Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11102
.pdf
случае, когда для изменения нагрузки используется давление жидкости, могут быть предусмотрены средства
для изменения направления гидравлических соединений; при использовании реле это может быть
реализовано очень просто: реле приводят в действие погрузочные устройства в одном и том же направлении
независимо от направления вращения ведущих колес; для полностью механического действия, через
дифференциальный механизм управления и механический механизм погрузки, это может быть осуществлено
либо с помощью соответствующих реверсивных муфт, либо с помощью рычага рычажного типа, который
будет действовать в одном и том же направлении независимо от направления срабатывания
дифференциального механизма управления.
Дата: 6 апреля 1933 года.
CARPMAELS & RANSFORD, агенты заявителя.
24, Здания Сауталмптона. Лондон, W.C. 2.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в железнодорожном автотранспорте.
Я, Джордж Константинеско, проживающий по адресу: Оксен Хаус, Торвер, Конистон, Ланкашир, подданный
Великобритании, настоящим заявляю, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут
подробно описаны и определены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к новому способу и средствам для приведения в движение
железнодорожных моторных вагонов, малых локомотивов и подобных транспортных средств, в которых,
помимо обычных металлических колес с фланцами, предусмотрены колеса, приводимые в движение
двигателем или мотором, причем эти колеса составляют приводные колеса транспортного средства.
В транспортных средствах такого типа было предложено поднять ведущие колеса, чтобы они не
соприкасались с рельсами, либо для облегчения запуска электродвигателя, от которого движется
транспортное средство, либо для того, чтобы избежать необходимости остановки двигателя, когда
транспортное средство находится в состоянии покоя.
Обычно железнодорожные транспортные средства приводятся в движение путем вращения одной из осей
транспортного средства через соответствующую трансмиссию, либо с помощью зубчатой передачи, либо
карданных валов и конических зубчатых передач. Когда доступная движущая сила невелика, возникают
значительные трудности при проектировании трансмиссии для существующих осей железнодорожного
транспортного средства из-за неизбежно тяжелых секций таких осей, которые должны выдерживать большие
нагрузки и противостоять ударам и кручению. Также из-за большого веса стандартных железнодорожных
вагонов при попытке использования небольших локомотивов трудно спроектировать трансмиссию таким
образом, чтобы она выдерживала значительные нагрузки, возникающие при запуске, особенно при
использовании обычных механизмов переключения передач и сцеплений, поскольку эти нагрузки зависят от
навыков машиниста при переключении передач и управлении сцеплением. Следовательно, необходимы
тяжелые и дорогостоящие зубчатые передачи. 80 Настоящее изобретение позволяет использовать обычные
автомобильные двигатели и трансмиссии, имеющие относительно легкую конструкцию, и адаптировать
стандартные автомобильные компоненты для привода относительно тяжелого железнодорожного подвижного
состава, что позволяет значительно снизить затраты и одновременно исключить риск повреждения
оборудования из-за непреднамеренной перегрузки при запуске.
Согласно одной из особенностей настоящего изобретения, помимо обычных металлических колес с
фланцами, предусмотрена вспомогательная ось, подвешенная к железнодорожному транспортному средству
и имеющая колеса, которые постоянно являются направляющим и гидравлическим средством для
регулирования нагрузки на указанную вспомогательную ось, благодаря чему колеса на указанной
вспомогательной оси обычно прижимаются к рельсам до такой степени, что это позволяет им приводить
транспортное средство в движение в соответствии с изменяющимися условиями (например, уклонами или
рельсами, которые могли стать скользкими из-за дождя, мокрого снега или снега), при этом металлические
колеса с фланцами сохраняют свою направляющую и опорную функцию.
Согласно другой особенности изобретения, в дополнение к обычным металлическим колесам с фланцами, в
данной комбинации предусмотрена шарнирно соединенная с транспортным средством рама,
вспомогательная ось, поддерживаемая указанной рамой, колеса на указанной вспомогательной оси, которые
постоянно являются приводным механизмом, и средства для регулирования нагрузки на указанную
вспомогательную ось, благодаря чему колеса на указанной вспомогательной оси могут быть прижаты к
рельсам до такой степени, что они позволят приводить транспортное средство в движение в соответствии с
изменяющимися условиями, при этом металлические колеса с фланцами сохраняют свою направляющую и
опорную функцию.
