专利名称：可在铁路和公路交替行驶的两用汽车及配套铁路设施的制作方法
技术领域：
本发明涉及交通运输工具中的汽车，该汽车是可在铁路和公路上交替行驶的两用汽车，这种汽车动力可由内燃机发动机、电动牵引机、蓄电池组中的一种或二者组合而构成。该发明还涉及在公路上铺设的用于相配套行驶这种汽车的铁路设施。
能源问题和环境污染问题作为人类生存发展的两个重要问题，已越来越为世界各国广泛关注和重视，汽车作为能源消耗和环境污染的一个重要方面，各国对这一个技术课题都在作日益深入的研究，在节能方向对汽车发动机的效率作的改进，使汽车发动机效率更高，在汽车的环境保护问题上，西方国家相继研制过太阳能汽车、电力汽车和燃气用汽车。但由于汽车的具体的行驶特性，汽车的橡胶轮胎与行驶公路的摩擦系数大，动力消耗较大，能源利用率不高，虽然太阳能汽车、电力汽车和燃气用汽车，对环境保护能起到积极效果，但在行驶的距离和速度等方面都受不同程度的限制；火车由于铁路的钢轨与机车的轮子之间的摩擦系数小，其能源利用率大大地提高，但由于其行驶线路以及时间相对固定性，不可能具备汽车的方便和随时特性。
本发明的目的在于提供一种节能效果极佳，能对环境起到积极的保护作用，可在铁路、公路上交替行驶的两用汽车，为此，本发明还要提供一种与这种汽车相配套行驶的道路设施。
为达到本发明的上述目的，本发明的汽车包括现有汽车中的车壳，带前后桥及大梁的底盘，设于底盘的主机，调速机构，操作及制动机构，前后轮以及设于车内的仪表台，在连接汽车前轮的前轴对称设置一对前铁轮，在连接汽车后轮对称设置一对后铁轮，在设置的前铁轮的前面和后铁轮的后面设置有防止汽车脱轨的保护装置，在汽车的前铁轮后面设置有一套用于导向的导向轮装置，导向轮装置上的气筒直接通过一分阀门连接在用于控制汽车橡胶轮制动的贮气室上，在汽车前部垂直于路轨的上方设置有红外线接收器，在汽车尾部垂直于铁轨的上方设置有红外线发射器，红外线接收器和红外线发射器置于同一侧，红外线接收器上的语言提示装置设置在驾驶内；当以内燃发动机、牵引电动机作为汽车动力时，在汽车后桥设置有双差速机构，双差速机构中的前传动主轴与内燃发动机相连，双差速机构中的后传动主轴与牵引电动机相连，当单独以燃发动机作为汽车动力时，汽车后桥上设置的为单差速机构，当单独以牵引电动机作为汽车动力时，取消后桥上的差速机构，牵引电动机的输出主轴直接与前轮或后轮主轴相连；牵引电动机可与设置在底盘上的蓄电池组连接，也可通过车底滑动电臂与设置在轨道内侧输电导体相接触，还可以通过电缆与设置在车顶前部左侧的滑动电臂与道路上的架空电源相接触。
为了这种汽车可在铁路、公路上交替行驶，本发明的配套铁道设施是在公路铺设有枕木，枕木上连接铁轨；在铁轨的外侧底边设有支承架紧固卡，支架紧固卡通过连接件固定垫设在铁轨下面，卡住包围铁轨底边内侧的连接条，用连接件把位于铁轨内侧的陶瓷与承架固定在连接条上，超低压输电导体用连接件固定在陶瓷支承架上；在钢轨的上面的外侧设置防脱离轨道钩，在上面的中心部分梯形截面的沟槽，在梯形截面沟槽设置与之紧密配合防震吸声充填物；当充填物采用工程复合材料时，充填物层与铁轨上面相平齐，当充填物用合金浇铸时，充填物层稍高于铁轨上面铁轨；接头处为斜接口，在斜接口处套有连接头，用连接件与铁轨固定；在两条铁路中间架调高压输电线路，在高压输电线上设有横担，绝离子及其紧固件，高压输线路与设置在汽车左边的滑动电臂采用侧接的方式。
