<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">110149</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2025-4-117-126</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">A Mathematical Model for Optimized Brake Force Distribution in Freight Wagons with Non-Uniform Brake Shoe Wear in the Bogie-Wise Brake System</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Разработка теоретико-математической модели для оптимизации распределения тормозного усилия грузовых вагонов при неоднородном износе тормозных колодок в условиях потележечного торможения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Коченов</surname>
       <given-names>Егор Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kochenov</surname>
       <given-names>Egor Aleksandrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>egorikooo@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-0020-1297</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Евсеев</surname>
       <given-names>Дмитрий Геннадьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Evseev</surname>
       <given-names>Dmitriy Gennad'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>evseevdg@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский университет транспорта (РУТ)</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russian University of Transport (RUT)</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Российский университет транспорта</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Russian University of Transport</institution>
     <city>Moscow</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-12-15T14:51:17+03:00">
    <day>15</day>
    <month>12</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-12-15T14:51:17+03:00">
    <day>15</day>
    <month>12</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>2025</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>117</fpage>
   <lpage>126</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-06-15T00:00:00+03:00">
     <day>15</day>
     <month>06</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-08-12T00:00:00+03:00">
     <day>12</day>
     <month>08</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/110149/view">https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/110149/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: Разработка математической модели для оптимизации распределения тормозного усилия при потележечном торможении с учетом неоднородного износа тормозных колодок грузовых вагонов, что является одной из основных причин снижения эффективности тормозной системы и безопасности движения. Методы: Проведен анализ недостатков традиционной тормозной рычажной передачи, характеризующейся сложностью регулировки и неравномерным износом колодок. Разработана математическая модель, связывающая износ тормозных колодок с силой торможения, коэффициентом трения, скоростью движения и геометрией рычажной передачи. Модель учитывает динамику смещения центра тяжести колодки при неравномерном износе, что является критическим фактором для предотвращения локальных перегрузок. Проведена параметрическая оптимизация конструкции тормозной системы, включающая корректный подбор длины плеч рычагов и управление давлением в тормозных цилиндрах. Результаты: Предложена система потележечного торможения с тормозными цилиндрами, расположенными непосредственно у колесных пар и оснащенными автоматическими регуляторами выхода штока. Экспериментальные данные показывают, что предложенная система позволяет снизить дисперсию нормальных сил, действующих на поверхности тормозных колодок, по сравнению с традиционной системой. Разработанная модель обеспечивает более равномерный износ колодок и повышает безопасность эксплуатации за счет минимизации риска блокировки колес. Практическая значимость: Полученные результаты позволяют внедрить разработанную модель в проектирование новых и модернизацию существующих тормозных систем грузовых вагонов. Применение предложенной системы потележечного торможения обеспечивает повышение срока службы тормозных колодок и снижение количества аварийных ситуаций, связанных с тормозной системой, что в конечном итоге повышает безопасность движения и снижает эксплуатационные затраты.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: To create a mathematical model for optimizing the distribution of brake force in railway wagons during bogie-based braking, specifically addressing the issue of non-uniform wear of freight wagon brake shoes, which is one of the main factors impairing braking efficiency and operational safety. Methods: An evaluation of the limitations of traditional brake lever transmissions was performed, highlighting their intricate adjustment mechanisms and the uneven brake shoe wear. A mathematical model was created to correlate brake shoe wear with brake force, friction coefficient, vehicle speed, and the geometry of the lever transmission. The model accounts for the dynamic shift of the brake shoe’s center of gravity due to uneven wear, which is critical for preventing localized overloads. A parametric optimization of the brake system design was performed, focusing on the appropriate selection of lever arm lengths and the regulation of pressure in the brake cylinders. Results: The proposed solution introduces an innovative bogie-whise braking system, featuring brake cylinders positioned directly at wheelsets and equipped with automatic stroke regulators. The experimental data have demonstrated that the system under investigation significantly reduces the dispersion of normal forces acting on brake shoe surfaces compared to conventional systems. The developed model will ensure more uniform shoe wear and enhance operational safety by minimizing the risk of wheel lockup. Practical significance: The research results obtained will enable the integration of the developed model in the design of new freight wagon brake systems and the modernisation of existing ones. Implementing the proposed bogie-wise braking system will extend brake shoe lifespan and reduce the frequency of incidents associated with braking systems, thereby enhancing operational safety while diminishing maintenance costs.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Грузовой вагон</kwd>
    <kwd>тормозная система</kwd>
    <kwd>неравномерный износ колодок</kwd>
