سیستم تعلیق بوژی چگونه کار می کند؟

وسایل نقلیه ریلی مجهز به سیستمهای تعلیق اولیه و ثانویه هستند که برای سیر با بیشترین سرعت و راحتی مسافران طراحی شده اند. 

سیستم تعلیق اولیه

اجزا سیستم تعلیق اولیه:

- سازه بوژی (Bogie Frame)

- صفحه لاستیکی (Rubber Disk) 

- نشیمگاه فنر (Centering Disk)

- فنر داخلی  (Internal Spring) 

- فنر خارجی (External Spring) 

- تسمه قفل کننده (Locking Plate) 

- بوش لاستیکی (Rubber Joint)

- بازوی کنترلی (Control Arm) 

- کمک فنر -  میراکننده ارتعاش (Damper) 

بازوی کنترلی محل قرارگیری فنرها، کمک فنر و سایر اجزاء سیستم تعلیق اولیه است. نیروهای کشش و ترمز از طریق سازه بوژی به بازوی کنترلی منتقل می شوند. بخشی از تکانه های وارد شده به سیستم تعلیق اولیه توسط فنرها جذب می شوند و از انتقال آنها به سازه بوژی جلوگیری می شود.

برای آشنائی با سیستم تعلیق ثانویه ویدئوهای بعدی را ببینید.

سیستم تعلیق ثانویه

بوژیهای ICF مجهز به سیستم های تعلیق اولیه و ثانویه هستند. سیستم تعلیق ثانویه دارای فنرهای مارپیچ است و بمنظور کاهش انتقال تکانه ها به واگن و راحتی مسافرین استفاده می شود.

اجزاء سیستم تعلیق ثانویه:

- بولستر (Bolster)

- فنر مارپیچ  (Spring) 

- تیرک زیر فنرها(Bolster Spring Beam) 

- لقمه‎های گوشواره (BSS Block)

- گوشواره (BSS Hanger)

- پین (والیک) لقمه (BSS Pin)

- کمک فنر عمودی (Vertical Damper)

در سیستم تعلیق ثانویه، بولستر بر روی فنرهای مارپیچ  و فنرها بر روی تیرک زیرین نشسته اند و تیرکهای زیر از طریق لقمه ها،  گوشواره ها و پینها به سازه اصلی بوژی متصل شده اند. با این چینش قطعات، بولستر قطعه ای شناور است که وزن اطاق واگن را به بوژی منتقل می کند و در نهایت وزن واگن از طریق سیستم تعلیق اولیه و چرخها به ریل منتقل می شود

توضیح: بوژی ICF، نوعی بوژی در راه آهن هند است.

سیستم تعلیق ثانویه در بوژیهای  3 تکه  (CASNUB Bogie) 

بوژیهای سه تکه دارای طول کم، تعمیر و نگهداری راحت‎تر، قابلیت اطمینان بالا و ظرفیت بار محوری بیشتر هستند. بوژی دارای دو تیر طولی و یک بولستر از جنس فولاد ریخته گری است. بولستر از طریق فنرها بر روی تیرهای طولی نشسته است. بولستر همچنین یک سیستم اصطکاکی میراکننده تکانه دارد. 

اجزاء سیستم تعلیق ثانویه در بوژیهای  3 تکه:

- تیر طولی (Side Frame)

- بولستر (Bolster)

- فنر خارجی  (Outer Spring) 

- فنر داخلی  (Inner Spring) 

- فنر زیر گوه (Snubber Spring)

- صفحه زیر فنرها(Spring Plank) 

- گوه های سایشی (Friction Wedge)

اجزاء تیر طولی:

- ستونهای دو طرف تیر (Side Frame Column Side)

- تیغه ضد پیچش (Anti Rotation Lug)

- ورقهای سایشی دو طرف تیر (Side Frame Friction Liner)

اجزاء بولستر:

- صفحه روی سطح شیب دار (Bolster Pocket Slope Surface Liner)

- سطح راهنما (Bolster Land Surface)

- تیغه های ضد پیچش (Rotating Stop Lugs)

سیستم تعلیق بوژی در بولستر متمرکز است. بدلیل نداشتن سیستم تعلیق اولیه، سیستم تعلیق ثانویه بر روی فنرهای داخلی و خارجی تکیه می کند. در زمان چرخش چرخها در قوسها، صفحه زیر فنرها تحت نیروهای پیچشی و خمشی قرار دارد. 