Предпочтительно, вспомогательная ось выполнена в виде задней оси автомобильного типа, подвешенной на
шарнирно соединенной с транспортным средством раме, при этом также предпочтительно используется
трансмиссия автомобильного типа, но может быть использована любая другая форма трансмиссии.
2f) Различные варианты изобретения схематически проиллюстрированы в качестве примера на прилагаемых
чертежах, на которых на рисунках 1, 2 и 3 показан один из вариантов.
На рисунке 1 представлен поперечный разрез, на рисунке 2 — продольный разрез, а на рисунке 3 — план. На
рисунке 3А показана конструкция, аналогичная показанной на рисунках 1-3, но в которой вспомогательная ось
является плавающей. Рисунки 4 и 5 представляют собой вид, аналогичный рисунку 2, демонстрирующему
модификации; рисунок 6 — это продольный разрез конструкции, показанной на рисунке 2, с изображением
приводного механизма; рисунки 7 и 8 показывают средства регулировки нагрузки на вспомогательную ось, а
рисунок 8 показывает транспортное средство с парой вспомогательных осей.
На рисунках 9, 10, 1 и 12 показан способ, с помощью которого колеса вспомогательной оси могут быть
приведены в зацепление с фланцевыми металлическими колесами.
На рисунках 13, 14 и 15 показаны модифицированные варианты расположения, представленного на рисунках
7 и 8. На рисунках 16, 17, 18 последовательно показаны в продольном, поперечном и горизонтальном
сечениях еще один способ регулирования нагрузки на вспомогательную ось. На рисунках 19, 19А, 19В и 20
показан еще один способ регулирования нагрузки на вспомогательную ось. На рисунках 21, 22 и 23 показаны
дальнейшие модификации расположения, представленного на рисунках 7 и 8. На рисунках 24 и 25 показаны
два типа колес, установленных на колесах, закрепленных на вспомогательной оси, а на рисунке 26 показан
боковой вид всего транспортного средства в соответствии с изобретением.
Теперь обратимся к конструкции, показанной на рисунках 1, 2 и 3, которая предназначена для
железнодорожного вагона или транспортного средства. 1 представляет собой обычную раму транспортного
средства, поддерживаемую металлическими колесами с фланцами 2 на оси 2' и рессорами 3. К раме 1
подвешена рама 4 автомобильного типа, которая, в свою очередь, приводится в движение колесами 5,
установленными на вспомогательной оси 6, при этом между осью 6 и рамой 4 расположены обычные пружины
7.
Колеса 5 являются ведущими колесами транспортного средства и снабжены резиновыми шинами (как
показано на рисунках 24, 70 и 25), ширина шины которых достаточна для обеспечения постоянного контакта с
рельсом 8 даже при прохождении транспортным средством поворотов. Рама 4 имеет шарнирное соединение.
9 к раме 1, которая снабжена подвесными рычагами 10 с отверстиями 11, которые могут быть совмещены с
соответствующими отверстиями в раме 4, так что с помощью стержня 12 можно изменять давление на
вспомогательную ось. Кроме того, в опорных рычагах предусмотрены отверстия 13, благодаря которым
вспомогательная ось 6 может перемещаться в поперечном направлении.
в противоположном направлении к рельсам 8, чтобы различные участки протектора шин могли 85
перемещаться в контакт с рельсами, так что, когда один участок протектора изнашивается, можно ввести в
эксплуатацию новый.
14 представляет собой универсальный шарнир, подобный тому, который обычно используется в трансмиссии
15 O90 автомобильного типа.
На рисунке 3а показана конструкция, в которой рама 4, несущая вспомогательную ось, свободно
перемещается между выступающими рычагами 10 на раме 1. В данной конструкции 9А двухсторонний
поршень 84, закрепленный на штоке 85, скользяще установленном между рычагами 10 для регулировки в
соответствии с изменяющимися нагрузками, расположен внутри закрытого цилиндра 86, к которому крепится
рама 4. Цилиндр 86 скользяще установлен на штоке 85. 87 — это пружины, которые стремятся удерживать
цилиндр и раму в центральном положении между рычагами 10. Поршень 84 и цилиндр 105 86 действуют как
демпфер и расположены таким образом, чтобы гасить боковые колебания рамы, так что система во время
движения транспортного средства может колебаться из стороны в сторону на ограниченную величину,
которую можно контролировать конструкцией демпфирующего цилиндра. Один из способов достижения этой
цели — увеличение зазора между поршнем и цилиндром в его среднем положении, что позволяет свободно
колебаться 1,5 во время движения транспортного средства по прямой; однако небольшой зазор допускается к
концам цилиндра, что гасит любые колебания при движении транспортного средства по кривой. i20 На
рисунке 4 пружина 3 соединена обычным способом с рамой 1 одним концом через звено 16, а другим концом
— со звеном 17, подвешенным по центру рамы 1 и регулируемо соединенным посредством отверстий 18 со
звеном 19, которое соединено со вспомогательной рамой 4.