    <kwd>математическая модель</kwd>
    <kwd>оптимизация тормозного усилия</kwd>
    <kwd>центр тяжести колодки</kwd>
    <kwd>потележечное торможение</kwd>
    <kwd>автоматический регулятор штока</kwd>
    <kwd>равномерный износ</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Freight wagon</kwd>
    <kwd>braking system</kwd>
    <kwd>uneven shoe wear</kwd>
    <kwd>mathematical model</kwd>
    <kwd>brake force optimisation</kwd>
    <kwd>shoe center of gravity</kwd>
    <kwd>bogie-wise braking</kwd>
    <kwd>automatic stroke regulator</kwd>
    <kwd>uniform wear</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Евсеев Д. Г. Оценка эффективности работы тормозных колодок грузовых вагонов /  Д. Г. Евсеев, Е. А. Коченов // Наука и техника транспорта. — 2024. — № 1. — С. 7.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evseev D. G. Ocenka effektivnosti raboty tormoznyh kolodok gruzovyh vagonov /  D. G. Evseev, E. A. Kochenov // Nauka i tehnika transporta. — 2024. — № 1. — S. 7.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Евсеев Д. Г. Усовершенствование тормозной рычажной передачи на основе использования потележечного торможения и новой системы обеспечения равномерного износа тормозных колодок грузовых вагонов / Д. Г. Евсеев, Е. А. Коченов // Наука и техника транспорта. — 2024. — № 4. — С. 14.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Evseev D. G. Usovershenstvovanie tormoznoy rychazhnoy peredachi na osnove ispol'zovaniya potelezhechnogo tormozheniya i novoy sistemy obespecheniya ravnomernogo iznosa tormoznyh kolodok gruzovyh vagonov / D. G. Evseev, E. A. Kochenov // Nauka i tehnika transporta. — 2024. — № 4. — S. 14.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кобищанов В. В. Тормозная система для потележечного торможения грузовых вагонов / В. В. Кобищанов, В. В. Синицин // Вестник Брянского государственного технического университета. — 2020. — № 3. — С. 21–28.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kobischanov V. V. Tormoznaya sistema dlya potelezhechnogo tormozheniya gruzovyh vagonov / V. V. Kobischanov, V. V. Sinicin // Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. — 2020. — № 3. — S. 21–28.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Шамонова Н. И. Анализ неисправностей тормозного оборудования вагонов / Н. И. Шамонова // Молодой ученый. — 2017. — № 15(149). — С. 91–95.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shamonova N. I. Analiz neispravnostey tormoznogo oborudovaniya vagonov / N. I. Shamonova // Molodoy uchenyy. — 2017. — № 15(149). — S. 91–95.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каниев Н. К. Пути повышения эффективности работы тормозной системы грузовых вагонов / Н. К. Каниев, Б. К. Кайролла // Наука и техника Казахстана. — 2020. — № 3. — С. 6–11.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kaniev N. K. Puti povysheniya effektivnosti raboty tormoznoy sistemy gruzovyh vagonov / N. K. Kaniev, B. K. Kayrolla // Nauka i tehnika Kazahstana. — 2020. — № 3. — S. 6–11.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Иванов А. А. Анализ контролепригодности тормозной системы грузового вагона /  А. А. Иванов, М. А. Козарезова // Мир транспорта. — 2017. — № 2. — С. 82–96.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ivanov A. A. Analiz kontroleprigodnosti tormoznoy sistemy gruzovogo vagona /  A. A. Ivanov, M. A. Kozarezova // Mir transporta. — 2017. — № 2. — S. 82–96.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лаптев С. И. Анализ свойств автоматичности тормозов грузовых поездов / С. И. Лаптев, Е. В. Федоров // Материалы Международной научно-технической конференции «Инновационный ISSN 2223-9987. Бюллетень результатов научных исследований  2025/4124 Проблематика﻿транспортных﻿систем транспорт — 2016», посвященная 60-летию основания Уральского государственного университета путей сообщения. — 2017. — С. 291–297.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Laptev S. I. Analiz svoystv avtomatichnosti tormozov gruzovyh poezdov / S. I. Laptev, E. V. Fedorov // Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii «Innovacionnyy ISSN 2223-9987. Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy  2025/4124 Problematika﻿transportnyh﻿sistem transport — 2016», posvyaschennaya 60-letiyu osnovaniya Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta putey soobscheniya. — 2017. — S. 291–297.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Мышьяков Д. С. Анализ конструкции вагона с раздельным потележечным торможением / Д. С. Мышьяков, А. А. Криворотов, Н. П. Рычков // Молодые науки Сибири. — 2021. — № 1. — С. 5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mysh'yakov D. S. Analiz konstrukcii vagona s razdel'nym potelezhechnym tormozheniem / D. S. Mysh'yakov, A. A. Krivorotov, N. P. Rychkov // Molodye nauki Sibiri. — 2021. — № 1. — S. 5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сипягин Е. С. Новые подходы к проектированию инновационных тормозных систем грузовых вагонов / Е. С. Сипягин, С. С. Старостин // Транспорт Российской Федерации. — 2014. — № 3(52). — С. 36–39.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sipyagin E. S. Novye podhody k proektirovaniyu innovacionnyh tormoznyh sistem gruzovyh vagonov / E. S. Sipyagin, S. S. Starostin // Transport Rossiyskoy Federacii. — 2014. — № 3(52). — S. 36–39.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Инагамов С. Г. Совершенствование рычажной передачи для потележечной тормозной системы грузового вагона // Материалы XI международной научно-практической конференции. В 2 частях. — 2021. — Т. 1.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Inagamov S. G. Sovershenstvovanie rychazhnoy peredachi dlya potelezhechnoy tormoznoy sistemy gruzovogo vagona // Materialy XI mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. V 2 chastyah. — 2021. — T. 1.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Крылов В. И. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава /  В. И. Крылов, В. В. Крылов, В. Н. Ефремов, П. Т. Демушкин. — М.: Транспорт, 1989. — 487 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Krylov V. I. Tormoznoe oborudovanie zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava /  V. I. Krylov, V. V. Krylov, V. N. Efremov, P. T. Demushkin. — M.: Transport, 1989. — 487 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
