一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，特别是一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆。


背景技术：

2.齿轨铁路作为新型轨道交通，通过在车辆转向架上设置驱动齿轮，与铺设在钢轨中间的齿轨啮合，极大提高了齿轨车辆的爬坡能力，有效推动了山地旅游交通的发展。
3.为满足铁路线路及沿线的检修、救援等应急任务需要，目前主要是采用能够在公路、铁路间灵活切换运用的公铁两用车。但齿轨铁路由于线路坡度较大，传统公铁两用车系统爬坡能力无法满足其需要，现有的公铁两用车无法满足齿轨铁路应急任务快速到达现场的需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对现有技术存在的现有公铁两用车无法在齿轨铁路爬坡，无法满足齿轨铁路应急任务快速到达现场需求的问题，提供一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，包括车体，所述车体底部设有至少两个转向架和至少四个公路车轮，所述转向架通过升降系统连接于所述车体，所述转向架上设有电驱动机、铁路车轮和齿轮，所述车体内设有内燃机，所述内燃机带动所述公路车轮在公路段支撑并驱动所述车体，所述升降系统带动所述铁路车轮在铁路段和齿轨段配合于钢轨支撑所述车体，所述内燃机带动所述公路车轮在铁路段驱动所述车体，所述电驱动机带动所述齿轮在齿轨段驱动所述车体。
7.采用本发明所述的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，既能在铁路及普通道路上运行，又可以在山地齿轨铁路上运行，通过所述升降系统配合所述转向架和所述公路车轮在三种工况下切换，在大坡度齿轨路段使用齿轮在齿轨地段与铺设于轨道之间的齿条啮合驱动，以弥补在大坡度下牵引力不足的缺点，实现车辆在大坡度齿轨地段运行；通过公路快速抵达需要作业的现场附近，随后以铁路或山地齿轨作业模式进入现场，按作业要求配备不同的设备，进行各种作业，如起重、挖掘、装卸、除雪、清扫线路及架设接触网导线、检查维修接触网上部设备、抢险救灾等，起到承担齿轨铁路线路及沿线的检修、救援等应急任务的作用。
8.作为本发明优选地，所述转向架包括构架，所述升降系统包括支撑机构和直线驱动机构，所述支撑机构顶部连接于所述车体底部，所述支撑机构底部连接于所述构架顶部，所述直线驱动机构设于所述车体底部或者所述构架顶部，所述直线驱动机构能够驱动所述支撑机构张开或闭合，以改变所述构架顶部和所述车体底部的距离。
9.作为本发明进一步优选地，所述支撑机构包括两个支撑臂，两个所述支撑臂中部
铰接，所述支撑臂顶端铰接于所述车体底部，所述构架顶部横向设有滑槽，所述滑槽内配合有滑块，所述支撑臂底端铰接于所述滑块，所述直线驱动机构连接于所述构架顶部，所述直线驱动机构连接并驱动所述滑块沿所述滑槽移动；
10.或者所述支撑臂顶端铰接于所述构架顶部，所述车体底部横向设有滑槽，所述滑槽内配合有滑块，所述支撑臂顶端铰接于所述滑块，所述直线驱动机构连接于所述车体底部，所述直线驱动机构连接并驱动所述滑块沿所述滑槽移动。
11.采用这种结构，通过所述滑块在所述滑槽内运动时，主要受所述直线驱动机构的推力和拉力作用，用以改变两个所述支撑臂的夹角大小，从而实现所述构架顶部和所述车体底部的距离变化，由于所述支撑机构张开或闭合所需的力较小，可选用单台小驱动力的所述直线驱动机构，具有良好的经济性，可靠性和安全性。
12.作为本发明进一步优选地，所述直线驱动机构为液压缸、气压缸或者电缸。
13.作为本发明进一步优选地，所述转向架为单轴转向架，所述电驱动机为第一驱动电机，所述构架上设有齿轮箱，所述齿轮箱连接所述第一驱动电机，所述构架相对的两侧分别设有轴箱，所述轴箱之间连接有车轴，所述车轴上设有一对所述铁路车轮，所述车轴外套设有空心轴，所述空心轴分别连接所述齿轮和所述齿轮箱，所述第一驱动电机通过所述齿轮箱驱动所述空心轴带动所述齿轮转动。
