Патент на изобретение №2255004

(54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ КОЛЕСНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится как к рельсовым, так и безрельсовым транспортным средствам. Универсальное колесное транспортное средство включает шасси с рулевыми и ведущими колесами, состоящими из дисков и шин, и кузов с кабиной управления, механизмом поворота рулевых колес, воздушным компрессором и вакуумным устройством, использующим разрежение во всасывающем коллекторе двигателя. На внешней стороне дисков ведущих и рулевых колес жестко закреплены дополнительные цельнометаллические колеса, снабженные профильным кругом качения и гребнями, выполненными под головку железнодорожного рельса. Внутренние полости шин колес присоединены через управляющий вентиль раздельно как к воздушному компрессору, так и к вакуумному устройству, использующему разрежение во всасывающем коллекторе двигателя. Внешний диаметр шин колес по кругу качения при избыточном давлении в них сжатого воздуха больше диаметра круга качения упомянутого цельнометаллического колеса, а рулевое устройство снабжено механизмом его блокировки. Технический результат – использование автомобиля для движения как по дорогам и бездорожью, так и по рельсовым путям железных дорог. 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области колесных транспортных средств, способных перемещаться как по рельсовым путям, так и дорогам с различным покрытием и бездорожью.

Известны конструкции безрельсовых транспортных средств. Так, например, в книге “Теория и конструкция автомобиля. Учебник для автотранспортных техникумов /В.А.Иларионов и др., 2^ое изд. перераб. и доп. – М., Машиностроение 1985 г.”. На стр.126-134 описаны автомобили повышенной проходимости, способные осуществлять работу не только на дорогах с твердым покрытием, но и на грунтовых дорогах, а также на бездорожье. Такие автомобили снабжены широкопрофильными шинами с возможностью регулирования давления воздуха в них с помощью воздушных компрессоров, устройствами блокировки дифференциалов, механизмами, понижающими скорость движения, которые используют гидротрансформаторы, электромеханические трансмиссии и т.д. В то же время, в практике широко известны (см. ту же книгу стр.135-139) колесные вездеходные машины, в том числе и амфибии, снабженные также различным бортовым оборудованием, включающим в себя компрессоры, вакуумные насосы и т.д. Несмотря на свое конструктивное совершенство и эффективность работы в тяжелых условиях бездорожья они обладают существенным недостатком, заключающимся, например, в том, что при использовании их службами, обслуживающими участки железнодорожных путей, связанных с их ремонтом и содержанием, а также службами СЦБ, автоматики и телемеханики, возникают серьезные трудности в проведении таких работ. Так, например, такие участки длиной более сотен километров имеются в Карелии, Сибири и Дальнего Востока, которые совершенно изолированы от автомобильных дорог и подъезд к ним колесным транспортом практически невозможен. В таких случаях путейцы и электромеханики добираются до рабочих мест на дрезинах, автомотрисах или грузовых и пассажирских поездах, что вызывает массу проблем. Во-первых, дрезины и автомотрисы занимают главные и магистральные пути, тем самым нарушая графики движения поездов, а во-вторых, при переездах таких бригад, например, пассажирскими поездами исключается перевозка инструмента и материала, необходимого для устранения дефектов пути и автоблокировки. Следовательно, для перечисленных служб видимо необходим универсальный транспорт, использующий не только различные дороги и рельсовые пути, но также откосы, площадки и другие элементы железнодорожного полотна.

Известно также колесное транспортное средство – автомобиль-фургон УАЗ-451 М (см. книгу Краткий автомобильный справочник 10^е изд., перераб. и доп. – М., Транспорт, 1983 г., стр.56), состоящий из шасси, на котором установлен цельнометаллический четырехдверный кузов. Такое транспортное средство обладает достаточно высокой проходимостью, но использование его на рельсовых путях исключено и такой недостаток не позволяет эксплуатировать автомобиль в условиях, описанных выше.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является возможность использования серийного автомобиля-фургона одновременно как на различных дорогах и в условиях бездорожья, а также на рельсовых путях магистральных железных дорог.

Поставленная цель достигается тем, что на внешней стороне дисков ведущих и рулевых колес жестко закреплены дополнительные цельнометаллические колеса, снабженные профильным кругом качения и гребнями, выполненными под головку железнодорожного рельса, внутренние полости шин колес присоединены через управляющий вентиль раздельно как к воздушному компрессору, так и к вакуумному устройству, использующему разрежение во всасывающем коллекторе двигателя, причем внешний диаметр шин колес по кругу качения при избыточном давлении в них сжатого воздуха больше диаметра круга качения упомянутого цельнометаллического колеса, а рулевое устройство снабжено механизмом его блокировки.

На фиг.1 показан общий вид универсального колесного транспортного средства сбоку, на фиг.2 – принципиальная схема управления давлением внутреннего объема его шин, на фиг.3 – сечение одного из его колес при движении по дорожному покрытию и на фиг.4 – по рельсовому пути.

Универсальное колесное транспортное средство состоит из кузова 1, снабженного передними ведущими рулевыми колесами 2 и задними ведущими колесами 3. Они состоят из дисков 4, несущих на себе бескамерные шины 5, внутренняя полость которых с помощью трубопроводов 6, размещенных внутри ступиц 7 колес 2 и 3, и трубопроводов 8, установленных на неподвижных втулках 10 валов 11, связана через управляющие вентили 12 и 13 и трубопроводы 14 и 15 с компрессором 16 и всасывающим коллектором 17 двигателя 18. На трубопроводах 8 установлены манометр 19 и вакуумметр 20. К дискам 4 жестко присоединены цельнометаллические дополнительные колеса 21, снабженные гребнями 22, которые могут контактировать с рельсами 23.