В данной конструкции звено 17 крепится к звену 19 через одно конкретное отверстие 18 в соответствии с
нагрузкой на транспортное средство 130 415,808 Ahe. Рама 4 предотвращается от бокового перемещения с
помощью направляющих. Для того чтобы нагрузка на ось f никогда не превышала заданную величину, которая
практически не зависит от нагрузки на транспортное средство, может быть использована конструкция,
показанная на рисунке 5.
На этом рисунке вспомогательная рама 4, как и прежде, шарнирно соединена в точке 9 с рамой транспортного
средства 1, в то время как другой конец рамы 4 соединен с поршнем 20, работающим в цилиндре 21, в
который жидкость под давлением подается из любого удобного источника через трубу 22. На схеме,
показанной на рисунке 6, 23 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который может быть
установлен на раме транспортного средства 1 любым удобным способом. Привод от двигателя 23
осуществляется через карданный шарнир 14, а передача на вспомогательный мост 6 осуществляется либо
через вал и дифференциальный механизм, либо через дифференциальный механизм, установленный на
транспортном средстве и соединенный двумя цепями с колесами 5 обычным способом, как это используется
на дорожных транспортных средствах.
В конструкции, показанной на рисунке 7, вспомогательный мост 6, дифференциал, трансмиссия и двигатель
28 образуют единый узел, который шарнирно подвешен в точке 24 к раме 1 рядом с двигателем.
Задний конец цельного блока соединен с поршнем 20 таким же образом, как описано на рисунке 5 со ссылкой
на вспомогательную раму 4.
Давление на резиновые шины, контактирующие с рельсом, может быть очень умеренным, если рельсы сухие,
поскольку коэффициент трения между резиной и сухими рельсами значителен. Из-за низкой нагрузки на
вспомогательную ось ii, если трансмиссия случайно окажется перегруженной, единственным результатом
будет пробуксовка колес. Однако, когда рельсы мокрые, давление может быть автоматически увеличено до
необходимой степени.
Следовательно, давление в шинах следует регулировать таким образом, чтобы проскальзывание
происходило при заданном максимальном крутящем моменте, который трансмиссия может безопасно
передавать в соответствии с состоянием рельсов.
В конфигурации, показанной на рисунке S, транспортное средство снабжено множеством вспомогательных
осей 6, 61 для достижения большего тягового усилия. Как показано на рисунке, привод от двигателя 238
передается обычным способом на дифференциальный редуктор для привода первой пары вспомогательных
колес на вспомогательной оси 0, а привод передается на второй дифференциал 26 через карданные шарниры
27 для привода второй пары вспомогательных колес. Вспомогательная рама 4 соединена с поршнем, как
показано на рисунках 5 и 7, что позволяет регулировать нагрузку на вспомогательные оси 6, 6'. При
необходимости можно использовать более одного двигателя, например, 23. 70 Изобретение позволяет
адаптировать любую стандартную ведущую ось автомобиля к любому стандартному железнодорожному
вагону, тем самым сочетая преимущества облегченной конструкции обычного автомобиля с использованием
стандартной прочной конструкции осей и стальных шин железнодорожного вагона. Адаптация проста и
недорога. В случае повреждения резиновых шин в результате износа или аварии, вагону это не причинит
вреда, так как обычные оси, поддерживающие вагон, никак не пострадают.
Следует отметить, что поскольку основные оси, поддерживающие вагон, имеют стальные шины и фланцы, а
колеса вспомогательных осей легкие и имеют резиновые шины, но не фланцы, износ этих резиновых колес
значительно меньше, чем если бы они сами имели фланцы. 90 Вспомогательная ось и колеса могут
перемещаться на определенное расстояние поперечно рельсу, и таким образом, вместо постоянного контакта
с одним и тем же участком протектора, будет использоваться вся плавающая поверхность резиновой шины;
такая плавающая конструкция показана на рисунке 3А.
