трамвайный вагон с пониженным уровнем пола

Формула изобретения

1. Трамвайный вагон с пониженным уровнем пола, характеризующийся тем, что он содержит кузов, ходовую часть, силовую цепь, которая включает в себя токоприемник, соединенную с ним силовую электрическую сеть, включающую коммутационно-защитную аппаратуру, тяговый электропривод, преобразователь питания собственных нужд, объединяющий силовую электрическую сеть с осветительной и вспомогательными сетями, источник гарантированного питания - аккумуляторную батарею, при этом токоприемник содержит контактный узел с токосъемными пластинами, подвижно в вертикальной плоскости последовательно укрепленные на имеющем привод основании верхнюю и нижнюю рамы, объединенные в полупантографный механизм подъема и опускания токоприемника, установленный на крыше вагона, верхняя рама включает не менее чем один элемент длиной l₁ в осях его шарниров, на верхнем конце которого смонтирован узел подвески каретки с токосъемным элементом или блоком не менее чем из двух токосъемных элементов, нижняя рама включает по меньшей мере один элемент длиной l₂ и нижнюю тягу длиной l ₃, удовлетворяющей условию l₃=l ₁=l₂, при этом элемент длиной l ₁ выполнен на нижнем конце с шарниром, имеющим возможность перемещения по дуге окружности за счет соединения с нижней рамой механизма, и снабжен расположенным под углом к нему и жестко соединенным с его нижним концом элементом длиной l₄ с шарниром на свободном конце, обеспечивающим за счет соединения этого шарнира с нижней рамой поворот элемента длиной l₁ на угол вокруг шарнира на его нижнем конце, а расстояние между шарниром на нижнем конце элемента длиной l₁ и шарниром на свободном конце элемента длиной l ₄ и угол между этими элементами выбраны из условия преимущественно линейного вертикального перемещения верхнего конца элемента длиной l₁ с узлом подвески каретки в проектном диапазоне высот с максимальным значением угла поворота элемента длиной l₁ верхней рамы относительно горизонта, определенным в угловом диапазоне 45° _max 75°.

2. Трамвайный вагон по п.1, отличающийся тем, что элемент длиной l₄, образующий рычаг первого рода, вынесенный за шарнирную опору, расположен под углом 120° 145° к элементу длиной l₁.

3. Трамвайный вагон по п.1, отличающийся тем, что элемент длиной l₄ через выполненный у его свободного конца шарнир подвижно соединен с нижней рамой не менее чем через один дополнительный элемент длиной l₅ посредством шарнира, выполненного на участке длины нижней рамы или жестко связанного с ним ниже его верхней шарнирной опоры элемента длиной l₆=l₄ и объединяющего эти шарниры не менее чем одного подвижно закрепленного в них элемента длиной l₅.

4. Трамвайный вагон по п.1, отличающийся тем, что токоприемник содержит узел соединения верхней и нижней рамы механизма подъема-опускания токосъемного узла, причем узел соединения имеет корпус, к которому жестко прикреплен элемент длиной l₇ преимущественно вертикально, а на свободном конце его установлен шарнир для крепления верхней тяги.

5. Трамвайный вагон по п.1, отличающийся тем, что токосъемный узел подвески, по меньшей мере, одной каретки с токосъемным элементом закреплен на свободных концах верхней рамы и верхней тяги с обеспечением неизменности углового положения относительно горизонта и перемещения преимущественно по вертикали.

6. Трамвайный вагон по п.1, отличающийся тем, что на платформе установлена пружина растяжения с предпочтительно постоянной жесткостью, непосредственно токосъемных элементов содержит амортизаторы, установленные на каретке.

7. Трамвайный вагон по п.1, отличающийся тем, что он выполнен многосекционным, а ходовая часть включает автономные не менее чем двухосные колесные тележки, по меньшей мере, по одной на каждую секцию, а также не менее чем одну межсекционную сцепку, и не менее чем одно межсекционное соединение с поворотной площадкой и ограждениями преимущественно гибкого типа, причем кузов, по крайней мере, одной секции содержит корпус в виде единого несущего пространственного блока, например в виде призматической пустотелой балки, и включает объединенную с полом и снабженную понизу центральным шкворнем для соединения с ходовой частью несущую платформу пола, монолитно объединенную с корпусообразующими стеновыми ограждениями, включающими имеющие оконные или оконные и дверные проемы боковые стены и имеющие проходные проемы торцевые стены, крышу, а также верхние и нижние аэродинамические обтекатели, объединенные при изготовлении кузова в совместно работающую пространственную конструкцию элементы ограждений и силовые элементы, по крайней мере, на части ее площади последовательно расположенные по ее толщине в виде одной из оболочек и образующих скрытый каркас внутренних утолщений и приливов в виде обрамлений технологических и конструкционных проемов, а также скрытых поясов, стоек и раскосов балок и/или ферм скрытого каркаса, монолитно объединенных с другой стороны другой оболочкой корпуса, выполненной предпочтительно из того же или аналогичного композиционного материала.