14.作为本发明进一步优选地，所述构架上设有制动器，所述制动器连接所述空心轴。
15.作为本发明进一步优选地，所述转向架还包括边梁和横梁，两个所述轴箱分别连接一个所述边梁，两个所述边梁通过所述横梁连接，所述横梁和所述构架通过二系弹簧连接。
16.作为本发明进一步优选地，所述构架上设有牵引挡块机构，所述牵引挡块机构与所述边梁相配合，所述牵引挡块机构用于牵引所述边梁并限制所述边梁仅能垂向移动。
17.采用这种结构，由于所述转向架为单轴结构，易绕车辆轴产生点头运动，因此采用所述牵引挡块机构进行限位，所述边梁和所述牵引挡块机构的配合使所述构架和所述横梁之间仅能够产生垂向运动，无法发生转动，有效抑制所述转向架的点头运动，保证所述齿轮与地面齿条的啮合。
18.作为本发明进一步优选地，所述车轴和所述齿轮之间设有高度调整机构，所述高度调整机构用于调节所述齿轮相对所述车轴的高度。
19.作为本发明进一步优选地，所述高度调整机构为偏心式结构，所述高度调整机构包括偏心盘、所述铁路车轮、所述车轴和所述轴箱，所述铁路车轮转动连接所述偏心盘，所述车轴连接所述偏心盘，所述偏心盘上设有若干个调整孔，所述偏心盘通过所述调整孔连接所述轴箱。
20.采用这种结构，当所述铁路车轮磨损后直径减小，通过转动所述偏心盘角度，改变所述车轴中心位置，即可调整所述车轴的高度位置，从而改变所述齿轮的位置，避免所述铁路车轮磨耗对齿轮齿轨啮合的影响，延长所述铁路车轮使用寿命，节约成本。
21.作为本发明进一步优选地，所述车轴与所述偏心盘为一体成型构件或者过盈配合连接。
22.作为本发明进一步优选地，将所述电驱动机由所述第一驱动电机替换为第二驱动电机，所述齿轮箱替换为液力变速箱，所述第二驱动电机和所述液力变速箱一体化吊装于
所述构架，以节约安装空间，经所述液力变速箱变速后驱动，能够实现车辆无级变速，具有更好的运行平稳性。
23.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
24.1、本发明所述的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，既能在铁路及普通道路上运行，又可以在山地齿轨铁路上运行，通过所述升降系统配合所述转向架和所述公路车轮在三种工况下切换，在大坡度齿轨路段使用齿轮在齿轨地段与铺设于轨道之间的齿条啮合驱动，以弥补在大坡度下牵引力不足的缺点，实现车辆在大坡度齿轨地段运行；通过公路快速抵达需要作业的现场附近，随后以铁路或山地齿轨作业模式进入现场，按作业要求配备不同的设备，进行各种作业，如起重、挖掘、装卸、除雪、清扫线路及架设接触网导线、检查维修接触网上部设备、抢险救灾等，起到承担齿轨铁路线路及沿线的检修、救援等应急任务的作用；
25.2、本发明优选的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，通过所述滑块在所述滑槽内运动时，主要受所述直线驱动机构的推力和拉力作用，用以改变两个所述支撑臂的夹角大小，从而实现所述构架顶部和所述车体底部的距离变化，由于所述支撑机构张开或闭合所需的力较小，可选用单台小驱动力的所述直线驱动机构，具有良好的经济性，可靠性和安全性；
26.3、本发明优选的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，由于所述转向架为单轴结构，易绕车辆轴产生点头运动，因此采用所述牵引挡块机构进行限位，所述边梁和所述牵引挡块机构的配合使所述构架和所述横梁之间仅能够产生垂向运动，无法发生转动，有效抑制所述转向架的点头运动，保证所述齿轮与地面齿条的啮合；
27.4、本发明优选的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，当所述铁路车轮磨损后直径减小，通过转动所述偏心盘角度，改变所述车轴中心位置，即可调整所述车轴的高度位置，从而改变所述齿轮的位置，避免所述铁路车轮磨耗对齿轮齿轨啮合的影响，延长所述铁路车轮使用寿命，节约成本。