Нагрузка на вспомогательную ведущую ось может быть снижена примерно до одной десятой веса вагона.
Таким образом, десятитонный вагон может приводиться в движение с помощью вспомогательной оси при
нагрузке всего в одну тонну.
Такая очень низкая нагрузка обеспечит резиновым шинам длительный срок службы, а вспомогательная ось
может иметь облегченную конструкцию. Для вагона Т105, преодолевающего тяжелые склоны,
грузоподъемность может быть скорректирована, скажем, до двух тонн, что даже в этом случае составляет
лишь одну пятую часть веса вагона.
Для того чтобы транспортное средство могло двигаться в обратном направлении без использования
специальных реверсивных механизмов, вспомогательная рама 4 подвешена таким образом, что при
необходимости движения вперед колеса на вспомогательной оси 6 прижимаются к рельсам 8, как описано со
ссылкой на рисунки 1-8 включительно, а при необходимости движения транспортного средства в обратном
направлении ось поднимается из своего нормального положения, так что шины колес на указанной оси 6
поднимаются из контакта с рельсами и прижимаются к фланцевым металлическим колесам 2. Как показано на
рисунках 9 и 10, вспомогательная ось 6 расположена рядом с одной из 125 обычных осей 2', так что, когда
транспортное средство движется вперед, как показано стрелкой А на рисунке 9, стальные шины обычных
колес и резиновые шины колес вспомогательной оси 130 415,808 6 находятся близко друг к другу, но не
соприкасаются. Для движения транспортного средства в обратном направлении, как показано стрелкой B на
рисунке 10, вспомогательное колесо 5 поднимается из контакта с рельсом 8 и входит в контакт с фланцевым
металлическим колесом 2.
Для осуществления этого движения один конец вспомогательной рамы 4 соединен с поршнем 28,
работающим в цилиндре 29, который шарнирно закреплен в точке 30 на кронштейне 31 на раме
транспортного средства 1. Вспомогательная рама 4 также шарнирно соединена с буксиром 32, несущим ось
2', посредством звена 33, и с рамой 1 посредством звена 33'.
Цилиндр 29 приспособлен для приема жидкости под давлением из любого удобного источника через
отверстие 34, что позволяет увеличить давление на вспомогательную ось 6, как показано на рисунке 9.
Цилиндр также снабжен вторым отверстием 35, через которое давление может подаваться на нижнюю
сторону поршня 28, а не через отверстие 34. Если через отверстие 35 подается давление, поршень 28
поднимается, тем самым поднимая вспомогательное колесо 5 и приводя его в контакт с фланцевым
металлическим колесом 2, что приводит транспортное средство в движение в обратном направлении.
Приведение в действие рычага 33 для подъема вспомогательной оси 6 может осуществляться, как показано
на рисунках 9 и 10, либо механическим или электрическим способом.
На рисунке 11 показана модифицированная версия расположения, изображенного на рисунках 9 и 10.
Вспомогательная рама 4 соединена с рычагом 36, одна из сторон которого соединена с буксирным
подшипником 32, а другая — с поршнем 28 двойного действия.
-40 Как показано на рисунке 12, может быть предусмотрено множество вспомогательных осей 6, каждая из
которых расположена, как описано со ссылкой на рисунки 9 и 10 или рисунок 11, и как показано на этом
рисунке. Две пары вспомогательных колес 37 остаются в контакте с рельсами 8, пока транспортное средство
движется в направлении стрелки C, в то время как две другие пары 38 находятся в контакте с колесами с
фланцами 2, причем все вспомогательные или нефланцевые колеса приводятся в движение любым из ранее
описанных способов. Для изменения направления движения транспортного средства колеса 38 опускаются в
контакт с рельсами 8, а колеса 37 5 поднимаются в контакт с колесами 2, как было описано ранее. Таким
образом, независимо от направления движения транспортного средства, нагрузка, обусловленная весом
вспомогательных осей, частично распределяется на рельсы, а частично на само транспортное средство.
Следует отметить, что вращение вспомогательных осей 38 и 37 происходит в противоположных
направлениях, так что транспортное средство может двигаться в любом направлении.
