Автомобиль-амфибия
Изобретение относится к транспорту и может использоваться при создании автомобилей-амфибий с открытым сиденьем и единым приводным двигателем для одновременной или попеременной работы сухопутного и водоходного приводов. Автомобиль-амфибия с открытым сиденьем имеет приводной двигатель для попеременного или одновременного приведения в действие сухопутного привода и водоходного привода, выполненного в виде реактивного привода, посредством, по меньшей мере, двух независимых друг от друга сцеплений. Сухопутный привод выполнен как полный привод. Приводной двигатель установлен, по существу, между мостами сухопутного двигателя под сиденьем. Передние и/или задние колеса выполнены с возможностью привода против направления движения автомобиля при управлении им в плавучем режиме. Способ эксплуатации такого автомобиля-амфибии характеризуется тем, что в плавучем режиме подключают сухопутный привод и передние и/или задние колеса приводят в действие против направления движения. В этом плавучем режиме управление осуществляют с помощью поворотного реактивного сопла и путем управления передними колесами. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств автомобиля-амфибии. 2 н.п. ф-лы, 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к автомобилю-амфибии с единственным приводным двигателем, который может приводить на выбор независимо друг от друга или одновременно сухопутный и водоходный приводы.
Автомобили самого разного рода находят все большее применение в сфере досуга для развлекательных целей. Примерами этого являются снегоходы, реактивные лыжи или же пляжемобили, которые выполнены с тремя или четырьмя шинами низкого давления и поэтому могут передвигаться также по песку. Недостатком известных транспортных средств является то, что каждый из них может использоваться только в одной среде или же они непригодны для развлекательных целей. Примерами этого являются гусеничные снегоходы или автомобили-амфибии. Известные автомобили-амфибии для военных или гражданских целей относительно велики и бесформенны. Причина этого лежит главным образом в том, что нижняя сторона автомобиля имитирует корпус лодки для обеспечения плавучести. В других формах выполнения предпринимаются попытки улучшить обычные автомобили путем модификаций, таких как плавучая консоль, причем достигаемые скорости движения по воде остаются неудовлетворительными.
Из DE 3522041 А1 известен полноприводный автомобиль-амфибия с высокой скоростью движения по воде, у которого за счет расположения лопастно-дефлекторной системы на всех четырех колесах при движении по воде создаются высокие подъемные силы, которые приподнимают корпус автомобиля из воды. В соприкосновении с водой остаются только колеса с лопастями. Поскольку за счет этого отпадает особенно высокое сопротивление в воде, обусловленное обычно формой автомобилей-амфибий, движущие силы, также созданные лопастной системой, могут придать автомобилю требуемую высокую скорость движения по воде. Лопасти системы с их держателями разъемно установлены на колесах и при движении по суше должны быть демонтированы или перед эксплуатацией в плавучем режиме смонтированы. В качестве альтернативы предложено постоянное соединение между собой колес и лопастной системы. Недостатками известных автомобилей-амфибий являются в зависимости от формы выполнения либо сложный монтаж и демонтаж, либо высокие расходы на устройство для автоматического выдвигания и вдвигания лопастной системы.
Из DE 3832559 С1 известен автомобиль-амфибия с двигателем, который приводит водоходный привод непосредственно, а сухопутный привод - через передачу, причем в трансмиссии сухопутного привода установлена муфта, усилие которой во время причаливания и движения по воде можно изменять в соответствии с разностью между фактической и заданной частотами вращения сухопутного привода с возможностью регулирования частоты вращения привода до заданной. За счет этого приводной двигатель автомобиля-амфибии может работать с полной частотой вращения также при причаливании, так что водоходный привод, который может быть выполнен в виде винта или реактивного двигателя, дает максимальную тягу для способствования причаливанию и съезду на воду.
