Волновой движитель транспортного средства

 

Использование: относится к транспортным средствам высокой проходимости. Сущность изобретения: движитель содержит опорно-несущую гибкую оболочку, герметично прикрепленную со всех сторон к корпусу, между которыми образуется замкнутая полость, заполненная сжатым воздухом или другой средой. Оболочка включает опорно-контактирующую, торцовые и боковую части. С внутренней стороны вдоль всей длины оболочки установлен гибкий элемент, концы которого закреплены на барабанах демпфирующих механизмов и который под воздействием силовых цилиндров опирается на верхние гребни опорно-контактирующей части оболочки. Цилиндры крепятся верхними концами к подвижной каретке, которая перемещается в направляющих корпуса с помощью гидроцилиндра, а. нижними концами - к элементу. При подаче в определенном порядке рабочего тела в цилиндры создается бегущая волна на элемент, который , упираясь в верхние гребни опорно-контактирующей части, заставляет последнюю переформировываться и создавать в ней вторичную бегущую волну, направленную в сторону движения, которая передает энергию на корпус, перемещая тем самым движитель по опорной поверхности. 8 ил. fc fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 62 D 57/О

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836631/11 (22) 11.06.90 (46) 30;04.93. Бюл. М 16, (75) Г. С. Бобов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1554250, кл. В 62 0 57/02, 1989. (54) ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛ6 ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Использование: относится к транспортным средствам высокой проходимости.

Сущность изобретения: движитель содер> жит опорно-несущую гибкую оболочку, гер- метично прикрепленную со всех сторон к корпусу, между которыми образуется замкнутая полость, заполненная сжатым воздухом или другой средой; Оболочка включает опорно-контактирующую, торцовые и боковую части. С внутренней стороны вдоль всей длины оболочки установлен гибкий элемент, Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости и может быть использовано на вездеходах большой грузоподъемности, передвигающихся по труднодоступным местам, например, болоту, воде, песку, дну морей и океанов, а также другим слобанесущим грунтам, как земной, так и внеземной поверхности.

Цель изобретения — уменьшение металлоемкости тяговых силовых цилиндров, повышение скоростных свойств за счет уменьшения рабочего хода последних, э также изменение тяговых свойств движителя в широком диапазоне, На фиг, 1 изображен волновой движитель транспортного средства, передняя чаСть, продольный разрез; нэ фиг. 2 — узел l на фиг. 1; на фиг. 3 — волновой движитель

„„ЯЦ„„1812146 А1 концы которого закреплены на барабанах демпфирующих механизмов и который под воздействием силовых цилиндров опирается на верхние гребни опорно-контактирующей части оболочки. Цилиндры крепятся верхними концами к подвижной каретке, которая перемещается в направляю цих корпуса с помощью гидроцилиндра, а, нижними концами — к элементу. При подаче в определенном порядке рабочего тела в цилиндры создается бегущая волна на элемент, кото. рый, упираясь в верхние гребни опорно-контактирующей части, заставляет последнюю переформировываться и создавать в ней вторичную бегущую волну, направленную в сторону движения, которая передает энергию на корпус, перемещая тем самым движитель по опорной поверхности. 8 ил. транспортного средства, задняя часть, продольный разрез; на фиг. 4 — совмещенный разрез А — А и Б — Б на фиг. 1; на фиг. 5— крепление тягового силового цилиндра к подвижной рамке и гибкого элемента к барабану демпфирующего устройства; на фиг. 6 ., — разрез  — В на фиг. 5; на фиг. 7 — принципиальная схема волнового движителя транспортного средства на примере участка формообразования; на фиг. 8 — принципиальная схема привода барабана демпфирующего устройства.

