БСУ-3М — инновация, востребованная временем

Каждый, кто ездил поездами дальнего следования по бескрайним российским просторам, хорошо помнит рывки и толчки, сопровождающие разгоны и торможения состава. Пролитый чай, пробуждения среди ночи — еще не самые неприятные последствия этих рывков. Страдает от них и подвижной состав, может пострадать хрупкий ценный груз.

Текст: О.А. Усов, В.А. Малафеев, Д.В. Куртц, А.Л. Каменский, И.М. Герасимов

Виною тому зазоры в автосцепке СА-3, используемой в СССР и ряде европейских стран с начала 30-х годов XX века как на пассажирском, так и на грузовом подвижном составе. Из-за конструктивных особенностей, присущих контуру зацепления СА-3, суммарный осевой зазор в зацеплении при эксплуатации может достигать 30 мм и более. Имеет эта автосцепка и другие недостатки. С ней невозможно сделать герметичный переход между вагонами с ровным полом, она не может применяться для сцепления двухэтажных вагонов, а также в поездах, развивающих скорость свыше 160 километров в час.

Для решения данной проблемы в 2005 году в ОАО «ВНИИТрансмаш» впервые в Российской Федерации было разработано автоматическое беззазорное сцепное устройство, относящееся к типу так называемых «жестких» сцепок.

Отработанный ОАО «ВНИИТрансмаш» и причастными организациями в процессе проектирования и испытаний БСУ-3 контур зацепления является инновационным решением, не имеющим аналогов в мире. Он оказался столь удачным, что в дальнейшем был сначала нормирован отраслевым стандартом ОАО «РЖД», а с 2011 года закреплен государственным стандартом, став, таким образом, обязательным для сцепных устройств жесткого типа, допущенных к эксплуатации на колее 1520 мм.

Жесткое сцепное устройство БСУ-3 имеет существенные преимущества по сравнению с автосцепкой СА-3 и обеспечивает:

• возможность эксплуатации подвижного состава на скоростях до 200 километров в час;
• высокую надежность и быстродействие замков механизмов сцепления при сцеплении и расцеплении вагонов;
• автоматическое сцепление вагонов, в том числе при существенно больших угловых отклонениях осей сцепок в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
• низкий уровень шума и вибрации вагонов при движении поезда, что существенно повышает комфортность поездки;
  
• высокую безопасность перевозок, так как сцепка остается в сцепленном состоянии даже при аварийных ситуациях, вплоть до схода вагонов с рельсов (случай имел место в 2015 году);
• снижение взаимных осевых перемещений вагонов в связи с исключением осевых люфтов (зазоров) в контуре зацепления и минимизацией осевых зазоров в шарнире и, как следствие, снижение динамической нагруженности сцепок и вагонов в целом;
• возможность установки на вагоны герметичного межвагонного перехода с ровным полом.
  

С 2008 года БСУ-3 сертифицировано Регистром сертификации на федеральном железнодорожном транспорте на соответствие требованиям безопасности, что позволило начать его серийные поставки.

 Всего ОАО «ВНИИТрансмаш» изготовило 417 вагонокомплектов сцепок БСУ-3, которые первоначально устанавливались на вагоны пассажирских поездов постоянного формирования «Москва — Самара», «Москва — Белгород», «Москва — Ярославль» и др.

С 2013 года БСУ-3 устанавливаются на современные двухэтажные вагоны постройки ОАО «Тверской вагоностроительный завод». Концепция этих вагонов не позволяет использовать другие сцепные устройства для соединения вагонов, кроме беззазорных.

На основании накопленного опыта изготовления и эксплуатации БСУ-3 ОАО «ВНИИтрансмаш» в 2017 году в инициативном порядке разработало универсальное сцепное устройство БСУ-3М, соединившее в себе лучшие конструктивные решения БСУ-3 и обеспечивающее преемственность со сцепкой СА-3 по способу соединения с вагоном. 

Сцепное устройство БСУ-3М состоит из двух сцепок и двух центрирующих балочек, при этом корпус сцепки соединяется с помощью цилиндрического шарнира с хвостовиком, форма которого изменена, а присоединительные размеры выполнены в полном соответствии с хвостовиком автосцепки СА-3. Голова сцепки БСУ-3М с навесными механизмами полностью соответствует голове сцепки БСУ-3, обеспечивая стандартизованный контур зацепления.

Сцепное устройство БСУ-3М по сравнению с БСУ-3 имеет ряд существенных конструктивных и технологических преимуществ. Конструкция БСУ-3М более проста и надежна — в ней отсутствует силовая резьба, а вместо сложного и дорогого сферического шарнира применен шарнир с горизонтальным цилиндрическим шкворнем. Хвостовик БСУ-3М обеспечивает возможность использования упряжи автосцепки СА-3. Существенно снижена трудоемкость изготовления и обслуживания сцепки.

Таким образом, функционально — по углам сцепления-расцепления, прохождению кривых, нагрузкам, сцепляемости — БСУ-3М аналогична БСУ-3, а по обеспечению требований безопасности превосходит ее.

Модернизированное сцепное устройство БСУ-3М решает задачи взаимозаменяемости с автосцепкой СА-3 без необходимости одновременной замены упряжи, что позволит использовать его не только для соединения вагонов, но и для соединения локомотива с первым вагоном, так как обеспечивается возможность быстрой установки жесткого сцепного устройства вместо автосцепки СА-3 локомотива.

Обе сцепки: БСУ-3 и БСУ-3М — являются полностью отечественной разработкой, в их конструкции отсутствуют импортные детали и материалы.

БСУ-3М открывает перспективы по расширению области применения жестких сцепок, которые до настоящего времени использовались исключительно на пассажирских составах. Функциональная унификация по хвостовику со сцепкой СА-3 позволяет применить БСУ-3М на специальных грузовых вагонах, предназначенных для перевозки с повышенными скоростями особо ценных и хрупких грузов по имеющимся железнодорожным путям, а в перспективе — для эксплуатации на «Новом шелковом пути» — Евразийском сухопутном мосту, где применение сцепки СА-3 в силу скоростных ограничений будет невозможно.

 БСУ-3М в дальнейшем может быть внедрена на всех современных вагонах изготовления ОАО «Тверской вагоностроительный завод», ОАО «Демиховский машиностроительный завод», ООО «Уральские локомотивы», АО «Тихвинский вагоностроительный завод», а также при модернизации ранее выпущенного подвижного состава и локомотивов при плановых видах ремонта. Кроме того, БСУ-3М имеет экспортный потенциал и может устанавливаться на вагонах постройки Крюковского вагоностроительного завода (Украина), Ташкентского вагоностроительного завода (Узбекистан) и др. и эксплуатироваться во всех странах, входящих в «пространство 1520 мм».  

ОАО «ВНИИтрансмаш» — комплексный научно-исследовательский, конструкторский, производственный и испытательный центр транспортного машиностроения. Предприятие образовано в 1949 году на базе опытного завода, создававшего в годы Великой Отечественной войны танки и самоходные артиллерийские установки. Коллектив «ВНИИтрансмаш» имеет большой опыт в создании гусеничных машин, шасси планетоходов, оборудования для космических исследований, современных транспортных и аварийно-спасательных машин, городского и железнодорожного транспорта, технологического оборудования и устройств для различных отраслей.