ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ПО АВТОМОБИЛЬНЫМ И ЖЕЛЕЗНЫМ ДОРОГАМ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к транспортным средствам, преобразуемым для передвижения по автомобильным и рельсовым дорогам, и может быть использована в качестве тягового модуля вагонов для выполнения работ на железнодорожных путях, а также на прилегающей территории и на дорогах общего пользования.
Известны транспортные средства для передвижения по автомобильным и железным дорогам, содержащие шасси с пневмоколесами и осями с железнодорожными катками, установленными с возможностью поднятия и опускания на подпружиненных несущих рамах, и привод железнодорожных катков (1-5).
Однако наличие дополнительного привода железнодорожных колес в известных транспортных средствах усложняет их конструкцию.
Известны транспортные средства для передвижения по автомобильным и железным дорогам, конструктивные решения которых направлены на обеспечение усилия прижатия железнодорожных колес к рельсам и снижение динамических нагрузок на элементы подвесок колес.
Так, например, известно гидравлическое прижимное устройство для рельсовых направляющих единицы подвижного состава, предназначенной для движения по автомобильным и по железным дорогам, служащего для непрерывного прижатия одной пары передних и одной пары задних рельсовых направляющих данной единицы подвижного состава, имеющей четыре снабженных обычными автомобильными шинами колеса (6). На каждую пару рельсовых направляющих воздействует один гидравлический прижимной орган устройства, причем, когда все эти органы находятся в рабочем положении, содержащаяся в них гидравлическая жидкость находится под давлением, а соединение их с источником, подающим данную жидкость, перекрыто. В устройстве имеется работающий с использованием давления газа аккумулятор для гидравлической жидкости, причем, когда данный аккумулятор находится в рабочем положении, соединение его с источником, подающим гидравлическую жидкость, также перекрыто. В устройстве имеется также осуществляющий дополнительное регулировочное нажатие цилиндр двойного действия, в котором перемещается поршень, подвергающийся с одной стороны воздействию механических сил. При этом часть цилиндра, не подвергающаяся давлению поршня, связана с прижимными органами. Устройство отличается тем, что в нем для дополнительного регулировочного нажатия используется агрегат, состоящий по меньшей мере из двух цилиндров с поршнями, подвергающимися воздействию механических сил в одном и том же направлении. При этом части цилиндров, не находящиеся под воздействием поршней, независимо одна от другой связаны по меньшей мере с одним прижимным органом.
Недостаток известного гидравлического устройства заключается в сложности конструкции.
Известно транспортное средство, преобразуемое для движения по рельсам и автомобильным дорогам, содержащее пневматические колеса и железнодорожную колесную пару, ось которой жестко закреплена на рычагах, каждый из которых шарнирно связан со штоком гидроцилиндра, смонтированного на раме, и с элементом подвески (7). Элемент подвески известного транспортного средства включает корпус, который жестко связан с рамой, и подпружиненный стержень, установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения, конец которого шарнирно смонтирован на конце рычага. При этом корпус указанного гидроцилиндра шарнирно связан с корпусом элемента подвески, а шток шарнирно связан со средней частью рычага.
Недостатком известного транспортного средства является то, что она имеет большие габариты и металлоемкость, которые ухудшают маневренность для производства работ на железнодорожных дорогах. Кроме этого, снижение динамических нагрузок обеспечивается только на элемент подвески железнодорожных колес, большая масса этого транспортного средства оказывает большие нагрузки на пневматические колеса, которые при движении по рельсам испытывают большое сопротивление, что приводит к повышенному износу шин.
Известно также автомобильно-рельсовое транспортное средство, имеющее управляемые колеса, неуправляемые приводные автомобильные колеса с пневматическими шинами, расположенные попарно на осях, перпендикулярных его продольной оси, по крайней мере, две пары опускаемых рельсовых колес, передающих на рельсы при опускании часть веса транспортного средства (8). Для повышения устойчивости при движении по автомобильной дороге, колея, по крайней мере, одной пары неуправляемых приводных колес совпадает с рельсовой колеей, а колея управляемых колес шире рельсовой колеи.