由于在汽车上增设的前、后铁轮，前后铁轮在铺设的配套铁轨上行驶，铁轮铁轨之间摩擦系数大大低于一般公路与现有汽车橡胶轮胎的摩擦系数小，大大降低了运动阻力，降低了能源消耗，提高了汽车行驶速度，成倍地提高运载能力和运载效率，阻力减少使汽车磨损减少，延长使用寿命；同时由于阻力减少，在不影响运行效率的情况下，可采用牵引电动机或蕾电池作为汽车的动力来源，使用电力，避免燃油发动机在运行时产生的有害尾气，对环境能起到积极的保护作用，实现了电力电动替代内燃驱动，符合能源利用趋势。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
图1是本发明中以内燃发动机和牵引电动机的双动力两用汽车结构示意图。
图2是图1中所示的汽车铁轮和汽车橡胶轮联接方式剖视图。
图3是图2的仰视图。
图4是汽车铁轮设置的第二种方式结构示意图。
图5是汽车铁路设置的第三种方式结构示意图。
图6是汽车铁轮设置的第四种方式结构示意图。
图7是图6中所示铁轮升降液压控制装置示意图。
图8是图6中所示各个铁轮升降液压装置的连接方式图。
图9是汽车铁轮的另一种结构示意图。
图10是图1中所示的防脱离轨道装置的正视图。
图11是图1中所示的防脱离轨道装置的俯视图。
图12是图1中所示的红外线接收器的电路原理图。
图13是图1中所示的红外线发射器的电路原理图。
图14是本发明两条相向用于行驶两用汽车的铁路设施与两用汽车相配的结构示意图。
图15是图11中所示铁轨的结构示意图。
图16是图12中所示铁轨接头衬底立体结构示意图。
图17是本发明中用于行驶两用汽车的铁路设施下上铁轨的路面结构示意图。
图18是本发明中以内燃发动机的单动力两用汽车的结构示意图。
图19是本发明中以牵引电动机的单支动力两用汽车的结构示意图。
如图1所示，有内燃发动机和牵引电动机的双动力两用汽车，包括有车架2，换向机构3，调速机构4，内燃发动机6，仪表台5，汽车前梁7，汽车后梁25，汽车后轮主轴23与双差速机构22联接，双差速机构一端与前传动轴20联接，另一端与后传动主轴24联接，前传动主轴与内燃发动机6相接，后传动主轴与牵引电动机26相接，牵引电动机装有外接滑动电臂27，设置在汽车前部的筒式减震器8位于车架的内侧，设置在汽车后部的后弹簧钢板总成21位于车架2的内侧。如图2、图3所示汽车铁轮11与汽车橡胶轮12的联接方式是固定联接汽车橡胶轮的钢圈37伸出汽车橡胶轮与汽车铁轮内径相配合，在钢圈37端部焊接有4个以上固定螺母38，在汽车铁轮端面设置的联接耳板40，通过联接螺栓39使之成为一个整体。汽车铁轮设置方式是在汽车前轮主轴10上接有对称布置的汽车橡胶轮12和汽车铁轮11，在汽车后轮主轴23上同样接有对称布置的汽车橡胶轮和汽车铁轮。
汽车铁轮的设置也可采用如图4所示的第二种设置方式，是在与汽车铁轮、汽车橡胶轮相接的后轮主轴23与后齿轮箱41中的后主动齿42相连，后主动齿42与后被动齿43啮合，与后被动齿相连的传动轴44与前齿轮箱45的前主动齿46相连，前主动齿46与前被动齿47啮合，与前被动齿相接的传动轴48上连接另一个汽车铁轮。在汽车前轮主轴上同样接有对称布置的汽车铁轮11和汽车橡胶轮12。
汽车铁轮的设置还可以采用如图5所示的第三种设置方式，是在与后轮主轴23相连的钢圈37上连接后轮链盘49，后轮链盘用链条50与固定汽车铁轮轴51上的链盘52相连接，在与汽车前轮主轴同样接有对称布置的汽车铁轮和汽车橡胶轮。
汽车铁轮的设置还可以采用如图6所示的第四种设置方式，是在第三种方式的基础上，还在与前轮主轴10相连的钢圈37上连接前轮链盘53，前轮链盘用链条54与固定在汽车铁轮轴51上的链盘55相连接。在汽车铁轮轴上接有如图7所示的铁轮升降液压控制装置56，汽车铁轮轴由轴座与设置弹簧58的底座57联接，弹簧上为支架59，支架上设置伸缩油缸60，油缸底座61与车架2连接。铁轮升降液压控制装置工作时，压下铁轮使汽车橡胶轮高于地面3-5cm，如图8所示前、后铁轮分别设置有一套铁轮升降液压控制装置56，发动机变速箱的副轴62与油泵的驱动轴63相连，油箱64的液压油泵经油输送至各个伸缩油缸，由两个控制阀65分别控制前左前右伸缩油缸和后左后右的伸缩油缸，液压伸缩油缸上装有单向液压锁66，保证铁轮伸出后，伸缩油缸的液压油完全被锁位，一旦油泵或油缸间的管路破损，也能保证汽车正常行驶。