8. Трамвайный вагон по п.7, отличающийся тем, что колесные тележки включают несущую конструкцию в виде пространственной рамы из жестко сочлененных продольных и поперечных элементов балочного типа, при этом поперечные элементы рамы выполнены прямолинейными, а продольные - снабжены концевыми арочными участками с опорными площадками на их нижней стороне, а колеса выполнены автономными или предпочтительно в виде имеющих ось в виде колесных пар с объединяющей их осью в виде вала, причем колеса жестко внатяг посажены на оси и снабжены буксами, имеющими корпус с наклонными боковыми гранями, на которых расположены ответные опорные площадки для опирания через прибуксовый амортизатор несущей конструкции колесной тележки, причем геометрическая ось колесной пары, совпадающая с осью вала, расположена в пределах высоты средней части продольных и поперечных балочных элементов рамной несущей конструкции колесной тележки, кроме того, колеса выполнены подрессорными, преимущественно подрезиненными, а выполняющий функцию рессоры слой резины расположен в виде образующей кольцевой амортизатор, например, дискретной прокладки, размещенной между ступицей и бандажом колеса.

9. Трамвайный вагон по п.7, отличающийся тем, что силовая энергетическая сеть включает систему электродвигателей, в том числе тяговых электродвигателей приводов колес, приводов открывания и закрывания дверей, вентиляторов, гидравлических насосов и электромеханических тормозов, систем отопления и кондиционирования, песочниц тормозной системы, блоки резисторов, панели управления, ячейки с тормозными резисторами, контакторы и аппаратуру электронного управления процессами оптимизации и регулирования режимов движения, торможения, систем безопасности жизнеобеспечения.

10. Трамвайный вагон по п.7, отличающийся тем, что части кузова корпуса, образующие боковые стены, выполнены со сломом в направлении диаметральной плоскости вагона, обеспечивающие формообразующее заужение его верхней части, преимущественно начиная от нижней границы оконного проема, который выполнен протяженностью не менее половины длины кузова и содержит не менее одного ориентированного по высоте проема силового импоста, монолитно объединенного поверху и понизу с силовым обрамлением проема и через последнее объединен с раскосно-стоечной системой скрытого каркаса и ограждающими оболочками стен, при этом участки стен, ограниченные с двух сторон внешней и внутренней оболочками, а с торцов - упомянутыми элементами скрытого каркаса, заполнены теплозвукоизоляционными вставками, преимущественно из жесткого или полужесткого вспененного материала, например пенопласта.

11. Трамвайный вагон по п.7, отличающийся тем, что торцевые стены корпуса кузова промежуточной секции вагона выполнены со сквозными проемами полнопроходного типа и снабжены по контуру проема конструктивным обрамлением, предпочтительно П-образной формы в проекции на условную вертикальную плоскость, нормальную к диаметральной плоскости вагона, по крайней мере, часть которого выполнена в виде соответствующего форме обрамления элемента скрытого каркаса, а понизу монолитно объединены с конструктивным усилением зоны сочленения стены с платформой пола кузова и с круговым конструктивным обрамлением границы платформы пола, бесконтактно сопряженной с поворотной площадкой межсекционного соединения, а обращенные к промежуточной секции торцевые стены соответственно головной и/или хвостовой секции выполнены каждая габаритно с согласованным проемом, причем торцевые стены обеих смежных секций снабжены устройствами или опорными элементами для крепления гибкого ограждения межсекционного соединения и, кроме того, головная секция с другого торца конструктивно завершена присоединенной к ней корпусом кабины водителя, имеющая лобовое ограждение с аэродинамическим оптимизированным обратным наклоном относительно вектора направления движения вагона, а торцевая оконечность хвостовой секции вагона выполнена аналогично в конструктивном и аэродинамическом отношении зеркально симметрично кабине водителя головной секции.

12. Трамвайный вагон по п.7, отличающийся тем, что крыша кузова каждой секции выполнена преимущественно в виде сплошной монолитной несущей и ограждающей плиты с рамой и объединена в каждой секции с верхними, по меньшей мере, боковыми обтекателями, преимущественно криволинейно отогнутыми в верхней части по направлению к диаметральной плоскости вагона, причем, по крайней мере, на части площади крыши, защищенной обтекателями, размещено смонтированное, предпочтительно на раме крышевое оборудование вагона, полностью и частично закрытое сверху локальными или объединенными экранами, при этом крыша выполнена с односторонним или многосторонним уклоном в направлении к внешнему контуру вагона и в зоне соединения с боковыми обтекателями в нижней части последнего снабжена шпигатами, а с внутренней стороны салона вагона крыша снабжена установленной на расстоянии от несущей плиты крыши конструкцией, образующей потолок салона, выполненной преимущественно с повышенной средней частью и криволинейно или ломано в направлении боковых стен понижающимися зонами подволока, причем между подволоком и плитой крыши расположено оборудование систем жизнеобеспечения, в том числе вентиляционные короба приточной и/или вытяжной вентиляционной системы, сообщенные через вентиляционные решетки с внутренним объемом салона вагона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рельсовым транспортным средствам, а именно к рельсовому транспортному средству типа трамвайного вагона с пониженным уровнем пола, а также может быть использовано при производстве токоприемников, применяемых в рельсовых транспортных средствах.