Для того чтобы давление в шинах колес 5 на рельсах или в колесах 2 поддерживалось на достаточно
постоянном уровне и/или чтобы машинист мог регулировать его по своему усмотрению, можно использовать
устройство, показанное на рисунке 13. Как показано на рисунке 70, между поршнем 28 и тягой 39, которая
шарнирно соединена со вспомогательной рамой 4 и буксирным подшипником 32, расположена пружина 40.
Необходимая нагрузка на вспомогательную 75-ю ось, упомянутую выше, ни в коем случае не должна
превышать 1, что необходимо лишь для обеспечения сцепления ведущих шин с рельсами. Например,
коэффициент трения резиновых шин о рельсы 80 высок для сухих рельсов и может достигать d0–80% при
благоприятных обстоятельствах.
В таких обстоятельствах, следовательно, очень умеренная нагрузка на шины обеспечит необходимое
сцепление. Однако на мокрых рельсах или когда рельсы покрыты льдом, мокрым снегом или снегом,
коэффициент значительно снижается, и требуются большие нагрузки; однако такая большая нагрузка может
потребоваться лишь в течение очень ограниченного времени во время эксплуатации транспортного средства.
Например, дополнительная загрузка может потребоваться во время движения транспортного средства по
скользкому участку рельсов или во время внезапного дождя или мокрого снега, в то время как в остальное
время, особенно при движении накатом вниз по склону, будет достаточно уменьшенной загрузки.
В качестве примера рассмотрим железнодорожный вагон весом 10 тонн, вспомогательная ось которого
снабжена двумя резиновыми шинами. Нормальное движение возможно, если на вспомогательную ось
приходится нагрузка в 1 тонну на колесо, то есть 10% от общей нагрузки на ведущую ось. Однако при подъеме
на склон с уклоном, скажем, 1 к 40 в дождливую погоду (105 градусов по Фаренгейту) необходимо увеличить
нагрузку на шины до 2-2 тонн на каждое колесо, то есть до 4-5 тонн на ведущую ось, то есть до 40-50% от
общей нагрузки.
Один из способов это осуществить — lio:
На рисунке 14 показано, что вспомогательная ось 6 установлена на вспомогательной раме 4 с помощью
пружин 7, при этом вспомогательная рама 4 шарнирно соединена одним концом с рамой 1, а другим концом
поддерживается рамой 1 через регулируемую винтовую рейку или подобное механическое устройство (не
показано), которое воздействует на один конец рычага 41, другой конец которого соединен со вторым рычагом
42, шарнирно закрепленным на раме 4, и с звеном 43, подвешенным к раме 1.
При срабатывании регулируемой винтовой рейки или аналогичного механического устройства
вспомогательная рама 4 поднимается или опускается относительно рамы 1, что позволяет увеличивать или
уменьшать нагрузку на вспомогательную ось. Вспомогательная рама 4 может направляться, как показано на
любом из предыдущих рисунков, чтобы предотвратить или немного увеличить размер гайки 48, так что гайка
48 будет медленно разматываться.
Другой способ автоматического увеличения нагрузки на ведущие колеса 5 при возникновении пробуксовки
показан на рисунках 19, 70 и 20. Данная конструкция заключается в замене винтового и гаечного механизма, а
также соединительного механизма 49 и 50 компрессорным насосом или аналогичным устройством, которое
будет создавать давление жидкости для работы пневматических или гидравлических устройств, упомянутых
ранее. На рисунке 19 вспомогательные колеса 5 приводят в движение, например, через цепной механизм 46,
хотя может использоваться и любой другой способ привода, первый элемент дифференциала 45, в то время
как третий элемент дифференциала приводится в движение в том же направлении, что и первый элемент,
через любую подходящую зубчатую передачу, как показано на рисунке 46, с помощью фланцевых
металлических колес 85. Однако третий элемент вращается со скоростью, вдвое меньшей, чем первый
элемент. Второй элемент дифференциала соединен посредством соответствующего механизма с
компрессором 51, который при возникновении проскальзывания на 90° приводится в движение вторым
элементом дифференциала для создания давления, которое может передаваться любым из ранее описанных
способов для увеличения нагрузки на ось 6.
Ведущие колеса 95 5 установлены на вспомогательной оси 6, на которой закреплено корончатое колесо 6',
зацепленное с коническим колесом 15', установленным на трансмиссионном валу 15. Когда проскальзывание
прекращается из-за повышения давления, давление в туалете можно удобно сбросить, например,
за счет соответствующей утечки или естественной утечки мимо поршня.