Из DE 3916200 А1 известна приводная установка для автомобиля-амфибии, у которой требуется единственный приводной двигатель, и, тем не менее, сухопутный и водоходный приводы могут эксплуатироваться на выбор независимо друг от друга или одновременно. За счет этого возможно, что при одновременной эксплуатации сухопутного и водоходного приводов только единственным двигателем и преимущественно при постоянной частоте вращения двигателя сухопутной и водоходной трансмиссиями можно управлять или регулировать их в отношении частоты вращения и мощности независимо друг от друга. Это имеет большое преимущество, в частности, при причаливании (переход из воды на сушу) и отчаливании (переход с суши на воду), с тем чтобы, например, колеса автомобиля-амфибии не зарывались в мягкий береговой грунт. Для сухопутного привода может быть достаточно единственной сухопутной трансмиссии, а для водоходного привода - единственной водоходной трансмиссии. Если автомобиль-амфибия содержит несколько водоходных тяговых устройств, например несколько винтов или несколько гидрореактивных двигателей, то тогда предпочтительно, если каждое из этих водоходных тяговых устройств содержит собственную водоходную трансмиссию, которой можно управлять или регулировать ее на выбор в совокупности или независимо друг от друга.
В основе изобретения лежит поэтому техническая проблема создания автомобиля-амфибии повышенной проходимости, в частности для сферы досуга, который можно было бы с минимальными затратами переключать с сухопутного режима на плавучий режим и который в обоих режимах обеспечивал бы достаточно высокие скорости и открытое сиденье водителя.
Техническая проблема решается посредством признаков п.1 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты изобретения приведены в зависимых пунктах.
За счет центрального расположения приводного двигателя центр тяжести автомобиля-амфибии может быть смещен в направлении центра подъемной силы таким образом, что центр тяжести автомобиля в известном состоянии находится выше центра подъемной силы, так что, в основном, не возникают крутящие моменты. За счет этого автомобиль-амфибия, несмотря на открытое сиденье, приобретает стабильное положение в воде, которое вообще только теперь обеспечивает целесообразный плавучий режим. Благодаря приводу на все колеса автомобиль-амфибия имеет повышенную проходимость, причем водоходный привод, выполненный в виде реактивного привода, обеспечивает, с одной стороны, достаточные скорости движения по воде, а, с другой стороны, в противоположность винту не может быть легко поврежден в сухопутном режиме, а также не создает риска травматизма третьих лиц.
В другой предпочтительной форме выполнения шины автомобиля-амфибии выполнены в виде шин низкого давления, которые, с одной стороны, способствуют режиму движения по песку, а, с другой стороны, в плавучем режиме действуют одновременно в качестве создающих подъемную силу тел, причем для сухопутного режима задние шины низкого давления выполнены преимущественно немного больше передних.
Для повышения подъемной силы в передней и/или задней части автомобиля-амфибии могут быть предусмотрены дополнительные дискретные, создающие подъемную силу тела, выполненные преимущественно в виде воздушных резервуаров. С помощью этих дискретных, создающих подъемную силу тел, которые могут быть выполнены с возможностью демонтажа, можно, кроме того, лучше установить центр подъемной силы.
Изобретение более подробно поясняется с помощью предпочтительного примера выполнения.
На чертеже изображают:
- фиг.1 - схематичный вид сбоку автомобиля-амфибии;
- фиг.2 - схематичный вид снизу автомобиля-амфибии.
На фиг.1 изображен автомобиль-амфибия 1 с открытым сиденьем для двух человек. Автомобиль-амфибия 1 включает в себя приводной двигатель 2, коробку 3 передач, первое сцепление 4 для реактивного привода 5 и два других сцепления для независимого привода передних 6 и задних 7 колес. Кроме того, в задней части автомобиля-амфибии 1 установлен воздушный резервуар 8, а в передней части - воздушный резервуар 9. Приводной двигатель 2 установлен по центру между передним и задним мостами под водителем. За счет этого центр 10 тяжести собственной массы автомобиля смещается перед сиденьем водителя. Подъемную силу, создаваемую, в основном, выполненными с шинами низкого давления передними 6 и задними 7 колесами, а также обоими воздушными резервуарами 8, 9, можно регулировать посредством их расчета так, что центр 11 подъемной силы при собственной массе автомобиля будет располагаться под сиденьем водителя. За счет дополнительного веса водителя и пассажира, сидящих относительно высоко, центр 12 тяжести при полной массе автомобиля смещается, с одной стороны, вверх, а, с другой стороны, под сиденье водителя. Поскольку центр 13 подъемной силы при полной массе автомобиля смещается только вверх, центр 12 тяжести и центр 13 подъемной силы лежат на одной линии действия, так что не возникает результирующего крутящего момента и автомобиль-амфибия 1 занимает стабильное плавучее положение. Для улучшения гидродинамики воздушный резервуар 9 выполнен со скосом, вершина которого заключает с поверхностью воды угол α преимущественно 40°.