Известно транспортное средство с токоприемником, содержащим нижнюю рычажную систему, выполненную в виде параллелограмма, с шарнирно установленной на ней верхней рычажной системой, также выполненной в виде параллелограмма. Управление подъемом-опусканием токоприемника осуществляется посредством пневмопривода, включающего силовой цилиндр и золотник, при этом верхняя рычажная система соединена со штоком поршня золотника через пружину (а.с. СССР №755632, B60L 5/26, 1980).

К недостаткам описанного токоприемника относится его сложность вследствие использования пневмопривода.

Известно транспортное средство с токоприемником, который состоит из двуплечего рычага, на верхнем конце которого установлен токосъемный блок, а нижний конец сочленен с качающимся рычагом, закрепленным на платформе, прикрепленной на транспортном средстве. Средняя часть рычага соединена с тягой, шарнирно закрепленной на платформе. Пружина соединяет место сочленения двуплечего и качающего рычагов с платформой (FR 2680143, B60L 5/32, 1993).

К недостаткам данного устройства можно отнести негарантированную равномерность прижатия токосъемного блока к контактному проводу на всем рабочем ходу.

Известно устройство токоприемника электрического транспортного средства, содержащее соединенные в виде «ножниц» нижнюю и верхнюю подпружиненные рычажные системы, при этом пружина наклонена к верхнему или внешнему краю рычажной системы. Устройство включает средства, посредством которых механическое соединение между пружиной и рычажными системами обеспечивает постоянство контактного давления между токосъемником и проводом в диапазоне возможного изменения высоты положения токосъемника (DE 2057325, B60L 5/26, 1976).

Данное устройство достаточно просто, но не может обеспечить снижения динамических нагрузок при прохождении по контактному проводу.

Известен также токоприемник электрического транспорта, содержащий токосъемный узел, установленный на полупантографе, состоящий из нижнего и верхнего сочлененных несущих звеньев, установленный шарнирно на изолированном основании и снабженный системой подрессоривания с упругими элементами и подъемно-опускающим механизмом с приводом. Упругие элементы системы подрессоривания выполнены в виде торсионов, расположенных внутри полого основания, свободные концы каждого из которых связаны через кинематическую передачу с нижним несущим звеном полупантографа, а противоположные концы жестко заделаны в основании, кроме одного, который соединен с валом привода подъемно-опускающего механизма. Кинематическая передача каждого торсиона выполнена в виде кривошипа, установленного на свободном конце торсиона и соединенного через вертикальную тягу с малым плечом двуплечего рычага, большое плечо которого, соединенное тягой с нижним несущим звеном полупантографа, образует с ним трапециевидный механизм. Привод подъемно-опускающего механизма выполнен электромеханическим и посредством муфты-изолятора связан со свободным концом одного из торсионов системы подрессоривания (RU 2188136, B60L 5/26, 2002).

К недостаткам описанного токоприемника относится сложность конструкции, в частности системы подрессоривания, что обусловлено тем, что упругие элементы системы выполнены в виде торсионов и расположены внутри основания.

Известно рельсовое транспортное средство, включающее модуль кузова вагона на раме, головной модуль. Кузов вагона имеет две боковые стенки и крышу. На раме установлены тяговые и толкающие устройства рельсового транспортного средства, содержащие опоры для колесных пар или поворотных тележек. Головной модуль состоит из передней стенки и двух боковых. Боковая стенка головного модуля и рамы прочно и жестко соединены. Боковая стенка кузова вагона имеет внутреннюю и наружную соединительные перегородки, между которыми расположена боковая стенка головного модуля. Передняя и боковые стенки, а также крыша головного модуля имеют слоистую структуру. Боковая стенка кузова вагона соединена с профилем кузова с помощью промежуточных профилей боковой стенки (RU 2194643 С2, опубл. 20.12.2002, В61D 17/00).

Известен трамвайный вагон с пониженным уровнем пола многосекционный, характеризующийся тем, что он включает обвод корпуса и его головную часть с контрастным разделением композиционных элементов с помощью опоясывающего остекления с боковыми окнами прямоугольной формы, а также межсекционные переходы и токосъемник. Трамвайный вагон в головной секции имеет верхний и нижний обтекатели, бампер. Межсекционный переход имеет гофрированную оболочку, состоящую из двух частей: герметичной салонной части и верхней части, края которой плавно сочлены с обводами крыши (RU 56086, опубл. 16.01.05).

