CN101357570A - 公路铁路两用车辆导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路铁路两用车辆导向装置，属于交通运输机械领域。所属装置包括汽车车架、驱动桥及驱动轮、单轴转向架、导向轮以及提升机构；单轴转向架与导向轮相连接；驱动桥及车轮通过驱动桥悬架安装在汽车车架上；单轴转向架通过导向机构悬架安装在汽车车架上；驱动桥悬架和导向机构悬架均采用空气弹簧或液压装置等刚度可调机构，并且通过刚度可调机构可以对驱动桥悬架和导向机构悬架的承载力自动进行配置；提升机构与单轴转向架相连接，通过对单轴转向架位置的控制改变车辆行驶用途。本发明的导向装置既满足铁路行驶时不同载荷下导向装置附着力的要求，保证车辆在任何条件下，任何车速下不脱轨，又能满足车辆驱动桥驱动所需附着力的要求。

Description

公路铁路两用车辆导向装置

技术领域

本发明涉及一种公路、铁路两用车辆，特别是涉及一种公路铁路两用车辆导向装置。

背景技术

国内外公路铁路两用车主要分为两大类，一类为在普通车辆上加装铁路行走系统，即：本文的导向装置，实现公路铁路两用功能；一类为分动式公路铁路两用车，该车具有自行走的液压驱动的动力转向架，在铁路和公路上分别采用不同的驱动方式驱动车輌。国内现主要为第一类车辆，均是在现有的各种公路使用的车辆上，加装铁路行走系统，采用原有公路橡胶驱动轮直接在导轨上行走。

从上世纪五十年代开始，西方国家为节省能源，合理使用运力，公路铁路的救抢险及有关施工作业，研制了不少有不同用途的公路铁路两用车。德国兹维丰格—法赫佐格公司生产了几十种公路铁路两用车，美国的费厄蒙特铁路电机厂，日本的轨道为株式会社，瑞典的SRS公司也生产了多种公路铁路两用汽车，爱尔兰由尼洛克机车公司在二十五年中生产了2000多台公路铁路两用车，销售到世界各地；英国的布格夫公司也生产了一定批量的公路铁路两用救护车。且均是采用第一类方式的公路铁路两用车，但由于该类车是在在现有的各种公路使用的车辆上，加装铁路行走系统，由于导向装置没有与车辆进行较好的匹配，造成在铁路上行驶时车辆的附着力无法随负载的变化而进行较大的调整，一般被作为非装载的专用车辆使用，如：用作铁路维护车辆、车站调车、导轨牵引车、各种吨位的吊车等，但均无法被当作载货车辆使用。

即使德国奔驰乌尼莫克(Unimog)U400底盘改制的公路-铁路两用车是现今较为先进的公路铁路两用车，该车轨距1435mm，最小转弯半径60m(铁路)，最高公路时速85km/h，最高铁路时速80km/h，最大牵引力重量1,000,000kg，最大爬坡度8％(铁路)。由于受导向装置限制也仅能作为铁路牵引车使用。

从结构来说，现今大部分公路铁路两用车的导向装置是在各种公路使用的车辆上直接加装的，采用液压油缸与车辆的车架连接，导向装置上分担的负载基本上是定值，在负载发生变化时，导向装置上的负载基本不变，造成车辆在铁路上行驶时，其附着力不能随载荷变化而变化。将会造成车辆在满载时，铁路行驶是安全的，但空载时就可能出现脱轨等不安全情况；若空载时是安全的，又有可能造成驱动胶轮上的附着力不够，车辆无法行走。所以现在的大部分公路铁路两用车仅作为不载货总质量可以保持基本不变的专用车使用，其应用范围和前景受到了较大的限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种将车辆后导向桥与车辆驱动桥的承载质量在车辆负载不同时自动按比例增加或减少，即将车辆底盘驱动桥的悬架系统与导向装置的悬架系统一起进行匹配设计，将悬架系统的刚度由定值改为受控，并将两个悬架按一定的比例耦合起来，实现自动分配。所述技术方案具体如下：

