, неспокойного хода вагона надо немедленно сообщить об этом бригадиру поезда и постараться выяснить причину возникшей неисправности, чтобы определить возможность дальнейшего следования поезда с установленной скоростью.
В отдельных случаях, не терпящих отлагательства (сход вагона с рельсов, сильные удары колес о рельсы из-за образования недопустимых ползунов и т. п.), проводник вагона обязан остановить поезд.
На станциях после длительного безостановочного следования поезда проводнику вагона необходимо обращать внимание на ходовые части вагона, особенно на положение тормозных колодок (должны быть отпущены), на состояние букс (неисправная букса нагревается так, что на ней трудно удержать руку), па исправность редуктора, карданного вала, центрального рессорного подвешивания, крепления деталей подвагонного оборудования. При обнаружении неисправностей проводник вагона должен немедленно сообщить об этом бригадиру поезда и осмотрщику вагонов.
Надо иметь в виду, что трещины и изломы деталей тележек, как правило, бывают в наиболее слабых местах. К таким местам относятся те, где имеются резкие переходы от одних сечений к другим, углы и изгибы. Проводники пассажирских вагонов при подготовке в рейс должны руководствоваться установленными МПС правилами, в соответствии с которыми запрещается постановка в поезда вагонов, тележки которых имеют хотя бы одну из следующих неисправностей: трещины в раме, надрессорной балке, в деталях центрального люлечного подвешивания, предохранительных скобах, в подпятниках, кронштейнах гидравлических гасителей колебаний; чрезмерный нагрев буксы; излом даже одной пружины; трещины, задиры, выщербины в боковых скользунах; отсутствие зазора между пятником и подпятником в тележках КВЗ-ЦНИИ, отсутствие зазора между горизонтальными скользунами в тележках ЦМВ .и КВЗ-5; ослабление крепления болтов буксовых крышек, редукторов, серег центрального подвешивания, гаек шпинтонов и гаек поводков, соединяющих надрессорную балку с боковой балкой рамы тележки.
Нельзя также включать в составы в пунктах формирования и оборота пассажирских поездов вагоны на тележках: КВЗ-5, у которых суммарный зазор между вертикальными скользунами более 8 мм; ЦМВ с базой 2 700 мм, включаемых в поезда на расстояние менее 5 000 км, с суммарным зазором между вертикальными скользунами более 16 мм, а у вагонов, курсирующих со скоростью — 120 км/ч и выше, — более 12 мм.
Запрещается отправлять в рейс с конечной станции вагон, у которого гидравлический гаситель колебаний вышел из строя (утечка масла, излом цилиндра и т. п.) или не затянута гайкой шпинтона втулка фрикционного гасителя колебаний.