Задачей настоящего изобретения является упрощение устройства токоприемника при повышении надежности токосъема и снижении динамических нагрузок при прохождении по контактному проводу, а также повышение экономичности, долговечности и эргономичности трамвайного вагона в целом.

Поставленная задача решается за счет того, что трамвайный вагон с пониженным уровнем пола согласно изобретению содержит кузов, ходовую часть, силовую цепь, которая включает в себя токоприемник, соединенную с ним силовую электрическую сеть, включающую коммутационно-защитную аппаратуру, тяговый электропривод, преобразователь питания собственных нужд, объединяющий силовую электрическую сеть с осветительной и вспомогательными сетями, источник гарантированного питания - аккумуляторную батарею, при этом токоприемник содержит контактный узел с токосъемными пластинами, подвижно в вертикальной плоскости последовательно укрепленные на имеющим привод основании верхнюю и нижнюю рамы, объединенные в полупантографный механизм подъема и опускания токоприемника, установленный на крыше вагона, верхняя рама включает не менее чем один элемент длиной l ₁ в осях его шарниров, на верхнем конце которого смонтирован узел подвески каретки с токосъемным элементом или блоком не менее чем из двух токосъемных элементов, нижняя рама включает по меньшей мере один элемент длиной l₂ и нижнюю тягу длиной l₃, удовлетворяющей условию l ₃=l₁=l₂, при этом элемент длиной l₁ выполнен на нижнем конце с шарниром, имеющим возможность перемещения по дуге окружности за счет соединения с нижней рамой механизма, и снабжен расположенным под углом к нему и жестко соединенным с его нижним концом элементом длиной l₄ с шарниром на свободном конце, обеспечивающим за счет соединения этого шарнира с нижней рамой поворот элемента длиной l₁ на угол вокруг шарнира на его нижнем конце, а расстояние между шарниром на нижнем конце элемента длиной l₁ и шарниром на свободном конце элемента длиной l ₄ и угол между этими элементами выбраны из условия преимущественно линейного вертикального перемещения верхнего конца элемента длиной l₁ с узлом подвески каретки в проектном диапазоне высот с максимальным значением угла поворота элемента длиной l₁ верхней рамы относительно горизонта, определенным в угловом диапазоне 45° _max 75°.

Элемент длиной l₄ , образующий рычаг первого рода, вынесенный за шарнирную опору, рекомендуется расположить под углом 120° 145° к элементу длиной l₁.

Элемент длиной l₁ может быть снабжен вынесенным за шарнирную опору расположенным под углом к нему, жестко соединенным с ним с образованием рычага первого рода, по меньшей мере, одним элементом длиной l₄ , который через выполненный у его свободного конца шарнир подвижно соединен с нижней рамой не менее чем через один дополнительный элемент длиной l₅ посредством шарнира, выполненного на участке длины нижней рамы или жестко связанного с ним ниже его верхней шарнирной опоры элемента длиной l ₆=l₄ и объединяющего эти шарниры.

Токоприемник может содержать узел соединения верхней и нижней рамы механизма подъема-опускания токосъемного узла, причем узел соединения имеет корпус, к которому жестко прикреплен элемент, преимущественно, вертикально, а на свободном конце его установлен шарнир для крепления верхней тяги.

Токосъемный узел подвески, по меньшей мере, одной каретки с токосъемным элементом может быть закреплен на свободных концах верхней рамы и верхней тяги с обеспечением неизменности углового положения относительно горизонта и перемещения, преимущественно, по вертикали.

На платформе может быть установлена пружина растяжения с предпочтительно постоянной жесткостью, закрепленная вторым концом к нижней раме, а для подрессоривания непосредственно токосъемных элементов содержит амортизаторы, установленные на каретке.

Трамвайный вагон может быть выполнен многосекционным, а ходовая часть включает автономные не менее чем двухосные колесные тележки, по меньшей мере, по одной на каждую секцию, а также не менее чем одну межсекционную сцепку и не менее чем одно межсекционное соединение с поворотной площадкой и ограждениями преимущественно гибкого типа, причем кузов, по крайней мере, одной секции содержит корпус в виде единого несущего пространственного блока, например в виде призматической пустотелой балки, и включает объединенную с полом и снабженную понизу центральным шкворнем для соединения с ходовой частью несущую платформу пола, монолитно объединенную с корпусообразующими стеновыми ограждениями, включающими имеющие оконные или оконные и дверные проемы, боковые стены и имеющие проходные проемы торцевые стены, крышу, а также верхние и нижние аэродинамические обтекатели, объединенные при изготовлении кузова в совместно работающую пространственную конструкцию элементы ограждений и силовые элементы, по крайней мере, на части ее площади последовательно расположенные по ее толщине в виде одной из оболочек и образующих скрытый каркас внутренних утолщений и приливов в виде обрамлений технологических и конструкционных проемов, а также скрытых поясов, стоек и раскосов балок и/или ферм скрытого каркаса, монолитно объединенных с другой стороны другой оболочкой корпуса, выполненной, предпочтительно, из того же или аналогичного композиционного материала.