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所属装置包括车架、驱动桥及驱动轮、单轴转向架、导向轮以及提升机构；所述单轴转向架与所述导向轮相连接；所述装置还包括驱动桥悬架和导向机构悬架；所述驱动桥及驱动轮通过所述驱动桥悬架安装在所述车架上；所述单轴转向架通过导向机构悬架安装在车架上；所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架均采用刚度可调机构对所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架的承载力进行配置；所述提升机构与所述单轴转向架相连接，通过对单轴转向架位置的控制改变车辆行驶用途。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所述刚度可调机构为空气弹簧；所述驱动桥悬架的空气弹簧与所述导向机构悬架的空气弹簧的气室连通，两空气弹簧的气压相等；通过对所述两个空气弹簧作用面积的控制，实现对所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架承载力的配置。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所述刚度可调机构为液压装置；所述驱动桥悬架的液压装置与所述导向机构悬架的液压装置的缸体连通，其缸体内部压力相等；通过所述对所述两个液压装置作用面积的控制，实现对所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架承载力的配置。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所述提升机构为空气弹簧装置。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所属提升机构为液压油缸。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所属提升机构即为所述导向机构悬架的液压装置。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所属装置还包括减震机构，所述减震机构与所述车架和所述单轴转向架分别铰接。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置，所述减震机构为双向作用筒式减震器。

本发明提供的技术方案的有益效果是：满足铁路行驶的需求，确保车辆在不同载荷下的安全性。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置的承载质量与车辆驱动桥的承载质量在车辆负载不同时可自动按比例增加或减少，既满足铁路行驶时不同载荷下导向装置附着力的要求，保证车辆在任何条件下、任何车速下不脱轨，又能满足车辆驱动桥驱动所需附着力的要求。将现有公路铁路两用车的应用范围由不载货的专用车扩大至几乎覆盖整个公路、铁路专用车范围，既可载货，又可安装专用装置。此外，实施本发明的技术方案不会增加车辆的制造成本，特别是使用空气弹簧装置时因为不必使用液压系统即可实现本发明，这样与现有公路铁路两用车相比，省略液压系统可使成本有较大的降低，但可靠性却有较大的提升。

附图说明

图1是本发明的公路铁路两用车辆导向装置实施例1的结构示意图；

图2是本发明的公路铁路两用车辆导向装置实施例2的结构示意图；

图3是本发明的公路铁路两用车辆导向装置实施例3的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

本发明的导向装置主要由单轴转向架(或称导向桥)、悬架系统、提升机构、双向作用筒式减振器等组成。一辆公路铁路两用车需在转向桥、驱动桥后各加装一个本发明的导向装置，公路行驶时，利用导向装置的提升机构将导向桥提升离开地面，行驶状态与普通公路用车一样。铁路行驶时，将导向桥放下，将车辆的转向桥支取、离开地面，由前、后导向桥和车辆驱动桥一起将车辆在铁轨上支起和行驶。此时，车辆的行驶方向由前后导向桥控制，而车辆的驱动力和制动力仍由车辆驱动桥的橡胶轮在铁轨上摩擦提供。

本发明通过对普通汽车的驱动桥悬架与导向机构悬架进行耦合设计，成为刚度可调机构，并加装导向装置，以满足铁路行驶的需要。

公路铁路两用车中的前导向桥悬架可参照后导向桥设计，这样便于统一控制和安装。由于车辆转向桥在铁路行驶时被悬空支取，对前导向桥悬架结构没有太大的功能性要求，所以本发明实施例中主要针对公路铁路两用车的后导向桥进行说明。

在本发明中后导向桥与车辆驱动桥的悬架都采用了悬架刚度可受控制的同一类悬架，这样可以满足承载质量按一定比例的自动分配。如图1所示，本发明实施例1中的公路铁路两用车辆导向装置主要包括：汽车车架1、驱动桥及车轮2、驱动桥悬架3、单轴转向架4、导向机构悬架5、减振器6、提升机构7。

上述部件的相互关系为：驱动桥及车轮2通过驱动桥悬架3安装在汽车车架1上；单轴转向架4通过导向机构悬架5安装在汽车车架1上；减振机构6与单轴转向架4和汽车车架1分别绞接，起缓冲、减振作用，保证车辆行驶平稳；提升机构7的空气弹簧安装在单轴转向架4和汽车车架1之间，通过充放气提升和放下导向装置。减震机构可采用双向作用筒式减震器。