附图说明
28.图1为公路轮轨齿轨三用车辆在公路模式下的示意图；
29.图2为公路轮轨齿轨三用车辆在铁路或齿轨模式下的示意图；
30.图3为实施例1中转向架的俯视结构示意图；
31.图4为实施例1中转向架的侧视结构示意图；
32.图5为实施例1中转向架空心轴高度调整前的结构示意图；
33.图6为实施例1中转向架空心轴高度调整后的结构示意图；
34.图7为实施例2中转向架的俯视结构示意图。
35.图中标记：1-车体，2-转向架，201-构架，202-边梁，203-轴箱，204-铁路车轮，205-齿轮箱，206-第一驱动电机，207-制动器，208-齿轮，209-直线驱动机构，210-支撑机构，211-二系弹簧，212-横梁，213-牵引挡块机构，214-空心轴，215-调整孔，216-车轴，225-第二驱动电机，226-液力变速箱，3-公路车轮。
具体实施方式
36.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.实施例1
39.如图1至图6所示，本发明所述的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，包括车体1，所述车体1底部设有至少两个转向架2和至少四个公路车轮3。
40.如图1和图2所示，所述转向架2通过升降系统连接于所述车体1，所述转向架2上设有电驱动机、铁路车轮204和齿轮208，所述车体1内设有内燃机，所述内燃机带动所述公路车轮3在公路段支撑并驱动所述车体1，所述升降系统带动所述铁路车轮204在铁路段和齿轨段配合于钢轨支撑所述车体1，所述内燃机带动所述公路车轮3在铁路段驱动所述车体1，所述电驱动机带动所述齿轮208在齿轨段驱动所述车体1。
41.如图3和图4所示，所述转向架2包括构架201、边梁202和横梁212，所述升降系统包括支撑机构210和直线驱动机构209，所述支撑机构210顶部连接于所述车体1底部，所述支撑机构210底部连接于所述构架201顶部，所述直线驱动机构209设于所述车体1底部或者所述构架201顶部，所述直线驱动机构209能够驱动所述支撑机构210张开或闭合，以改变所述构架201顶部和所述车体1底部的距离。
42.本实施例中如图4所示，所述支撑机构210包括两个支撑臂，两个所述支撑臂中部铰接，所述支撑臂顶端铰接于所述车体1底部，所述构架201顶部横向设有滑槽，所述滑槽内配合有滑块，所述支撑臂底端铰接于所述滑块，所述直线驱动机构209连接于所述构架201顶部，所述直线驱动机构209连接并驱动所述滑块沿所述滑槽移动，所述直线驱动机构209为液压缸、气压缸或者电缸；采用这种结构，通过所述滑块在所述滑槽内运动时，主要受所述直线驱动机构209的推力和拉力作用，用以改变两个所述支撑臂的夹角大小，从而实现所述构架201顶部和所述车体1底部的距离变化，由于所述支撑机构210张开或闭合所需的力较小，可选用单台小驱动力的所述直线驱动机构209，具有良好的经济性，可靠性和安全性。
43.在其它一些具体的实施方式中，所述支撑臂顶端铰接于所述构架201顶部，所述车体1底部横向设有滑槽，所述滑槽内配合有滑块，所述支撑臂顶端铰接于所述滑块，所述直线驱动机构209连接于所述车体1底部，所述直线驱动机构209连接并驱动所述滑块沿所述滑槽移动。
44.如图3所示，所述转向架2为单轴转向架，所述电驱动机为第一驱动电机206，所述构架201上设有齿轮箱205和制动器207，所述齿轮箱205连接所述第一驱动电机206，所述构架201相对的两侧分别设有轴箱203，所述轴箱203之间连接有车轴216，所述车轴216上设有一对所述铁路车轮204，所述车轴216外套设有空心轴214，所述空心轴214分别连接所述齿轮208、所述齿轮箱205和所述制动器207，所述第一驱动电机206通过所述齿轮箱205驱动所述空心轴214带动所述齿轮208转动。