Колесные тележки могут включать несущую конструкцию в виде пространственной рамы из жестко сочлененных продольных и поперечных элементов балочного типа, при этом поперечные элементы рамы выполнены прямолинейными, а продольные - снабжены концевыми арочными участками с опорными площадками на их нижней стороне, а колеса выполнены автономными или предпочтительно в виде имеющих ось в виде колесных пар с объединяющей их осью в виде вала, причем колеса жестко внатяг посажены на оси и снабжены буксами, имеющими корпус с наклонными боковыми гранями, на которых расположены ответные опорные площадки для опирания через прибуксовый амортизатор несущей конструкции колесной тележки, причем геометрическая ось колесной пары, совпадающая с осью вала, расположена в пределах высоты средней части продольных и поперечных балочных элементов рамной несущей конструкции колесной тележки, кроме того, колеса выполнены подрессорными, преимущественно подрезиненными, а выполняющий функцию рессоры слой резины расположен в виде образующей кольцевой амортизатор, например, дискретной прокладки, размещенной между ступицей и бандажом колеса.

Силовая энергетическую сеть может включать систему электродвигателей, в том числе тяговых электродвигателей приводов колес, приводов открывания и закрывания дверей, вентиляторов, гидравлических насосов и электромеханических тормозов, систем отопления и кондиционирования, песочниц тормозной системы, блоки резисторов, панели управления, ячейки с тормозными резисторами, контакторы и аппаратуру электронного управления процессами оптимизации и регулирования режимов движения, торможения, систем безопасности жизнеобеспечения.

Части кузова корпуса, образующие боковые стены, могут быть выполнены со сломом в направлении диаметральной плоскости вагона, обеспечивающие формообразующее заужение его верхней части, преимущественно, начиная от нижней границы оконного проема, который выполнен протяженностью не менее половины длины кузова и содержит не менее одного ориентированного по высоте проема силового импоста, монолитно объединенного поверху и понизу с силовым обрамлением проема и через последнее объединен с раскосно-стоечной системой скрытого каркаса и ограждающими оболочками стен, при этом участки стен, ограниченные с двух сторон внешней и внутренней оболочками, а с торцов - упомянутыми элементами скрытого каркаса, заполнены тепло-звукоизоляционными вставками, преимущественно из жесткого или полужесткого вспененного материала, например пенопласта.

Торцевые стены корпуса кузова промежуточной секции вагона могут быть выполнены со сквозными проемами полнопроходного типа и снабжены по контуру проема конструктивным обрамлением, предпочтительно, П-образной формы в проекции на условную вертикальную плоскость нормальную к диаметральной плоскости вагона, по крайней мере, часть которого выполнена в виде соответствующего форме обрамления элемента скрытого каркаса, а понизу монолитно объединены с конструктивным усилением зоны сочленения стены с платформой пола кузова и с круговым конструктивным обрамлением границы платформы пола, бесконтактно сопряженной с поворотной площадкой межсекционного соединения, а обращенные к промежуточной секции торцевые стены соответственно головной и/или хвостовой секции выполнены каждая габаритно с согласованным проемом, причем торцевые стены обеих смежных секций снабжены устройствами или опорными элементами для крепления гибкого ограждения межсекционного соединения и, кроме того, головная секция с другого торца конструктивно завершена присоединенной к ней корпусом кабины водителя, имеющая лобовое ограждение с аэродинамическим оптимизированным обратным наклоном относительно вектора направления движения вагона, а торцевая оконечность хвостовой секции вагона выполнена аналогично в конструктивном и аэродинамическом отношении зеркально симметрично кабине водителя головной секции.