В схеме, показанной на рисунке 19А, дифференциальное устройство 45 и насос 51 приспособлены для
работы в случае пробуксовки между любым из колес 5 на вспомогательной оси 6 и металлическими колесами
2, установленными на оси 21. Для этого первый элемент i1(l) — дифференциал 45 — приводится в движение
трансмиссионным валом 15 через редуктор 150, при этом ведущие колеса 5 установлены на вспомогательной
оси 6.
Автомобильный тип, при котором, если одно из колес tt5 5 проскальзывает, вал трансмиссии ускоряется для
работы через дифференциальное устройство насоса 51, благодаря чему нагрузка на вспомогательную ось
регулируется до желаемой величины. Очевидно, что 126 первый элемент дифференциала может
приводиться в действие от коробки передач, а не от вала трансмиссии, и что третий элемент дифференциала
может приводиться в движение дополнительной осью, имеющей 25 колес с фланцами. Конструкция,
показанная на рисунке 19B, такова, что насос 51 приводится в действие через дифференциал 45 в случае
проскальзывания между любым из колес 5 и рельсами. В этом варианте 1 следует ограничить движение по
нему поперечно рельсам. Винтовая рейка или аналогичное устройство может быть заменена пневматическим
или гидравлическим цилиндром и поршнем или диафрагмой, как показано, например, на рисунке 5, для
воздействия между вспомогательной рамой 4 и рамой 1, так что путем изменения давления воздуха или
другой жидкости в цилиндре можно соответствующим образом изменять нагрузку на вспомогательную ось 6.
Для изменения давления на вспомогательную ось может быть использовано устройство, показанное на
рисунке 1.5. Вспомогательная ось 6 соединена с рамой 1 посредством соответствующего механизма,
например, рычага 44, причем рычаг в своей центральной точке соединен с поршнем 20, работающим в
цилиндре 21, прикрепленном к раме 1. Таким образом, относительно небольшое повышение давления
жидкости приведет к относительно значительному повышению давления на вспомогательную ось.
Если нагрузка на вспомогательную ось не регулируется в пределах 1-5 тонн, то придется постоянно работать
с максимальной нагрузкой на ведущую ось в 5 тонн. Это приведет к разрушению резиновых шин в очень
короткие сроки.
Таким образом, предусмотрены средства для автоматической регулировки нагрузки на вспомогательные
ведущие оси 6. Нагрузка на ведущие оси 6 может регулироваться с помощью регулируемого устройства для
погрузки и разгрузки, управляемого или воздействующего на него относительным сдвигом (sliT) между
колесами 5 на вспомогательной оси 6 и фланцевыми металлическими колесами 2, поддерживающими
транспортное средство.
Обращаясь теперь к рисункам 16-18, для приведения в действие регулируемых винтов, зубчатых реек,
поршней, диафрагм или подобных нагрузочных устройств посредством движения или давления, создаваемого
относительным проскальзыванием между колесами 5 вспомогательной оси и опорными колесами 2
транспортного средства, вспомогательная рама 4 несет дифференциал 45, одна часть которого приводится в
движение вспомогательными колесами 5, а другая часть — фланцевыми колесами 2, оба через цепной
механизм 46. Третий элемент дифференциала содержит винт 47, входящий в гайку 48, закрепленную на
элементе 49, шарнирно соединенном с рамой 1 и соединенном звеном 50 с рамой 4. Конструкция такова, что
при отсутствии проскальзывания центральный или ведомый элемент дифференциала, несущий винт 47,
остается неподвижным, но при наличии проскальзывания этот элемент вращается, заставляя гайку 48
перемещаться вертикально вниз, что приводит к срабатыванию регулируемого нагрузочного элемента 49 и,
следовательно, к увеличению давления на вспомогательную ось 6 через тягу 50. Для того чтобы
накопившееся давление могло медленно сбрасываться после прекращения проскальзывания, диаметр
цепного механизма на вспомогательной оси 6 сделан равным 415,808, что означает, что первый элемент
дифференциала приводится в движение одним из колес 5, в то время как второй элемент приводится в
движение другим колесом 5 через перекрестный ремень или цепь, а насос 51 приводится в движение третьим
элементом.