У известного шасси рельсовые колеса в положении для движения по рельсам не имеют возможности перемещения относительно несущих рам, на которых они установлены, а несущие рамы не имеют возможности перемещения относительно рамы шасси. Рельсовые колеса, таким образом, не имеют возможности перемещения относительно рамы шасси. Приводные колеса известного шасси могут подниматься относительно рельс, например, в момент контакта с неровностями, расположенными вблизи и выше головок рельс. Подъем одного из приводных колес сопровождается креном рамы шасси, вследствие чего установленные без возможности перемещения относительно рамы шасси рельсовые колеса теряют контакт с рельсами. Подъем всех приводных колес сопровождается изменением дифферента рамы шасси, вследствие чего теряют контакт с рельсами рельсовые колеса, расположенные вблизи приводных колес.
Известно шасси самоходной рельсовой машины, имеющее раму, приводные колеса с эластичными шинами, опирающиеся на рельсы, одну пару опорных рельсовых колес, расположенных вблизи приводных колес, закрепленных на опускающейся относительно рамы шасси несущей раме, одну пару опорных рельсовых колес, расположенных не вблизи приводных колес, закрепленных на несущей раме (9). Пары рельсовых колес установлены с возможностью наклона линий, соединяющих центры колес этих пар, относительно оси приводных колес, а пара рельсовых колес, расположенных вблизи приводных колес, установлена также с возможностью опускания линии, соединяющей центры колес этой пары, относительно оси приводных колес. Все рельсовые колеса установлены на концах подпружиненных рычагов, присоединенных к несущим рамам. В частном исполнении расположенные вблизи приводных колес рельсовые колеса установлены на концах подпружиненных рычагов, присоединенных к несущей раме, а несущая рама, на которой установлены рельсовые колеса, расположенные не вблизи приводных колес, присоединена к раме шасси через пару разнесенных по ширине шасси упругих элементов. Также в частном исполнении расположенные вблизи приводных колес рельсовые колеса установлены на концах подпружиненных рычагов, присоединенных к несущей раме, а рельсовые колеса, расположенные не вблизи приводных колес, закреплены на концах жесткой оси, присоединенной к несущей раме через расположенный в плоскости симметрии шасси палец.
Недостаток известного шасси заключается в сложности конструкции устройства для сохранения контакта рельсовых колес с рельсами при вертикальных перемещениях приводных колес.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящей полезной модели является техническое решение рельсового направляющего устройства для транспортного средства, предназначенного для движения по рельсовым и безрельсовым дорогам (10). Устройство содержит неподпружиненные качающиеся рычаги, на концах которых подвешены рельсовые колеса. Расстояние между колесами соответствует рельсовой колее. Рельсовые колеса гидроприводом могут быть подняты или опущены. Передние колеса установлены на маятниковой подвеске, на которую воздействует гидроцилиндр, установленный в середине колесной оси и подсоединенный к гидросистеме транспортного средства через регулирующий клапан. Задние колеса рельсового направляющего устройства подвешены на трубчатой раме и с помощью двух гидроцилиндров через систему рычагов поднимаются или опускаются. Между насосом и регулирующими клапанами предусмотрен электрогидравлический четырехходовой клапан. Гидроцилиндры через шунтирующий трубопровод гидросистемы транспортного средства подключены к напорному штуцеру четырехходового клапана. Для управления электрогидравлическим четырехходовым клапаном в шунтирующем трубопроводе расположен срабатывающий от давления в гидросистеме электрический микровыключатель.
Недостаток известного технического решения заключается в том, что подъем и опускание передней оси рельсовых колес осуществляется одним гидроцилиндром, шток которого соединен с поперечной трубой, соединяющей средние участки продольных рычагов, а подъем и опускание задней оси рельсовых колес осуществляется гидроцилиндрами через систему рычагов. Вследствие этого увеличивается усилие на штоках гидроцилиндров, необходимое для подъема и опускания осей, и усложняется конструкция как механической части устройства, так и гидросистемы, управляющей данным устройством.