汽车铁轮可采用碳素钢加工制造，也可采用有硬度、强度较高的尼龙，还可采用如图5所示的结构在钢质的主体上开有数圈齿状槽68，在齿状槽68中附着由尼龙或合金组成的包缚层67。
如图1所示，在靠近汽车前梁6位置的车架2上左右各设置的一个防脱离轨道装置9，这个防脱离轨道装置位于汽车前部的汽车橡胶轮的前方，在靠近汽车后梁25的车架上左右也设置的防脱离轨道装置9位于汽车后部的汽车橡胶轮的后方，防脱离轨道装置如图7、图8所示，吊耳69连接在车架上，用固定销70连接吊耳和连接板71，联接螺栓72把挂钩73固定在连接板上，在挂钩的另一端部设置摩擦片74，用调整螺母72把拉杆30固定在连接板上，调整螺母可调节拉杆的松紧程度，拉杆30绕过固定在汽车前、后大梁上各自的连动轮29与快速制动大轮33连接，在快速制动大轮的两侧各装有回位弹簧34，在快速制动大轮上连接拉动手柄36，拉动手柄设在驾驶室内靠近调速机构，操作拉动手柄36带动快速制动轮转动，快速制动大轮牵引拉杆30，使拉杆带动与挂钩73相连的连接板71绕固定销70支点转动，与连接板相连接的挂钩挂住铁轨。
在紧接汽车前部的汽车铁轮的后面，各设置由轴13连接的导向轮14，在轴13上连接控制轴13转动的气筒总成16，气筒总成通过气管15和阀门17与贮气室18相连，贮气室18是汽车橡胶轮制动贮气室19连接，控制导向轮14和控制汽车橡胶轮胎来自同一套气体发生装置。
如图1所示，在汽车的左侧前部设置有红外接收器1，在汽车左侧的后部设置红外线发射器28，后面的汽车的红外线接器接收来自前方汽车红外线发射器发射的限距信号。
如图12为红外线接收器的电路原理图，光电管76接收的红外线信号经红外线预放大器77解调放大后送至YYH27解码电路78的YYH14脚，红外线预放大器为CX2016A型，接收到的地址码与YYH27本地地址码相同，解码成功，从YYH27输入正脉冲信号，把接到的Do锁在YYH10脚上，控制外电路BG2和一个双触点继电器79的两组触点吸合后，把12V蓄电池电源接通，图1中电磁阀35串联在继电器63的两组触点上，通电后即开始动作，关闭油管。当未接收到红外线信号时，没有电信号输入，继电器处于常开，电磁阀无电流输入，油路为接通状态，汽车继续行驶。语言电路80并联在继电器上，语言电路的喇叭81接在驾驶室内，继电器吸合时，语言电路工作，由喇叭把信号传给驾驶员。电磁阀为上下运动形式，油箱31用油管32与电磁35相连，电磁阀用油管32与内燃发动机6相连。
图13是红外线发射器电路原理图，任一组编码经YYH26的17脚编码发送，经C和BG1、BG2两级放大后，将红外线信号用红外线发射管82的D1、D2发送出去，有效发送距离为30米左右。
本发明的配套铁路设施如图14所示，在公路上铺设有枕木83，枕木上连接铁轨84，在两条铁路中间架设有高压输电线85、86，高压输电线位于汽车前进方向的左侧，电杆87架起高压输电线，高压输电线上连接有横担88和绝缘子89，电杆87间距保持相同，在汽车的前部设置滑动电臂90，滑动电臂90上连接电印91，电刷91与高压输电线侧接触，滑动电臂垂直地平面，且与车壳成45°夹角。