Волновой движитель состоит из опорно-несущей гибкой оболочки 1, которая герметично прикреплена со всех сторон к корпусу движителя 2. Между корпусом 2 и оболочкой 1 образуется герметичная полость, заполненная сжатым воздухом или другим газом с таким же давлением, которо1812146 го достаточно для удержания корпуса с находящимся на нем полезным грузом. Оболочка волнового движителя 1 представляет собой замкнутую со всех сторон резино-тканевую конструкцию корытообразной формы, которая воспринимает усилия от внутреннего давления воздуха и вес самого транспортного средства, предает тяговые, тормозные и боковые силы от транспортного средства к поверхности перемещения, обеспечивает сцепление оболочки с грунтом. Оболочка 1 состоит из опорно-контактирующей части (ОКЧ) 3, торцовых 4 и боковых частей 5. На обеих сторонах ОКЧ 3 оболочки 1 выполнены жесткие примыкающие друг к другу внешние 6 и внутренние выступы 7, которые расположены попарно симметрично относительно гибкой основы.

Каждый выступ имеет формуусеченной многоугольной пирамиды, причем угол наклона ее передней и задней граней выбран таким, чтобы пирамиды в продольном сечении вписывались в центральный угол окружности с радиусом изгиба полуволны. Наличие двухстороннего протектора обеспечивает ОКЧ 3 волнового движителя возможностью сохранить ту геометрическую форму, которая задана по условиям работы движителя, кроме того, наружный протектор увеличивает сцепные свойства оболочки с несущим грунтом и обеспечивает отвод тепла от ОКЧ 3 при движении движителя.

Для организации рабочего движения . ОКЧ 3 оболочки 1 с ее внутренней стороны по всей длине опорной части установлен гибкий элемент 8, выполненный в виде упругой металлической, либо металлокордной ленты, которая своими концами закрепляется на барабанах 9 демпфирующих устройств и нижней поверхностью опирается на верхние гребни участков формообразования

ОКЧ 3, для чего последняя выполнена таким образом, что с ее внутренней стороны, где укладывается гибкий элемент 8, конструктивно заложено углубление за счет отсутствия в этом месте. внутреннего протектора, Гибкий элемент 8 постоянно прижимается к верхним гребням участков формообразования ОКЧ 3 с помощью тяговых силовых цилиндров 10, которые крепятся одним концом к гибкому элементу 8, а другим к подвижной каретке 11, последняя может перемещаться в направляющих 12 корпуса 2 с помощью гидроцилиндра 13, в результате чего меняется угол наклона тяговых силовых .цилиндров 10 по отношению к корпусу в процессе движения движителя, что приводит к изменению тяговых свойств последнего в широком диапазоне, появляется воэможность преодоления более крутых подъемов. Тяговые силовые цилиндры 10 представляют собой газовые двигатели либо гидродвигатели двойного действия, заполненные легкоиспаряющейся текучей

5 средой, например. фреоном либо гелием, перепускная полость которых через автоматические клапана 14 сообщается с входной зоной газогенератора 15, а штоковая полость этих цилиндров в это же самое время подключается через электромагнитные клапана 16 к выходной зоне.

Или же наоборот, в зависимости от положения фазового электрораспределителя, бесштоковая полость тяговых силовых ци-

"5 линдров 10 через электромагнитные клапана 17 поочередно подключается к выходной зоне газогенератора 15, а штоковая полость через автоматические клапана 18 сообщается с входной зоной. Уплотнение штоковой

20 полости тяговых силовых цилиндров 10 осуществляется обжимными кольцами, которые устанавливаются в специальную кольцевую втулку, последняя прижимается к корпусу цилиндра гайкой. Смазка трущих25 ся поверхностей тяговых силовых цилиндров 10 может быть лубрикаторной через отверстия выполненные в стенке цилиндров или за счет растворенного масла в теплоносителе, например фреоне.

30 Сам газогенератор представляет собой парогазовый котел (реактор) в котором энергия сжигаемого топлива отдается газу или другой среде прокачиваемой через систему трубок, которыми оборудована его ра35 бочая зона. В таком газогенераторе 15 можно сжигать различные виды топлива как жидкие, газообразные, так и твердые, т. е. уголь, сланцы, дрова, торф и т. д. B качестве газогенератора 15 можно с успехом исполь40 зовать ядерный реактор небольших размеров. В таком случае предлагаемый движитель может длительное время работать в подводных условиях, например, морей и океанов с целью изыскательских

45 работ, а также для перемещения гидромониторных и других устройств в районах добычи полезных ископаемых,.например, железномарганцовистых конкреций, нефти и т. д. При использовании транспортных

50 средств с предлагаемым движителем по внеземной поверхности в качестве газоге-нератора 15 может быть установлен тепловой аккумулятор, заполненный различными расплавами солей, например, литьевых и

55 магниевых фторидов, которые длительное время могут аккумулировать в себе тепловую энергию. Для зарядки таких аккумуляторов можно использовать энергию солнца.