Задача настоящей полезной модели состоит в создании надежного и упрощенного по конструкции универсального транспортного средства, способного в качестве, например, тягового модуля вагонов выполнять работы на железнодорожных путях, а также на прилегающей территории и на дорогах общего пользования.
Поставленная задача решена тем, что транспортное средство для передвижения по автомобильным и железным дорогам включает шасси, содержащее несущую раму, на которой установлены передняя и задняя оси с пневматическими колесами, передняя и задняя оси с железнодорожными колесами, установленными на качающихся рычагах с возможностью подъема и опускания при помощи гидроцилиндров, подсоединенных через гидрораспределитель к гидросистеме транспортного средства, включающей насос, регулирующие, предохранительные и обратные клапаны, гидроаккумулятор и систему трубопроводов, при этом колея упомянутых колес транспортного средства соответствует рельсовой колее. Новым в полезной модели является то, что транспортное средство снабжено дополнительным гидроцилиндром подъема и опускания, установленным на передней оси с железнодорожными колесами, дополнительным гидроаккумулятором и гидрозамками, при этом гидроаккумуляторы и гидрозамки установлены в линии соединения поршневых полостей гидроцилиндров с гидрораспределителем, а штоки упомянутых гидроцилиндров соединены непосредственно с концами качающихся рычагов.
На фиг.1 схематично изображено транспортное средство для передвижения по автомобильным и железным дорогам, вид сбоку. На фиг.2 - то же, вид спереди. На фиг.3 схематично изображена передняя ось с железнодорожными колесами в сборе с качающимися рычагами и гидроцилиндрами ее подъема и опускания. На фиг.4 схематично изображена задняя ось с железнодорожными колесами в сборе с качающимися рычагами и гидроцилиндрами ее подъема и опускания. На фиг.5 изображена гидросистема управления передней и задней осями с железнодорожными колесами.
Транспортное средство для передвижения по автомобильным и железным дорогам выполнено на основе базового шасси (фиг.1), максимально унифицированного по конструкции с универсальным колесным трактором. Шасси, например, для работы в качестве тягового модуля вагонов, содержит несущую раму 1, на которой установлены основные компоновочные узлы и системы: кабина 2 с рулевым управлением, моторно-трансмиссионный блок 3, локомотивное оборудование 4, грузовая платформа 5, передняя ось 6 с пневматическими колесами 7, задняя ось 8 с пневматическими колесами 9, передняя ось 10 с железнодорожными колесами 11, задняя ось 12 с железнодорожными колесами 13, переднее автосцепное устройство 14, заднее автосцепное устройство 15.
Колеса 7, 9, 11, 13 установлены на осях 6, 8, 10 и 12 с колеей, совпадающей с колеей рельсового пути (фиг.2).
Передняя ось 10 с железнодорожными колесами 11 и задняя ось 12 с железнодорожными колесами 13 (фиг.3, 4) установлены на качающихся рычагах 16.
Транспортное средство снабжено гидросистемой управления его механизмами и узлами, включающей гидросистему управления подъемом и опускания осей 10, 12. Гидросистема (фиг.5) включает гидробак 17, насос 18, гидрораспределитель 19, регулирующие клапаны 20, предохранительные клапаны 21, обратные клапаны 22, гидроаккумуляторы 23, гидрозамки 24, гидроцилиндры 25 и систему трубопроводов. Гидроаккумуляторы 23 и гидрозамки 24 установлены в линии соединения поршневых полостей гидроцилиндров 25 с гидрораспределителем 19.
Штоки гидроцилиндров 25 соединены непосредственно с концами качающихся рычагов 16 (фиг.3, 4).
Транспортное средство для передвижения по автомобильным и железным дорогам работает следующим образом.