如图15所示在钢轨的外侧底边设置有支承架紧固卡92，支承架固卡通过螺栓固定在铁轨下面，卡住包围铁轨底边内侧的连接条93，用螺栓把位于铁轨内侧的陶瓷支承架94固定在连接条上，超低压输电导体95粘合在陶瓷支承架上，超低压输电导体与汽车内电动机相连的滑动电臂接触，超低压导体输送84伏电压，在铁轨上面的外侧设置有防脱离轨道钩96，在上面的中心部分为梯形截面的沟槽97，在梯形沟槽内设置与铁轨紧密结合的防震吸声充填物98，充填物采用尼龙时，在其中均匀分布有钢丝99，充填物稍高于铁轨上面1-2cm，当充填物用合金浇注时，充填物的高度与铁轨上面相平齐，铁轨接头100为斜接口，在斜接口处套有如图16所示的铁轨接头衬底101。
为了两用汽车上下铁路方便，供在两用汽车行驶的专用铁路与公路相连的叉口上设有两用汽车上下铁轨的设施，如图17所示，在专用铁路和公路交叉口两边分别设置有混凝土引上段102和混凝土引下段103，在铁路与公路交叉口上的铁轨中间和两条铁路之间铺设平台104、105、106在混凝土引上段102上A1、A2、D3、D4比B1、B2、C3、C4均低于14-15cm，A1B1、A2B2、A3B3、A4B4长度为5-6m，在混凝土引下段上C1、C2、B3、B4比D1、D2、A3、A4高出14-15cm，C1D1、C2D2、C3D3、C4D4长度同样为5-6m，B1C1，B4C4段平台104，以及平台105、106与铺设的铁轨上面平齐，两用汽车由混凝土引上段进入专用铁路上行驶，经混凝土平台段进入普通公路行驶，同时保证一般普通汽车穿越专用铁路到达另一边的公路。
本发明的两用汽车也可以有另一个实施方式，如图18所示仅以内燃发动机作为两用汽车的动力，在以内燃发动机和牵引电动机双动力两用汽车的基础上，与汽车后轮主轴的双差速机构改为单差速机构107，不设置后传动主轴和与之相连的牵引电动机及牵引电动机配套的滑动电臂。
本发明的两用汽车还可有第三种实施方式如图19所示，仅以牵引电动机作为两用汽车的动力，汽车前轮主轴直接作为牵引电动机的轮出轴，在牵引电动机接有滑动电臂108与铁轨内侧的超低压导体接触，同时在牵引电动机上还接有蓄电池组110，在红外线接收器上与牵引电动机之间接有一个继电器109，由红外线接收器接收的红外线信号，经继电器的动作来控制牵引电动机的运转。在导向轮轴装有导向轮控制机构111，在机构接有导向控制手柄112置于驾驶室内，导向轮控制机构用轴113固定在车架2上，压下导向控制手柄，导向轮控制装置转动压下导向轮轴13，使导向轮与铁轨接触，在导向轮轴的两端接有回位装置114，在不需要导向的情况下，回位装置中的弹簧，带动导向轮轴复位，导向轮脱离铁轨。
权利要求
1.一种可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，包括有车架(2)，转向机构(3)，调速机构(4)，仪表台(5)，汽车前梁(7)，汽车后梁(25)，汽车后轮主轴(23)，筒式减震器(8)，弹簧后钢板总成(21)，汽车橡胶轮(12)等，其特征在于在汽车前轮主轴(10)和汽车后胎主轴(23)分别接有对称布置的汽车橡胶轮(12)和汽车铁轮(11)，汽车后轮主轴(23)与双差速机构(22)联接，内燃发动机(6)通过前传动主轴(20)与双差速机构联接，牵引电动机通过后传动主轴(24)与双差速机构联接，牵引电动机上的滑动臂(27)与设置在铁轨(71)内侧的陶瓷支承架(84)的超低压导体(85)接触，在前部汽车铁轮(11)的前方和后部汽车铁轮的后方设置有防脱离轨道装置(9)，在前部汽车铁轮(11)的后方设置有导向轮(14)，在汽车的前部设有红外线接收器(1)，在汽车后部设有红外线发射器(28)，红外线接收器和红外线发射器置于汽车的同一侧，且在铁轨(84)的正上方，在油箱(31)与内燃发动机(6)相连的油管(32)接有电磁阀(35)。