Электромагнитные клапана 16 и 17 приводятся в действие от электрического им1812146

20 нирно соединены одним концом с корпусом

30 2, а другим с ОКЧ 3. Между собой ойи соединены продольными 23 и поперечными тя, равлические либо пневматические аморти35 заторы, в которых энергия, затраченная на

50 пульса, полученного от фазового электрораспределителя, привод которого осуществляется от гибкого элемента 8 посредством

-телескопической карданно-винтовой передачи 19, которая одним концом крепится к гибкбму элементу 8, а другим через универсальный шарнир к приводному валу преобразовательного механизма 20.

Привод фазового электрораспределителя осуществляется от гибкого элемента 8 посредством телескопической карданновинтовой передачи 19, которая одним концом крепится к гибкому элементу, а другим к приводному валу преобразовательного механизма 20, установленного на подвижной каретке 11, выходной вал указанного механизма кинематически связан с рабочим органом фазового электрораспределителя, Телескопическая карданно-винтовая передача 19 работает по принципу "винтгайка". В качестве винта здесь используется шток с многозаходной винтовой канавкой, Роль гайки выполняет вторая половина этой передачи кинематически связанная с приводным валом преобразовательного механизма 20. При раздвижении, либо вдвижении штока в верхнюю часть, в период переформиоования гибкого элемента 8, происходит вращение этой половины при- вода по часовой либо против часовой стрелки. В преобразовательном же механизме 20 эти противоположные вращения выравниваются с помощью двух конических шестерен с храповыми устройствами взаимно противоположного вращения, свободно установленных на выходном валу с противоположных сторон приводной шестерни в результате чего выходной вал и кинематически связанный с ним рабочий орган фазового злектрораспределителя вращаются в одном направлении.

Фазовый электрораспределитель представляет из себя контактную коробку внутри которой вмонтирован диск с контактами, расположенными под углом 60 — 90О, в.зависимости от количества тяговых силовых цилиндров приходящихся на один участок формообразования. В центре, по кругу вращается рабочий орган (ротор), который поочередно замыкает контакты, подавая электрические импульсы на соленоидные катушки электромагнитных клапанов 16, 17 в зависимости от порядка их работы.

Реверс фазового электрораспределителя осуществляется поворотом его рабочего 5 органа на угол 60 — 90 в противоположную . сторону относительно его первоначального положения, а также путем перемещения подвижной каретки 11 в противоположную сторону, Рабочая зона газогенератора 15 при необходимости в процессе движения движителя может сообщаться через дросселирующее устройство 21 с его входной зоной, в результате чего будут меняться скоростные свойства движителя.

Охлаждение тяговых силовых цилиндров 10 осуществляется газом или другой средой заключенной внутри оболочки 1, которая перепускается с задней части движителя в его переднюю часть при переформировании ОКЧ 3 в процессе движения, Забирая часть тепла от тяговых силовых цилиндров 10, газ или другая среда заключенная внутри оболочки 1 нагревается и накапливается в передней верхней части движителя, откуда через забортники, систе- му каналов выполненных в корпусе направляется в холодильник,. где переохлаждаясь вновь поступает в заднюю часть движителя, Для создании ОКЧ 3 оболочки 1 той геометрической формы, которая показана на: фиг, 1 — 3 и обеспечения синхронной работы между отдельными ее участками формообразования в процессе движения подпорной поверхности, движитель укомплектован следящей системой, состоящей из тяговодемпфирующих устройств 22, которые шэргами 24, Тягово-демпфирующие устройства

22 представляют из себя обыкновенные гиддросселирование жидкости или газа заключенного в них, из одной поршневой полости в другую через калиброванное отверстие, выполненное в поршне, передается на кор- . пус 2.