Для передвижения транспортного средства по железнодорожной дороге необходимо установить его на рельсы (на железнодорожном переезде либо на специально организованной площадке). Для этого рабочую жидкость из гидробака 17 (фиг.5) гидросистемы транспортного средства насосом 18 подают через гидрораспределитель 19 в поршневые полости гидроцилиндров 25, штоки которых опускают оси 10, 12 с железнодорожными колесами 11, 13 на рельсы. Передвижение транспортного средства по рельсовой дороге осуществляется при помощи взаимодействия пневматических колес 7, 9 с рельсами, усилие прижатия которых к рельсам определено, в основном, весом транспортного средства. Для обеспечения устойчивости транспортного средства при передвижении по рельсовой дороге усилие прижатия железнодорожных колес 11, 13 к рельсам задают регулирующими клапанами 20. Постоянное усилие прижатия колес 11, 13 к рельсам создают путем срабатывания гидрозамков 24, которые перекрывают соединение штоковых полостей гидроцилиндров 25 со сливной линией гидросистемы, предотвращая тем самым отток рабочей жидкости от гидроцилиндров 25 в гидробак 17. Одновременно гидроаккумуляторы 23 заполняются рабочей жидкостью из линии соединения гидроцилиндров 25 с гидрораспределителем 19 и выполняют свойства упругого элемента осей 10, 12, позволяя колесам 11, 13 отслеживать неровности (стыки) железнодорожных рельс.
Перевод транспортного средства для передвижения по автомобильным дорогам осуществляют следующим образом. Подводят транспортное средство к подходящему месту (на железнодорожном переезде либо на специально организованной площадке). Отключают действие гидрозамков 24, рабочую жидкость из гидробака 17 насосом 18 подают через гидрораспределитель 19 в штоковые полости гйдроцилиндров 25, штоки которых поднимают оси 10, 12 с железнодорожными колесами 11, 13 в верхнее положение. Для удержания осей 10, 12 в верхнем положении используют гидрораспределитель 19, который отсоединяет штоковые полости гидроцилиндров 25 от сливной линии гидросистемы.
Таким образом, снабжение транспортного средства дополнительным гидроцилиндром подъема и опускания передней оси с железнодорожными колесами, а также соединение штоков гидроцилиндров подъема и опускания непосредственно с концами качающихся рычагов осей с железнодорожными колесами позволяет уменьшить усилие, прикладываемое к штокам гидроцилиндров, и упростить как механическую часть конструкции путем исключения дополнительных рычагов, так и гидросистему управления подъема и опускания осей с железнодорожными колесами, максимально интегрируя ее с гидросистемой транспортного средства. Введение в гидросистему дополнительного гидроаккумулятора и гидрозамков позволяет поддерживать постоянное усилие прижатия железнодорожных колес к рельсам, что повышает устойчивость и надежность работы транспортного средства при перемещении по железнодорожной дороге.
Источники информации:
1. DE, №3002364 А1, МПК: B60F 1/04, опубл. 31.07.1980.
2. US, №4355584 А, МПК: В61С 11/00, опубл. 26.10.1982.
3. US, №4534297 А, МПК: B61D 15/00, B61F 13/00, опубл. 13.08.1985.
4. RU, №2130387 С1, МПК: B60F 1/04, В60В 35/10, опубл. 20.05.1999.
5. RU, №2167768 С1, МПК: B60F 1/04, опубл. 27.05.2001.
6. DE, №2308255 А1, МПК: B60f 1/00, опубл. 05.09.1974.
7. SU, №1248851 А1, МПК: B60F 1/00, 1/04, опубл. 07.08.1986.
8. RU, №35612 U1, МПК: B60F 1/00, опубл. 27.01.2004.
9. RU, №45338 U1, МПК: B60F 1/04, опубл. 10.05.2005.
10. DE, №1913878 А1, МПК: B60f, опубл. 22.10.1970. (пототип).