2.一种可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，包括有车架(2)，转后机构(3)、调速机构(4)、仪表台(5)、汽车前梁(7)、筒式减震器(8)、弹簧后钢板总成(21)、汽车后梁(25)、汽车橡胶轮(12)等，其特征在于在汽车前轮主轴(10)和汽车后轮主轴(23)分别接有对称布置的汽车橡胶轮(12)和汽车铁轮(11)，汽车后轮主轴(23)与单差速机构(107)联接，内燃发动机(6)通过前传动主轴(24)与单差速机构联接，在前部汽车铁轮的前方和后部汽车铁轮的后方设置有防脱离轨道装置(9)，在前部汽车铁轮的后方设置有导向轮(14)，在汽车的前部设置有红外线接收器(1)，在汽车后部设有红外线发射器(28)，红外线接收器和红外线发射器置于汽车的同一侧，且在铁轨(84)的正上方，在油箱(31)与内燃发动机(96)相连的油管(32)上接有电磁阀(35)。
3.一种可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，包括有车架(2)，转向机构(3)、调速机构(4)、仪表台(5)、汽车前梁(7)、筒式减震器(8)、弹簧后钢板总成(21)、汽车后梁(25)、汽车橡胶轮(12)等，其特征在于在汽车前轮主轴(10)和汽车后轮主轴(23)分别接有对称布置的汽车橡胶轮(12)和汽车铁轮(11)，汽车前轮主轴(10)兼为牵引电动机(26)的输出轴，牵引电动机的滑动电臂(108)与设置在铁轨(84)内侧的陶瓷支承架(94)的超低压输电导体(95)接触，在牵引电动机上同时接有蓄电池组(110)，在前部汽车铁轮(11)的前方和后部汽车铁轮的后方设置有导向轮(14)；在汽车的前部设有红外线接收器(1)，在汽车后部设有红外线发射器(28)，红外线收器和红外线发射器置于汽车的同一侧，且在铁轨(71)的正上方，蓄电池组(110)接牵引电动机的输电线路上。
4.按权利要求1、2、3所述的可铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于固定联接汽车橡胶轮的钢圈(37)伸出汽车橡胶轮与汽车铁轮(11)内径相配，在钢圈(37)端部焊接有4个以上的固定螺母(39)，在汽车铁轮端有联接耳板(40)，用螺栓(38)联接成整体。
5.按照权利要求1、2、3所述的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于接汽车铁轮和汽车橡胶轮的后主动轴(23)可与后齿轮箱(41)中的后主动齿(42)相连，后主动齿与后被动齿(43)啮合，与后被动齿相连的传动轴(44)与前齿轮箱(45)的前主动齿(46)相连，前主动齿与前被动齿(47)啮合，与前被动齿相接的传动轴(48)上连接另一个汽车铁轮。
6.按照权利要求1、2、3所述的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于在与后轮主轴(23)相连的钢圈(37)上接有后轮链盘(49)，后轮链盘用链条(50)与固定有汽车铁轮轴(51)的上链盘(52)相连接。
7.按照权利要求1、2所述的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于在与后轮主轴(23)相连的钢圈(37)上接有后轮链盘(49)，后轮链盘用链条(50)与固定在汽车铁轮轴(51)上的链盘(52)相连接；还在与前轮主轴(10)相连的钢圈(37)上连接前轮链盘(53)，前轮链盘用链条(54)与固定在汽车铁轮(51)的链盘(55)相连接，在汽车铁轮轴左右两端各接有一套铁轮升降液压控制装置(56)，汽车铁轮轴由轴座与设置有弹簧(58)的底座(57)联接，弹簧上方为支架(59)，支架设置伸缩油缸(60)，油缸底座(61)与车架(2)连接。