بخشی از سیستم تعلیق در این بوژیها اصطکاکی است. گوه های سایشی که از فولاد منگنزدار ریخته گری شده اند بر روی فنرهای داخلی نشسته اند. سطوح عمودی گوه ها در تماس با سطح ورقهای سایشی تیر طولی و سطوح مورب گوه ها در تماس با سطوح شیب دار بوستر هستند. طول فنرها بگونه ای طراحی شده که فنرهای زیر گوه ها همواره تحت فشار هستند و گوه ها را به سمت بالا هدایت می کنند. وزن واگن از طریق کاسه سقفی به کاسه وسط بولستر منتقل می شود و فنرها وزن را به تیر طولی منتقل می کنند.

سیستم تعلیق بوژی های واگن های باری در ایران

بوژی های 100-18، دارای سیستم تعلیق ثانویه است

 بوژی های H، دارای سیستم تعلیق اولیه است

 سیستم تعلیق هوائی (ثانویه)

بدلیل کنشهای بین چرخ و ریل تکانه‌هائی با فرکانس‎ها (تعداد در زمان) و دامنه‌های (مقدار عمودی تکانه) متفاوت ایجاد می شود، برای کاهش این تکانه‌ها از سیستم تعلیق استفاده می شود، در بوژیهای فیات دوگونه سیستم تعلیق وجود دارد: اولیه و ثانویه. در این ویدئو به سیستم تعلیق هوائی پرداخته می شود.

سیستم تعلیق ثانویه نقش مهمی در واگن دارد و وزن اطاق واگن بر روی آن قرار گرفته‌است.

اجزاء سیستم تعلیق هوائی:

- صفحه بالائی (Top Plate)

-  محفظه هوا (Bellow)

- صفحه اصطکاکی (Low Friction Plate)

- فنرهای اضطراری (Emergency Springs)

- صفحه زیرین (Base Plate)

هر بوژی دو و هر واگن 4 سیستم تعلیق بادی دارد که صفحه بالائی آن به بولستر و صفحه زیرین آن به سازه بوژی متصل هستند.

عملکرد سیستم تعلیق هوائی:

سیستم تعلیق هوائی دارای یک محفظه لاستیکی تحت فشار هوا است که با تغییرات بار وارده ارتفاع آن ثابت می ماند، ارتفاع این محفظه با تنظیم فشار هوای درون آن از طریق یک والو تنظیم سطح کنترل (Leveling Valve) می شود. هوای مورد نیاز سیستم از لوله تغذیه  (Feed Pipe) لکوموتیو تامین می شود. فشار هوای لوله تغذیه لکوموتیو 6 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و فشار لوله هوای ترمز (Brake Pipe) 5 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. یک مخزن هوای (Auxilary Air Reserval) 150 لیتری در زیر هر واگن قرار دارد که هوای آن از لوله هوای تغذیه تامین می شود و هوای مورد نیاز برای سیستم های تعلیق دو بوژی را تامین می کند. قبل از مخزن، یک شیر قطع و وصل(Angle Coke) ، یک غبارگیر (Dirt Collector) و یک شیر یکطرفه   (None Return Valve)وجود دارد.

سیستم تعلیق هوائی با بیشینه فشار 6 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع کار می کند، یک شیر کنترل فشار  (Duplex Check Valve)هم بین دو محفظه هوا قراردارد که اگر اختلاف فشار بیش از 1.5 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع شود این شیر تعادل هوا را برقرار می کند.

بدلیل نقش مهم سیستم تعلیق هوائی در واگن، دستگاهی نشتی آن را کنترل می کند، نام این دستگاه نشانگر نشتی و فعال‌سازی ترمز(FIBA – Failure Indication Break Application)   و به محفظه‌های هوا متصل است و اگر نشتی در آنها بوجود آید رنگ نمایشگر دستگاه جهت هشدار به مامورین کنترل قطار قرمز شده و ترمزها بصورت خودکار عمل کرده و سرعت قطار کاهش می یابد، همچنین یک صدای سوت نیز از واگنی که مشکل دارد شنیده می شود.

توضیح  1: هر کیلوگرم بر سانتیمتر مربع تقریبا معادل یک اتمسفر است.

توضیح 2: بوژیهای فیات در راه آهن هند استفاده می شوند.

سیستمهای تعلیق اولیه و هوائی در بوژیهای قطار تندرو ژاپن (شینکانسن)