45.如图3和图4所示，两个所述轴箱203分别连接一个所述边梁202，两个所述边梁202通过所述横梁212连接，所述横梁212和所述构架201通过二系弹簧211连接，所述构架201上设有牵引挡块机构213，所述牵引挡块机构213与所述边梁202相配合，所述牵引挡块机构
213用于牵引所述边梁202并限制所述边梁202仅能垂向移动；采用这种结构，由于所述转向架2为单轴结构，易绕车辆轴产生点头运动，因此采用所述牵引挡块机构213进行限位，所述边梁202和所述牵引挡块机构213的配合使所述构架201和所述横梁212之间仅能够产生垂向运动，无法发生转动，有效抑制所述转向架2的点头运动，保证所述齿轮208与地面齿条的啮合。
46.具体地，所述车轴216和所述齿轮208之间设有高度调整机构，所述高度调整机构用于调节所述齿轮208相对所述车轴216的高度。
47.如图5和图6所示，所述高度调整机构为偏心式结构，所述高度调整机构包括偏心盘、所述铁路车轮204、所述车轴216和所述轴箱203，所述铁路车轮204转动连接所述偏心盘，所述车轴216与所述偏心盘为一体成型构件或者过盈配合连接，所述偏心盘上设有若干个调整孔215，所述偏心盘通过所述调整孔215连接所述轴箱203；采用这种结构，当所述铁路车轮204磨损后直径减小，通过转动所述偏心盘角度，改变所述车轴216中心位置，即可调整所述车轴216的高度位置，从而改变所述齿轮208的位置，避免所述铁路车轮204磨耗对齿轮齿轨啮合的影响，延长所述铁路车轮204使用寿命，节约成本。
48.公路作业模式运行时，所述直线驱动机构209驱动所述支撑机构210闭合，所述支撑机构210抬起所述转向架2，所述铁路车轮204和所述齿轮208距离地面有一定距离，两者不工作，所述公路车轮3支撑和驱动所述车体1。
49.铁路或齿轨铁路作业模式运行时，所述直线驱动机构209驱动所述支撑机构210张开，所述转向架2下放，所述铁路车轮204配合于钢轨上，所述车体1的重量由所述支撑机构210传递给所述构架201，再由所述二系弹簧211传递给所述横梁212，通过所述横梁212传递给所述边梁202，最后由所述轴箱203传递给所述铁路车轮204和钢轨。
50.铁路作业模式运行时，仍然由所述公路车轮3驱动所述车体1，所述铁路车轮204仅支撑所述车体1。
51.齿轨铁路作业模式运行时，所述铁路车轮204支撑所述车体1，所述齿轮208与齿条的啮合驱动所述车体1。
52.本实施例所述的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，既能在铁路及普通道路上运行，又可以在山地齿轨铁路上运行，通过所述升降系统配合所述转向架2和所述公路车轮3在三种工况下切换，在大坡度齿轨路段使用齿轮在齿轨地段与铺设于轨道之间的齿条啮合驱动，以弥补在大坡度下牵引力不足的缺点，实现车辆在大坡度齿轨地段运行；通过公路快速抵达需要作业的现场附近，随后以铁路或山地齿轨作业模式进入现场，按作业要求配备不同的设备，进行各种作业，如起重、挖掘、装卸、除雪、清扫线路及架设接触网导线、检查维修接触网上部设备、抢险救灾等，起到承担齿轨铁路线路及沿线的检修、救援等应急任务的作用。
53.实施例2
54.如图7所示，本发明所述的一种山地齿轨交通系统公路轮轨齿轨三用车辆，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，将所述电驱动机由所述第一驱动电机206替换为第二驱动电机225，所述齿轮箱205替换为液力变速箱226。
55.所述第二驱动电机225和所述液力变速箱226一体化吊装于所述构架201，以节约安装空间，经所述液力变速箱226变速后驱动，能够实现车辆无级变速，具有更好的运行平
稳性。
56.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。