Крыша кузова каждой секции может быть выполнена преимущественно в виде сплошной монолитной несущей и ограждающей плиты с рамой и объединена в каждой секции с верхними, по меньшей мере, боковыми обтекателями преимущественно криволинейно отогнутыми в верхней части по направлению к диаметральной плоскости вагона, причем, по крайней мере, на части площади крыши, защищенной обтекателями, размещено смонтированное, предпочтительно, на раме крышевое оборудование вагона, полностью и частично закрытое сверху локальными или объединенными экранами, при этом крыша выполнена с односторонним или многосторонним уклоном в направлении к внешнему контуру вагона и в зоне соединения с боковыми обтекателями в нижней части последнего снабжена шпигатами, а с внутренней стороны салона вагона крыша снабжена установленной на расстоянии от несущей плиты крыши конструкцией, образующей потолок салона, выполненной преимущественно с повышенной средней частью и криволинейно или ломано в направлении боковых стен понижающимися зонами подволока, причем между подволоком и плитой крыши расположено оборудование систем жизнеобеспечения, в том числе вентиляционные короба приточной и/или вытяжной вентиляционной системы, сообщенные через вентиляционные решетки с внутренним объемом салона вагона.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в повышении экономичности трамвайного вагона за счет снижения материалоемкости трамвайного вагона, затрат на его эксплуатацию и энергозатрат, а также повышении его долговечности за счет оптимальной, разработанной в изобретении конструкции корпуса трамвайного вагона, которая обеспечивает увеличение прочности корпуса на воздействие статических и динамических нагрузок, а именно за счет разработанного скрытого каркаса внутренних утолщений и приливов в виде обрамлений технологических и конструкционных проемов, а также скрытых поясов, стоек и раскосов балок и/или ферм скрытого каркаса, монолитно объединенных с двух сторон оболочкой корпуса, что позволяет значительно снизить массу кузова, достичь высокого качества внешней поверхности и отличной теплоизоляции. За счет разработанной конструкции токоприемника обеспечивается постоянство усилия поджима токопроводящей вставки к контактному проводу, позволяющее получить устойчивый токосъем и минимальный износ контактного провода. Долговечность и снижение динамических нагрузок в заявленном устройстве достигаются за счет использования пружины растяжения постоянной жесткости, а также соблюдения условия равенства длин рычагов l ₁=l₂=l₃, l ₄=l₅, которые подобраны так, чтобы обеспечить постоянство контактного давления токосъемного блока на контактный провод и минимальную массу звеньев токоприемника. Вертикальность перемещения каретки с токосъемным элементом достигается за счет выполнения приведенного выше условия равенства длин рычагов (l₁=l₂=l ₃, l₄=l₅) и за счет того, что элемент l₁ снабжен вынесенным за шарнирную опору элементом длиной l₄, расположенным под углом к элементу l₁ и жестко соединенным с ним с образованием рычага первого рода. Наличие элемента l₁ позволяет удерживать рычаг l₁ в заданном положении при перемещении. Оптимально разработанная приводная колесная тележка обеспечивает требуемую плавность хода трамвайного вагона при движении по рельсовому пути и снижение динамического воздействия на путь за счет уменьшения неподрессоренной массы и эффективной системы амортизации и демпфирования.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен трамвайный вагон с пониженным уровнем пола, вид сбоку;

на фиг.2 - головная секция трамвайного вагона, вид сбоку со стороны расположения дверей;

на фиг.3 - промежуточная секция трамвайного вагона, вид сбоку;

на фиг.4 - головная секция трамвайного вагона, вид сверху;

на фиг.5 - токоприемник, вид сверху;

на фиг.6 - токоприемник, вид сбоку;

на фиг.7 - токоприемник, вид сзади;

на фиг.8 - кинематическая схема токоприемника (поднятое положение);

на фиг.9 - кинематическая схема токоприемника (опущенное положение);

на фиг.10 - каркас корпуса кузова, боковая стена с дверными и оконными проемами;

на фиг 11 - торцевая стена с промежуточными вырезами;

на фиг.12 - конструкция платформы пола кузова, вид снизу;

на фиг.13 - колесная тележка в плане.

Трамвайный вагон с пониженным уровнем пола содержит кузов 1, ходовую часть 2, силовую цепь, которая включает в себя токоприемник 3, соединенную с ним силовую электрическую сеть, включающую коммутационно-защитную аппаратуру (на чертежах не показано), тяговый электропривод (на чертежах не показано), преобразователь питания собственных нужд (на чертежах не показано), объединяющий силовую электрическую сеть с осветительной и вспомогательными сетями (на чертежах не показано), источник гарантированного питания - аккумуляторную батарею (на чертежах не показано).

Токоприемник 3 содержит контактный узел 4 с токосъемными пластинами, подвижно в вертикальной плоскости последовательно укрепленные на имеющим привод 5 основании 6 верхнюю 7 и нижнюю 8 рамы, объединенные в полупантографный механизм подъема и опускания токоприемника 3, установленный на крыше 9 вагона. Верхняя рама 7 включает не менее чем один элемент 10 длиной l₁ в осях его шарниров, на верхнем конце 11 которого смонтирован узел 12 подвески каретки 13 с токосъемным элементом или блоком не менее чем из двух токосъемных элементов. Нижняя рама 8 включает по меньшей мере один элемент 14 длиной l₂ и нижнюю тягу 15 длиной l ₃, удовлетворяющей условию l₃=l ₁=l₂.