Работает универсальное колесное транспортное средство следующим образом. В движении по различным дорогам и бездорожью такое транспортное средство находится в таком состоянии, как это показано на фиг.1. В тех случаях, когда необходимо повысить его проходимость в условиях бездорожья, водитель широко известными в технике способами повышает или снижает давление воздуха в шинах 5, например, с использованием системы регулирования, описанной в книге “Теория и конструкция автомобиля. Учебник для автотранспортных техникумов/В.А.Иларионов и др., 2^е изд. перераб. и доп. – М., Машиностроение, 1985 г., стр.234, рис.114 (эта книга представлена в аналоге). При проведении же ремонтно-профилактических работ систем автоблокировки и сигнализации железнодорожных участков, подъехать к ним за счет наличия болот, водоемов, в гористой местности и т.д. вообще не представляется возможности. Тогда транспортное средство заводят своими колесами 2 и 3 на железнодорожный путь таким образом, чтобы указанные колеса разместились между двумя нитками рельсов пути (см. фиг.3, где показано одно из колес 2, у которого рельс размещен справа от него). Как только это произойдет, водитель широко известными в технике способами блокирует рулевое управление и открывает вентиль 12 при работающем двигателе 18, и тогда сжатый воздух из шин 5 поступает через трубопроводы 6 и 8 во всасывающий коллектор 17, по стрелкам А. Снижение давления будет способствовать деформации шин 5 под действием собственного веса транспортного средства, а это приведет к тому, что зазор “” между кругом качения дополнительных колес 21 и головкой рельса 23 будет уменьшаться в сторону стрелки В. Через некоторое время давление воздуха снизится до атмосферного, и дополнительные колеса 21 упрутся по стрелке В в головку рельса 23. Так как двигатель 18 продолжает работать, то во внутренних полостях шин 5 за счет создаваемого вакуума во всасывающем коллекторе 17 двигателя 18 будет происходить разрежение воздуха, что в итоге приведет к такой деформации шин 5 колес 2 и 3, как это показано на фиг.4. После этого водитель перекрывает вентиль 13 и начинает движение транспортного средства вперед или назад па рельсовому пути, регулируя скорость движения, осуществляя торможение и т.д., то есть так, как это производится при управлении автомобилем. Такая деформация шин в то же время необходима и для того, чтобы в движении они свободно “проходили”, например, над стрелочными переводами, настилами переездов и над другими препятствиями, которые могут встретится в междупутье железнодорожного полотна. В процессе движения транспортного средства по рельсам 23 к месту проведения работ водитель по вакуумметру 20 контролирует заданную величину вакуума и в случае его снижения восстанавливает ее с помощью вентиля 13 (такая работа может быть выполнена и в автоматическом режиме). Доставив бригаду рабочих к месту проведения работ и выбрав место на обочине пути, где можно временно разместить транспортное средство, которое бы не мешало пассажирским или грузовым поездам двигаться по графику, водитель открывает вентиль 12 и сжатый воздух от компрессора 16 поступает в трубопровод 14, а затем и в трубопроводы 8 и 6 по стрелкам С. Под действием избыточного давления воздуха шины 5 принимают такое положение, как это показано на фиг.3, что обеспечивает увеличение зазора “” до тех пор, пока шины 5 не упрутся в грунт междупутья. После этого водитель производит разблокировку рулевого управления, закрывает вентиль 12 и, управляя рулевыми колесами 2, переезжает через рельсы 23 и съезжает на обочину пути. Давление в шинах 5 колес 2 и 3 он контролирует манометром 19. После окончания работ и согласовав свои действия с диспетчером, транспортное средство перемещают в междупутье и подобным образом, как это было описано выше, опускают его своими дополнительными колесами 21 на рельсы 23 и перемещают его по ним в заданном направлении. Далее описанные процессы повторяются неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно связано с созданием универсального транспортного средства, которое, обладая высокой проходимостью по бездорожью, может еще и перемещаться по рельсовым путям железных дорог. В настоящее время в ЕГУ им. И.А.Бунина совместно с Елецким электромеханическим заводом – филиал ОАО “РЖД” разрабатывается техническая документация на предложенную конструкцию, привязанную к атомобилю-фургону модели УАЗ-451М, и в III квартале 2004 г. планируется ее изготовление и испытание в эксплуатационных условиях.

Формула изобретения

Универсальное колесное транспортное средство, включающее шасси с рулевыми и ведущими колесами, состоящими из дисков и шин, и кузов с кабиной управления, механизмом поворота рулевых колес, воздушным компрессором и вакуумным устройством, использующим разряжение во всасывающем коллекторе двигателя, отличающееся тем, что на внешней стороне дисков ведущих и рулевых колес жестко закреплены дополнительные цельнометаллические колеса, снабженные профильным кругом качения и гребнями, выполненными под головку железнодорожного рельса, внутренние полости шин колес присоединены через управляющий вентиль раздельно как к воздушному компрессору, так и к вакуумному устройству, использующему разряжение во всасывающем коллекторе двигателя, причем внешний диаметр шин колес по кругу качения при избыточном давлении в них сжатого воздуха больше диаметра круга качения упомянутого цельнометаллического колеса, а рулевое устройство снабжено механизмом его блокировки.

РИСУНКИ