Демпфирующие механизмы состоят из, реверсивных гидродвигателей 25, соединенных с барабанами 9, на которых закреп-, ляется гибкий элемент 8, всасывающих . магистралей 26, фильтров 27, масляной емкости 28; нагнетательных магистралей 29, . гидроаккумуляторов 30, электромагнитных клапанов 31 и 32, маслоотделителей ЗЗ. Для предотвращения от разрыва масляной емкости 28, на ней устанавливается предохранительный клапан 34.

Работа движителя осуществляется следующим образом. В момент запуска движителя дроссельное устройство 21 находится в открытом состоянии, в результате чего осуществляется перепуск нагревшегося теплоносителя в рабочей зоне газогенера-:. тора 15 обратно во входную полость.

Всякое движение движителя в этот момент отсутствует, При перекрытии. дрос1812146 сельного устройства 21, теплоноситель, прогревшийся в рабочей зоне газогенератора 15 до температуры порядка 383,15 К, при давлении порядка 39,103 бар, через открытые, под воздействием фазового электрораспределителя, электромагнитные клапана 17 поступает в бесштоковую полость тяговых силовых цилиндров 10, в результате штоки последних начинают выдвигаться за счет расширяющихся газов и переформировывать гибкий элемент 8.

Так, как гибкий элемент 8 нижней поверхностью огибает верхние гребни участков формообразования ОКЧ 3, то полученная волна на этом элементе будет взаимодействовать с участками формообразования и стремится переместить их за счет переформирования последней по ходу движения. Таким образом осуществляется вторичная. волна на

ОКЧ 3 оболочки 1, которая через тягово-демпфирующие устройства 22 передает энергию на корпус 2, в результате. чего осуществляется перемещение движителя по опорной поверхности. В штоковой же полости тяговых силовых цилиндров 10 в этот момент переформирования гибкого элемента 8, теплоноситель, находящийся в ней начинает сжиматься, в результате повышается его давление, которое приводит к открытию перепускного автоматического клапана 18 и теплоноситель из этой полости перепускается .в газогенератор 15, где вновь приобретает необходимые для работы термодинамические параметры. После того, как штоки тяговых силовых цилиндров

10 полностью выдвинутся, в это же самое время под воздействием фазового электрораспределителя, открываются электромагнитные клапана 16 и теплоноситель с повышенными термодинамическими параметрами после газогенератора 15 будет поступать уже в штовокую полость этих

- цилиндров, в результате, штоки начинают .вдвигаться за счет расширяющихся газов и поднимать гибкий элемент 8 вверх, В это же самое время в бесштоковой полости этих тяговых силовых цилиндров 10 теплоноситель начинает сжиматься, в результате повышается его давление, которое приводит к открытию перепускных автоматических клапанов 14 и теплоноситель, как и в.предыдущем случае начинает перепускаться в рабочую зону газогенератора 15. Таким образом, поочередное опускание и поднимание гибкого элемента 8 за счет выдвигания и вдвигания штоков тяговых силовых цилиндров 10 создается бегущая волна на гибком

;элементе 8.

При этом работа демпфирующих устройств гибкого элемента 8 осуществляется . следующим образом. В момент выдвижения штоков крайних тяговых силовых цилиндров.

5 10 происходит черезмерное натяжение гибкого элемента 8 за счет нехватки его длины для переформирования, в результате он начинает сматываться с барабана 9 до тех пор, пока не будет обеспечена нормальная рабо10 та крайних тяговых силовых цилиндров 10.

Так, как барабаны 9 соединены с реверсивными гидродвигателями 25, то последние при раскручивании барабанов 9 будут вращаться и перекачивать масло из масляной

15 емкости 28 через фильтр 27 в нижнюю по-. лость. гидроаккумулятора 30, в результате чего уровень жидкости в нем повышается что приводит к повышению давления в его буферной полости. Давление в буферной по-.