驱动桥悬架和导向机构悬架均采用刚度可调机构制成刚度可调悬架。在本实施例中驱动桥悬架3和导向机构悬架5均采用空气弹簧悬架，将驱动桥悬架3、导向机构悬架5的空气弹簧气室直接连通，使两悬架空气弹簧的气压始终保持相等，两空气弹簧的作用面积根据需要按一定的比例进行匹配，就可以实现承载力的不同。如果导向桥悬架与车辆驱动桥悬架的空气弹簧的作用面积采用的是1∶1的比例，即驱动桥和导向桥的载荷的分配比例就也为1∶1。

本发明中，驱动桥悬架3可以是图1中采用1个空气弹簧结构，也可采用常见的两个空气弹簧的结构，具体设计可根据汽车底盘的结构形式的变化而变化。

本发明中，提升机构7可以采用气囊提升(如空气弹簧)，也可采用液压油缸提升，在本实施例中提升机构选用空气弹簧。如果用液压油缸提升需在汽车底盘上另外增加液压系统来提供液压源，而采用如空气弹簧等的气囊提升，就不需在底盘上新增其它动力源，直接采用底盘的制动气源即可。车辆运行中，采用提升机构7空气弹簧的气囊充气时产生的压力可提升单轴转向架4，此时导向机构悬架5的空气弹簧气囊放气；当导向机构悬架5的空气弹簧气囊充气时，提升机构7空气弹簧的气囊放气，实现公路、铁路行驶的改变。

本发明的公路铁路两用车辆导向装置既即可以应用于单桥驱动车辆，也可以应用于普通的双桥驱动车辆，只是随着驱动形式的变化，驱动桥悬架3和导向机构悬架5的空气弹簧的作用面积根据需要进行改变、匹配。

实施例2

本例与实施例1基本相同，不同的是提升机构7’采用的液压油缸提升，当油缸提升单轴转向架4’，导向机构悬架5’的空气弹簧气囊放气；当导向机构悬架5’的空气弹簧气囊充气时，提升机构7’的油缸回收，实现公路、铁路行驶的改变。

实施例3

本例为采用液压悬架的公路铁路两用车辆导向装置的实施例，其液压油缸既有承载作用同时又有提升作用。驱动桥悬架3″和导向机构悬架5″均为液压悬架，同时取消了单独设置的提升机构，通过导向机构悬架5″的液压装置的运动带动单轴转向架，实现车辆公路/铁路行驶的变换。

与实施例1一样，本实施例中驱动桥悬架3″、导向机构悬架5″的液压油缸直接连通，两悬架的液压压力始终相等，通过改变两油缸的作用面积可以实现按一定的比例分配负载，实现车辆对附着力的分配要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种公路铁路两用车辆导向装置，所属装置包括车架、驱动桥及驱动轮、单轴转向架、导向轮以及提升机构；所述单轴转向架与所述导向轮相连接；其特征在于，所述装置还包括驱动桥悬架和导向机构悬架；所述驱动桥及驱动轮通过所述驱动桥悬架安装在所述车架上；所述单轴转向架通过导向机构悬架安装在车架上；所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架均采用刚度可调机构对所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架的承载力进行配置；所述提升机构与所述单轴转向架相连接，通过对单轴转向架位置的控制改变车辆行驶用途。

2、根据权利要求1所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所述刚度可调机构为空气弹簧；所述驱动桥悬架的空气弹簧与所述导向机构悬架的空气弹簧的气室连通，两空气弹簧内部的气压相等；通过对所述两个空气弹簧作用面积的控制，实现对所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架承载力的配置。

3、根据权利要求1所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所述刚度可调机构为液压装置；所述驱动桥悬架的液压装置与所述导向机构悬架的液压装置的缸体连通，其缸体内部压力相等；通过所述对所述两个液压装置作用面积的控制，实现对所述驱动桥悬架和所述导向机构悬架承载力的配置。

4、根据权利要求1所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所述提升机构为空气弹簧装置。

5、根据权利要求1所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所属提升机构为液压油缸。

6、根据权利要求3所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所属提升机构即为所述导向机构悬架的液压装置。

7、根据权利要求1所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所属装置还包括减震机构，所述减震机构与所述车架和所述单轴转向架分别铰接。

8、根据权利要求7所述的公路铁路两用车辆导向装置，其特征在于，所述减震机构为双向作用筒式减震器。

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