В качестве альтернативы схеме, показанной на рисунках 19 и 20, может быть использована схема, показанная
на рисунке 21, в которой вспомогательные колеса 5 приводят в действие насос 52, а колеса с фланцами 2
приводят в движение второй насос 53. Выпускной патрубок насоса 52 соединен с входным патрубком насоса
53, выпускной патрубок которого соединен с входным патрубком 55 насоса 52. Между выпускным отверстием
насоса 52 и входным отверстием насоса 53 расположена камера 54, в которой находится диафрагма 55,
несущая клапан 56, предназначенный для открытия или закрытия подачи жидкости под давлением из любого
удобного источника в цилиндр 57, закрепленный на вспомогательной раме 4, в котором цилиндр имеет
поршень 58, закрепленный на раме 1. 54' — это манометр, показывающий давление, действующее на
диафрагму 55, а 5411 — это второй манометр, расположенный между камерой 54 и цилиндром 57.
59 представляет собой компенсационный резервуар, из которого насос 52 может забирать жидкость при ее
использовании. Когда между вспомогательной осью 6 и рельсом 8 нет проскальзывания, насосы 52, 53
обеспечивают замкнутый контур для жидкости, при этом давление не создается. При же возникновении
проскальзывания насос 52 ускоряется, забирая жидкость из компенсационного бака 59 и создавая давление в
камере 54, после чего диафрагма 55 открывает клапан 56, так что давление подается в цилиндр 57,
увеличивая тем самым нагрузку на вспомогательную ось 6. Накопление давления продолжается до тех пор,
пока сохраняется проскальзывание, а сброс давления происходит при прекращении проскальзывания через
удобную утечку 60. При желании вместо двух насосов 52, 53 можно использовать дифференциальный насос
или компрессор, при этом один элемент насоса приводится в движение вспомогательной осью 506, а другой
— фланцевым колесом 2.
Для обеспечения возможности движения транспортного средства задним ходом компенсационный бак 59
соединен как с входом, так и с выходом насоса 52, при этом предусмотрены соответствующие обратные
клапаны 59'.
На рисунках 22 и 23 показана еще одна модификация, предназначенная для автоматического увеличения
нагрузки на колеса 5 при возникновении пробуксовки. На этих рисунках изображено дифференциальное реле,
один элемент 61 которого приводится в действие вспомогательной осью 6, а другой 62 — осью 2
транспортного средства таким образом, что средний или ведущий элемент 63 дифференциального реле,
который принимает дифференциальное движение, остается неподвижным при отсутствии проскальзывания.
Элементы 61 и 62 дифференциального реле приводят в движение барабаны 64 и 65 соответственно, которые
вращаются внутри третьего барабана 66, несущего третий элемент 63 реле 70, при этом барабаны 64, 65, 66
заключены в корпус 67, содержащий масло.
Третий элемент 63 реле предназначен для установления контакта с одним из двух контактов 68 электрической
цепи 75, которая включает в себя соленоид 69, батарею 70 и якорь 71. Соленоид 69 заключен внутри корпуса
72, через который давление жидкости может подаваться из любого удобного источника через трубу 73 Wo и
цилиндр 74 80, в котором он приспособлен для возвратно-поступательного движения поршня 75. Якорь 71
имеет такую форму, что при срабатывании соленоида он может открывать или закрывать вход в трубу 73. При
отсутствии проскальзывания давление жидкости 5 подается в цилиндр 74 через трубу 76, сообщающуюся с
камерой 77, закрытой диафрагмой 78, на которой установлен клапан 79. Камера 77 также снабжена трубой 80,
которая сообщается с трубой 73, при этом клапан 81 расположен в точке соединения труб 80 и 73. Следует
отметить, что давление может подаваться в цилиндр 74 через трубу 76, камеру 77 и трубу 80, но если это
давление превышает требуемое, срабатывает диафрагма 78, которая перемещает клапан 79 на седло, тем
самым прекращая дальнейшую подачу давления.
При проскальзывании барабан 66 начинает колебаться из-за трения масла и замыкает электрическую цепь,
замыкая контакт между элементом 63 и одним из контактов 68. Таким образом, соленоид 69 получает
питание, и якорь 105 оттягивается назад под действием пружины 82, открывая тем самым вход в трубу 73, так
что давление на поршень 75 увеличивается через трубу 73, одновременно закрывая клапан 81 в точке
соединения труб 73 и 80.
83 представляет собой утечку для сброса давления, когда проскальзывание прекращается, в то время как
повышенное давление может автоматически снижаться, когда транспортное средство движется с
превышением допустимого давления на ведущей оси.