8.按照权利要求1、2、3、4、5、6所述的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于汽车铁轮(11)的钢质主体上开有2-6圈齿状槽(68)，在齿状槽中附着由尼龙或合金组成的包缚层(67)。
9.按照权利要求1、2、3所述的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于调节螺母(75)把防脱离轨道装置(9)中的连接板(71)与拉杆(30)联接，拉杆(30)绕过连动轮(29)与快速制动大轮(33)连接，在快速制动大轮上接有拉动手柄(36)，快速制动大轮的中心轴上设有回位弹簧(34)；连接板用固定销(54)与连接在车架(2)上的吊耳(69)连接，用螺栓(72)连接挂钩(73)，挂钩另一端设有摩擦片(74)。
10.按照权利要求1、2、3的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车，其特征在于在导向轮轴(13)接有气筒总成(16)，气筒总成用气管(15)和阀门(17)与贮气室(18)相连，贮气室(18)通过主管与汽车橡胶轮制动贮气室(19)相连。
11.用于配套行驶的权利要求1、2、3所述的可在铁路和公路交替行驶的两用汽车的铁路设施，其特征在于在公路上铺设有枕木(83)，枕木上连接铁轨(84)，在两条相向行驶的铁路中间架设高压输电线(85)、(86)，在铁轨(84)的外侧底边设置有支承架紧固卡(92)，支承架固定卡用螺栓固定在钢轨下面，卡住包围铁轨底边内侧的连接条(93)，用螺栓把位于铁轨内侧的陶瓷支承架(94)固定在连接条上，超低压输电导体(95)连接在陶瓷支承架上，在铁轨上面的外侧设置有防脱离轨道钩(96)，铁轨接头(100)为斜接口，在铁轨接头处套有铁轨接头衬底(101)。
12.按照权利要求11所述的配套行驶两用汽车的铁路设施，其特征在于在铁轨上面的中心部分为梯形截面的沟槽(97)，在梯形沟槽内设置与铁轨紧密结合的充填物(98)。
13.按照权利要求11、12所述的配套行驶两用汽车的铁路设施，其特征在于充填物(98)为尼龙，在其中均布钢丝(99)，充填物高出铁轨上面1-2cm。
14.按照权利要求11、12所述的配套行驶两用汽车的铁路设施，其特征在于充填物(98)用合金浇铸时，充填物与铁轨上面相平齐。
全文摘要
本发明公开了一种可在铁路和公路交替行驶的两用汽车及配套铁路设施,它是在现有汽车前轮前轴对称设置对前铁轮,同时在汽车后轮后轴上对称一对后铁轮,在设置的前铁轮的前方和后铁轮的后方设置防止汽车脱离轨道的保护装置,在前铁轮的后方设置保证汽车行驶方向的导向装置,在汽车前部垂直于铁轨的正上方设置红外线接收器和汽车尾部垂直于铁轨的正上方设置红外线发射器,用于行驶汽车的铁路的铁轨内侧设置有与汽车滑动电臂相接的超低压输电导体,在铁轨外侧有防脱离结构,铁轨上面中间开有梯形槽充填无声合金或尼龙。本发明的两用汽车可同使用燃油,外接电力和蓄电池组作为动力来源,在使用外接电力和蓄电池组时,对环境能起到积极的保护,可实现电力电动替化内燃驱动,符合能源利用趋势。
文档编号B60F1/00GK1247134SQ9911544
公开日2000年3月15日 申请日期1999年6月26日 优先权日1999年6月26日
发明者黄笳唐 申请人:黄笳唐