Элемент 10 длиной l ₁ выполнен на нижнем конце 16 с шарниром 17, имеющим возможность перемещения по дуге окружности за счет соединения с нижней рамой 8 механизма, и снабжен расположенным под углом к нему и жестко соединенным с его нижним концом элементом 18 длиной l₄ с шарниром 19 на свободном конце, обеспечивающим за счет соединения этого шарнира 19 с нижней рамой 8 поворот элемента 10 длиной l₁ на угол вокруг шарнира на его нижнем конце. Расстояние между шарниром 17 на нижнем конце 16 элемента 10 длиной l₁ и шарниром 19 на свободном конце элемента 18 длиной l ₄ и угол между этими элементами выбраны из условия преимущественно линейного вертикального перемещения верхнего конца 11 элемента 10 длиной l₁ с узлом 12 подвески каретки 13 в проектном диапазоне высот с максимальным значением угла поворота элемента 10 длиной l₁ верхней рамы 7 относительно горизонта, определенным в угловом диапазоне 45° _max 75°.

Элемент 10 длиной l₁ верхней рамы 7 понизу соединен через шарнирную опору не менее чем с одним элементом 14 длиной l₂ нижней рамы 8 и, кроме того, элемент 10 длиной l₁ снабжен вынесенным за шарнирную опору расположенным под углом к нему, жестко соединенным с ним с образованием рычага первого рода, по меньшей мере, одним элементом 18 длиной l ₄, который через выполненный у его свободного конца шарнир 19 подвижно соединен с нижней рамой 8 не менее чем через один дополнительный элемент 20 длиной l₅ посредством шарнира 21, выполненного на участке длины нижней рамы 8 или жестко связанного с ним ниже его верхней шарнирной опоры элемента 22 длиной l₆=l₄ и объединяющего шарниры 19 и 21 не менее чем одного подвижно закрепленного в них элемента длиной l₅.

Элемент 18 длиной l₄, образующий рычаг первого рода, вынесенный за шарнирную опору, расположен под углом 120° 145° к элементу 10 длиной l₁ .

Токоприемник 3 содержит узел 23 соединения верхней 7 и нижней 8 рамы механизма подъема-опускания токоприемника. Узел соединения имеет корпус 24, к которому жестко прикреплен элемент 25 длиной l₇, преимущественно, вертикально, а на свободном конце его установлен шарнир 26 для крепления верхней тяги 27.

Узел подвески 12, по меньшей мере, одной каретки с токосъемным элементом закреплен на свободных концах верхней рамы 7 и верхней тяги 27 с обеспечением неизменности углового положения относительно горизонта и перемещения, преимущественно, по вертикали.

На платформе 28 установлена пружина растяжения 29 с постоянной жесткостью, закрепленная вторым концом к нижней раме 8, а для подрессоривания непосредственно токосъемных элементов токоприемник содержит амортизаторы 30, установленные на каретке 13.

Трамвайный вагон выполнен многосекционным. Ходовая часть 3 включает автономные не менее чем двухосные колесные тележки 31 по одной на каждую секцию 32, а также не менее чем одну межсекционную сцепку (на чертежах не показано), и не менее чем одно межсекционное соединение 33 с поворотной площадкой 34, 35 и ограждениями 36 преимущественно гибкого типа.

Кузов 1 секции 32 содержит корпус 37 в виде единого несущего пространственного блока, например в виде призматической пустотелой балки, и включает объединенную с полом 38 и снабженную понизу центральным шкворнем 39 для соединения с ходовой частью 3 несущую платформу 40 пола 38, монолитно объединенную с корпусообразующими стеновыми ограждениями - боковыми 41 и торцевыми 42. Боковые стены 41 включают оконные 43 или оконные 43 и дверные 44 проемы, а торцевые стены 42 имеют проходные проемы 45. Корпус 37 имеет крышу 46, а также верхние 47 и нижние 48 аэродинамические обтекатели, объединенные при изготовлении кузова в совместно работающую пространственную конструкцию элементы ограждений и силовые элементы, по крайней мере, на части ее площади последовательно расположенные по ее толщине в виде одной из оболочек 49 и образующих скрытый каркас 50 внутренних утолщений и приливов (на чертежах не показано) в виде обрамлений технологических и конструкционных проемов, а также скрытых поясов 51, стоек 52 и раскосов 53 балок и/или ферм скрытого каркаса 50, монолитно объединенных с другой стороны другой оболочкой 54 корпуса, выполненной из того же или аналогичного композиционного материала.