20 лости гидроаккумулятора 30 будет нарастать до тех пор, пока штоки крайних тяговых силовых цилиндров 10 за счет рас-; . ширяющихся газов в бесштоковой полости не выдвинуться полностью. При подаче же

25 теплоносителя с повышенными термодинамическими параметрами после газогенератора 15 в штоковую полость крайних тяговых силовых цил 1ндров 10, штоки последних начинают вдвигаться и поднимать участок гиб30 кого элемента 8 вверх, в результате натяжение его уменьшается и когда оно станет меньше энергии сжатого теплоносителя в буферной полоети гидроаккумулятора 30, начинает происходить обратный процесс

35 рекуперации, т. е, предварительно сжатый в буферной полости гидроаккумулятора 30. теплоноситель начинает выжимать масло обратно через гидродвигатель 25 в масля- . ную емкость 28. Так, как гидродвигатели.25

40 связаны с барабанами 9, то последний начинает наматывать свободный конец гибкого элемента 8. Таким образом, предотвращается соприкосновение торцовых частей 4 оболочки 1 с гибким элементом 8 в процессе, 45 движения движителя, Изменение длины, гибкого элемента 8 в процессе движения движителя по опорной поверхности осуществляется автоматически за счет подачи дополнительной порции теплоносителя от

50 нагнетательной полости газогенератора 15 в буферную полость гидроаккумулятора 30 через электромагнитный клапан 31 либо за счет перепуска избытков теплоносителя с буферной полости гидроаккумулятора 30 через электромагнитный клапан 32, маслоотделитель 33 обратно в перепускную полость газогенератора 15. Дренаж масла из маслоотделителя 33. осуществляется обратно в масляную емкость 28 через систему трубоп10

1812146

2 роводов 35. Дренаж осуществляется автоматически. .Остановка движителя осуществляется путем открытия дроссельного устройстба 21 и перевода работы газогенератора 15 в режим холостого хода, при котором происходит перепуск .теплоносителя из рабочей зоны во входную.

Использование предлагаемого движителя позволит значительно снизить затраты капиталловложений на изготовление и эксплуатацию за счет снижения металлоемкости тяговых силовых цилиндров путем замены телескопических цилиндров на

: обыкновенные,.а это, в свою очередь, приводит к снижению веса всего движителя и одновременно к повышению его скоростных свойств..Появившаяся возможность изменять угол наклона тяговых силовых цилиндров за счет передвижения каретки позволяет менять тяговые свойства движителя в широком диапазоне.и преодолевать косогор с большим углом.

Предлагаемая конструкция движителя вполне приемлема для использования ее в подводных условиях, например, морей и океанов, а также движения по внеземной поверхности.

Формула изобретения

Волновой движитель транспортного средства, содержащий опорно-несущую гибкую оболочку, прикрепленную к корпусу с образованием под ним заполненной сжатым газом замкнутой герметичной полости, внутри которой помещены связанные с кор5 пусом своими верхними концами силовые цилиндры, соединенные фазовым распределителем с входом и выходом котла нагрева легкоиспаряющейся жидкости, о тл и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения

10 скорости, тяги и уменьшения металлоемко- сти, он снабжен кареткой с силовым приводом ее перемещения в продольных: направляющих, выполненных йа корпусе, и расположенным в упомянутой герметичной

15 полости по всей ее длине опирающимся на . верхние гребни гибкой оболочки гибким элементов с демпфирующими механизмами на его концах. причем упомянутые силовые цилиндры своим верхними концами шар20 нирно соединены с кареткой, нижними — с гибким элементом, а каждый демпфирующий механизм выполнен в виде натяжного барабана, соединенного с реверсивным гидродвигателем, всасывающая магистраль

25 которого подключена к емкости с легкоиспа-. ряющейся жидкостью, а нагнетательная — к, гидроаккумулятору, буферная полость которого через электромагнитные клапанй попеременно сообщена с входом и выходом

30 котла.

1812146

1

Фаад, Ю

1812146

1812146

ФиГ 8

Составитель Г.Бобов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор М.Максимишинец

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1р1

Заказ 1556 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5