Устройства управления дифференциалом предпочтительно расположены таким образом, чтобы при
отсутствии проскальзывания происходило медленное разгружение, которое автоматически разгружает
вспомогательную ось до фиксированного, но предпочтительно регулируемого, заранее определенного
минимального значения. Также могут быть предусмотрены средства для ограничения нагрузки до
фиксированного, но предпочтительно регулируемого, заранее определенного максимального значения. 125
Как видно, при любых подобных настройках при запуске транспортного средства или при движении по крутым
склонам в неблагоприятных условиях, в отношении коэффициента трения между вспомогательными
ведущими колесами и рельсами, колеса сначала будут проскальзывать, но это действие автоматически
приведет к увеличению нагрузки на эти колеса до тех пор, пока проскальзывание не прекратится или не
уменьшится до очень малых величин. Как только проскальзывание прекратится, привод вернется в
нормальное состояние, и нагрузка либо будет постепенно уменьшаться, например, за счет фиксированных
или регулируемых утечек при использовании жидкостей, либо за счет положительного постепенного снижения
нагрузки, которое произойдет, если система управления дифференциалом будет устроена таким образом, что
при отсутствии проскальзывания будет происходить медленное снижение нагрузки либо до минимальной
нагрузки, определенной заранее, либо до нагрузки, при которой проскальзывание снова произойдет.
Контроль загрузки осуществляется автоматически, поэтому водителю транспортного средства не нужно
обращать внимание на фактическую нагрузку на вспомогательную ось, а также учитывать нагрузку на само
транспортное средство, которая, конечно же, будет меняться в зависимости от количества перевозимых
пассажиров или грузов.
Таким образом, изобретение обеспечивает минимальную нагрузку, необходимую для обеспечения сцепления,
необходимого для движения транспортного средства, поэтому на протяжении большей части времени
движения нагрузка на вспомогательную ось будет значительно снижена по сравнению с конфигурацией, в
которой предусмотрена фиксированная нагрузка; это приведет к низкому износу шин и более высокой общей
эффективности, как если бы была предусмотрена фиксированная нагрузка. Эта нагрузка обязательно должна
соответствовать максимальной нагрузке, необходимой для обеспечения сцепления в самых неблагоприятных
условиях, например, когда трение между рельсом и резиновой шиной временно падает до очень низкого
значения. Изобретение позволяет обойтись без использования песка для улучшения сцепления колес с
дорогой, за исключением крайне исключительных случаев, таких как трогание с места на обледенелых или
покрытых смазкой рельсах.
Если транспортное средство предназначено для движения в обоих направлениях, можно предусмотреть
средства для обеспечения работы погрузочных устройств независимо от направления вращения колес; в
случае, когда для изменения нагрузки используется давление жидкости, можно предусмотреть средства для
изменения направления гидравлических соединений; при использовании реле это можно осуществить очень
просто: реле будут приводить в действие погрузочные устройства в одном и том же направлении независимо
от направления вращения ведущих колес; для полностью механического действия, посредством
дифференциального механизма управления и механического погрузочного механизма, это может быть
осуществлено либо с помощью соответствующих реверсивных муфт, либо с помощью рычажного механизма,
который будет действовать в одном и том же направлении независимо от направления срабатывания
дифференциального механизма управления.
Обращаясь к рисунку 24, следует отметить, что показанная здесь шина относится к хорошо известному
пневматическому типу, тогда как шина, показанная на рисунке 25, относится к типу цельнорезиновой шины.
Углубления в шине показаны на рисунке.
Рисунок 25 при желании может быть расположен (по диагонали, например, под углом от 30 до 45 градусов по
поверхности протектора). Такие углубления необходимы при использовании обычной резины для отвода
воды, скопившейся между шиной и рельсом. Вместо резины в качестве протекторных поверхностей шин,
установленных на вспомогательной оси, может быть использована любая поверхность с высоким
коэффициентом трения, например, приклеенная волокнистая пластина.
рикс, например, хлопок-асбест, с резиновым армированием или без него. Или, в качестве альтернативы,
металлические шины с высоким коэффициентом трения, упруго поддерживаемые, например, на резиновых
или пружинных подушках. В этом случае металлическая шина может быть с фланцем.
На рисунке 27 схематически изображено целое железнодорожное транспортное средство, сконструированное
в соответствии с данным изобретением.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я...
Соседние файлы в папке патенты