Колесные тележки 31 включают несущую конструкцию 55 в виде пространственной рамы из жестко сочлененных продольных 56 и поперечных 57 элементов балочного типа. Поперечные элементы 57 рамы выполнены прямолинейными, а продольные 56 - снабжены концевыми арочными участками 58 с опорными площадками 59 на их нижней стороне. Колеса 60 выполнены автономными или предпочтительно в виде имеющих ось 61 в виде колесных пар 62 с объединяющей их осью в виде вала, причем колеса 60 жестко внатяг посажены на оси и снабжены буксами (на чертежах не показано), имеющими корпус с наклонными боковыми гранями, на которых расположены ответные опорные площадки для опирания через прибуксовый амортизатор несущей конструкции 55 колесной тележки 31. Геометрическая ось 61 колесной пары 62, совпадающая с осью вала, расположена в пределах высоты средней части продольных 56 и поперечных 57 балочных элементов рамной несущей конструкции 55 колесной тележки. Колеса 60 выполнены подрессорными, преимущественно подрезиненными, а выполняющий функцию рессоры слой резины расположен в виде образующей кольцевой амортизатор (на чертежах не показано), например, дискретной прокладки, размещенной между ступицей и бандажом колеса.

Силовая энергетическая сеть включает систему электродвигателей, в том числе тяговых электродвигателей приводов колес, приводов открывания и закрывания дверей, вентиляторов, гидравлических насосов и электромеханических тормозов, систем отопления и кондиционирования, песочниц тормозной системы, блоки резисторов, панели управления, ячейки с тормозными резисторами, контакторы и аппаратуру электронного управления процессами оптимизации и регулирования режимов движения, торможения, систем безопасности жизнеобеспечения.

Боковые стены 41 выполнены со сломом 63 в направлении диаметральной плоскости вагона, обеспечивающие формообразующее заужение его верхней части, преимущественно, начиная от нижней границы оконного проема 43, который выполнен протяженностью не менее половины длины кузова 1 и содержит не менее одного ориентированного по высоте проема 43 силового импоста 64, монолитно объединенного поверху и понизу с силовым обрамлением проема 43 и через последнее объединен с раскосно-стоечной системой скрытого каркаса 50 и ограждающими оболочками 49 и 54 стен 41. Участки стен 41, ограниченные с двух сторон внешней 49 и внутренней 54 оболочками, а с торцов - упомянутыми элементами скрытого каркаса 50, заполнены тепло-звукоизоляционными вставками (на чертежах не показано), преимущественно из жесткого или полужесткого вспененного материала, например пенопласта.

Торцевые стены 42 корпуса 37 кузова 1 промежуточной секции 65 вагона выполнены со сквозными проемами 45 полнопроходного типа и снабжены по контуру проема конструктивным обрамлением 66 П-образной формы в проекции на условную вертикальную плоскость, нормальную к диаметральной плоскости вагона, по крайней мере, часть которого выполнена в виде соответствующего форме обрамления элемента скрытого каркаса 50, а понизу монолитно объединены с конструктивным усилением зоны сочленения стены 42 с платформой 40 пола 38 кузова 1 и с круговым конструктивным обрамлением границы платформы пола, бесконтактно сопряженной с поворотной площадкой 35 межсекционного соединения 37. Обращенные к промежуточной секции 65 торцевые стены 42 соответственно головной 67 и/или хвостовой 68 секции выполнены каждая габаритно с согласованным проемом. Торцевые стены 42 обеих смежных секций снабжены устройствами или опорными элементами (на чертежах не показано) для крепления гибкого ограждения 36 межсекционного соединения 37.

Головная секция 67 с другого торца конструктивно завершена присоединенной к ней корпусом кабины 69 водителя, имеющая лобовое ограждение 70 с аэродинамическим оптимизированным обратным наклоном относительно вектора направления движения вагона. Торцевая оконечность 71 хвостовой секции 68 вагона выполнена аналогично в конструктивном и аэродинамическом отношении зеркально симметрично кабине 69 водителя головной секции 67.

Крыша 9 кузова 1 каждой секции 32 выполнена преимущественно в виде сплошной монолитной несущей и ограждающей плиты 72 с рамой и объединена в каждой секции 32 с верхними боковыми обтекателями 47 преимущественно криволинейно отогнутыми в верхней части по направлению к диаметральной плоскости вагона. По крайней мере, на части площади крыши 9, защищенной обтекателями, размещено смонтированное на раме крышевое оборудование вагона, полностью и частично закрытое сверху локальными или объединенными экранами 73. Крыша 9 выполнена с односторонним или многосторонним уклоном в направлении к внешнему контуру вагона и в зоне соединения с боковыми обтекателями в нижней части последнего снабжена шпигатами (на чертежах не показано). С внутренней стороны салона вагона крыша 9 снабжена установленной на расстоянии от несущей плиты 72 крыши конструкцией, образующей потолок 74 салона, выполненной, преимущественно, с повышенной средней частью и криволинейно или ломано в направлении боковых стен 41 понижающимися зонами подволока 75. Между подволоком 75 и плитой 72 крыши 9 расположено оборудование систем жизнеобеспечения, в том числе вентиляционные короба приточной и/или вытяжной вентиляционной системы, сообщенные через вентиляционные решетки с внутренним объемом салона вагона.