ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ДВУХЭТАЖНЫЙ САМОДВИЖУЩИЙСЯ СКОРОСТНОЙ ЭЛЕКТРОВАГОН С БОЛЬШИМИ БОКОВЫМИ КОЛЕСАМИ

Область техники, к которой относится полезная модель. Настоящая полезная модель относится к железнодорожным самодвижущимся электровагонам, более конкретно к железнодорожным двухэтажным самодвижущимся скоростным электровагонам с большими боковыми колесами.
Уровень техники
В уровне техники отсутствуют средства того же назначения, т.е. вагоны для широкой колеи с большими колесами. При этом известны решения, относящиеся к сверхширокой железнодорожной колее, например, описанные в Википедии (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B0_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%85%D1%88%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B8, версия от 26 августа 2016 г.). При этом большинство подобных решений остались только в виде идей, до проектов дошла лишь незначительная часть, до практической реализации дошли только единицы решений.
Железнодорожный транспорт - в преимуществе количество вагонов состава, но не может похвастаться скоростями в силу устаревшей компоновки вагона. Для больших скоростей требуется новый тип железнодорожного полотна и конструкции вагона. Где время в пути сократится в 2, 3 раза.
Раскрытие сущности полезной модели
Настоящая полезная модель описывает самодвижущийся двухэтажный скоростной вагон для широкой колеи железнодорожного полотна на 4...6 колесах равной высоте вагона, и креплением колес снаружи вагоноконструкции, при этом электропривод осуществлен на ось колеса через клиноременную передачу с гидросцеплением.
Настоящее решение позволяет увеличить массу перевозимого груза и ускорить его перемещение.
Краткое описание чертежей Настоящее решение поясняется следующими фигурами:
Фиг. 1 - эскиз железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами
Фиг. 2 - эскиз железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами, условно показаны колеса
Фиг. 3 - эскиз железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами, вид сверху на один из этажей
Фиг. 4 - эскиз железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами, вид сверху на один из этажей
Фиг. 5 - эскиз вагоноконструкции (рамы) железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами
Фиг. 6 - эскиз машинного отделения железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами (ремни, связывающие шкивы, не показаны)
Фиг. 7 - кинематическая схема разгонного блока машинного отделения
Фиг. 8 - кинематическая схема скоростного блока машинного отделения
Фиг. 9 - эскиз устройства дороги, использующей железнодорожный двухэтажный самодвижущийся электровагон с большими боковыми колесами
Фиг. 10 - эскиз установки колеса на рельсовом пути дороги, показанной на фиг. 9
Фиг. 11 - эскиз колеса и тормозной системы
Фиг. 12 - эскиз установки колеса на рельсовом пути
Осуществление полезной модели
Настоящая полезная модель описывает самодвижущийся двухэтажный скоростной вагон для широкой колеи железнодорожного полотна, включающий вагоноконструкцию и колеса, причем высота колес равна высоте вагона, крепление колес осуществлено снаружи вагоноконструкции, а электропривод осуществлен на ведущую ось колеса через клиноременную передачу и гидросцепление.
На фиг. 1 показан эскиз железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами.
На фиг. 2 показан эскиз железнодорожного двухэтажного самодвижущегося электровагона с большими боковыми колесами, условно показаны колеса. Колес у вагона может быть 4 или 6.
Сам вагон за счет конструктивной ширины, при той же длине и массе (тары), обеспечит 80 купейных мест второго этажа, и 70 сидячих самолетных кресел первого этажа. Если сравнить, то один вагон описанного образца по вместимости и компоновке будет равен трем вагонам, существующих сегодня. На фиг. 3 показан один из этажей вагона, а на фиг. 4 показан другой из этажей. Этажи связаны между собой лестницами в начале и в конце вагона.
Конструкция решения имеет раму и конструкцию одной большой тележки, что показано на фиг. 5. Середина рамы по горизонтали, делит вагон на 2 этажа. С верхним - купейного типа на 80 человек, и нижним - базовым для седоков. Длина вагона предпочтительно составляет 24 м, ширина - 5,5 м, высота - 5 м. Дополнительно может быть установлен передний легкосъемный обтекатель, что увеличит длину вагона на 2 м. Диаметр наружных колес составляет 5 м, количестве колес от 4 до 6 на вагон.
Ведущая ось колеса через клиноременную передачу соединена кинематикой с двумя асинхронными трехфазными двигателями мощностью от 50 кВт через гидротрансформатор сцепления (гидросцепление). Ось ведущего колеса предпочтительно сочленена из трех элементов шлицевыми сдвижными муфтами и вращается в роликовых подшипниках качения, что показано на фиг.6 (для сравнения приведено схематическое изображение человека, все элементы выполнены в масштабе).
Колесо диаметром 5 м за один оборот проходит 15 метров пути.
По чертежу кинематики разгонный блок, который показан на фиг. 7, может обеспечивать 200 об/мин., а скоростной блок, который показан на фиг. 8, - до 700 об/мин, что позволит двигаться вагону свыше 600 км/час.
Самодвижущейся вагон с большими колесами, которые крепятся не под вагоном, а с боков конструкции рамы вагона - равные высоте вагона. При этом и колея железнодорожного полотна должна быть шире в четыре раза от используемых сегодня. Пример устройства дороги приведен на фиг. 9, на которой показано 2 железнодорожных пути (на верхнем поезд едет на наблюдателя, на нижнем показан разрез вагона), ниже расположены автодороги, по бокам могут располагаться пешеходные зоны. На фиг. 10 показана установка колеса, которое контактирует с верхним и нижнем рельсами для повышения надежности и устойчивости вагона при высоких скоростях (показан зазор между колесом и верхним рельсом). Такая конструкция будет достигать больших скоростей, подобно болидам, где для устойчивости широко расставлены большие колеса. Для движения таких вагонов целесообразно использовать трехфазные асинхронные двигатели (с наилучшим КПД) и шкивы клиноременной передачи на ведущую ось вагона (как вариант, использовать вариатор). Для плавного разгона использовать гидросцепление (гидротрансформатор).
Тормозная система вагона предпочтительно является гидравлической: суппорт движущиеся колеса по принципу дисковых. На фиг. 11 показано колеса с боку и тормозная система. Установка колеса также показана на фиг. 12. Безусловно, конструкция может предполагать использование нескольких тормозных систем, хотя на фиг. 11 и показана только одна система. Например, может быть использован дополнительно дисковый тормоз, тормоз посредством башмака, опускающегося на рельс.
Правильно сделанное полотно железной дороги исключает тяжелую амортизацию вагона. Использование разработанной конструкции на большие расстояния получит экономический эффект.