Другая возможность повышения подъемной силы состоит в том, чтобы увеличить ширину мостов автомобиля-амфибии 1 по сравнению с обычными внедорожниками, например пляжемобилями.
Конструкция и принцип действия трансмиссий поясняется ниже с помощью схематичного вида снизу на фиг.2. Трансмиссии включают в себя установленный по центру приводной двигатель 2 и коробку 3 передач, предназначенные как для сухопутного, так и для реактивного привода 5. Коробка 3 передач соединена карданным валом 14 с передачей 15 переднего моста, через которую приводятся передние колеса 6. Кроме того, коробка 3 передач соединена ведомым валом 16 с передачей 17 заднего моста, через которую посредством жесткого заднего моста 18 приводятся оба задних колеса 7. Для отделения сухопутной трансмиссии предусмотрены, по меньшей мере, два сцепления, установленных либо на коробке 3 передач, либо в передаче 15 переднего и передаче 16 заднего мостов. Оба сцепления имеют возможность управления независимо друг от друга. Через сцепление 4 коробка передач может быть введена в зацепление с конической зубчатой передачей 19 реактивного привода 5, причем сцепление 4 имеет возможность независимого управления.
В сухопутном режиме сцепление выключено, и передние 6 и/или задние 7 колеса приводятся приводным двигателем 2 и коробкой 3 передач. В плавучем режиме сцепление 4 включают, и в результате зацепления с конической зубчатой передачей 19 во вращение приводится винт, который через отверстие в дне всасывает воду и нагнетает ее в направлении реактивного сопла 20. Вытолкнутая струя воды придает тогда автомобилю-амфибии 1 импульс движения вперед, на основе которого автомобиль-амфибия 1 приводится в движение. Сухопутная трансмиссия может быть в плавучем режиме выключена или же использована для поддержки подъемной силы. Для этого включают передачу заднего хода, так что передние 6 и задние 7 колеса вращаются против направления движения. Через независимые друг от друга сцепления могут приводиться, например, только задние колеса 7. Рулевое управление в плавучем режиме осуществляется первично через поворотное реактивное сопло 20, причем для поддержки, при необходимости, может быть привлечено рулевое управление передними колесами 6. При причаливании сухопутную трансмиссию переключают обратно для движения передним ходом, причем приводным моментом управляют или регулируют его таким образом, что колеса не зарываются в грунт. Здесь может найти применение, например, устройство согласно DE 3916200 А1.
1. Автомобиль-амфибия с открытым сиденьем, включающий в себя приводной двигатель (2) для попеременного или одновременного приведения в действие сухопутного привода и выполненного в качестве реактивного привода (5) водоходного привода посредством, по меньшей мере, двух независимых друг от друга сцеплений, отличающийся тем, что сухопутный привод выполнен как полный привод, при этом в плавучем режиме управление осуществляется с помощью поворотного реактивного сопла и путем управления передними колесами, и подключается сухопутный привод, причем передние колеса (6) и/или задние колеса (7) приводятся против направления движения автомобиля, и приводной двигатель (2) установлен, по существу, между мостами сухопутного двигателя под сиденьем.
2. Автомобиль-амфибия по п.1, отличающийся тем, что шины передних колес (6) и задних колес (7) выполнены в виде шин низкого давления.
3. Автомобиль-амфибия по п.2, отличающийся тем, что задние шины низкого давления имеют больший объем, чем передние.
4. Автомобиль-амфибия по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в передней и/или задней части установлены создающие подъемную силу тела.
5. Автомобиль-амфибия по п.4, отличающийся тем, что создающие подъемную силу тела выполнены в виде воздушных резервуаров (8, 9).
6. Автомобиль-амфибия по п.4 или 5, отличающийся тем, что создающие подъемную силу передние тела создают большую подъемную силу, чем задние.
7. Автомобиль-амфибия по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что сиденье выполнено двухместным.
8. Способ эксплуатации автомобиля-амфибии, отличающийся тем, что в плавучем режиме подключают сухопутный привод и передние колеса (6) и/или задние колеса (7) приводят в действие против направления движения, причем в плавучем режиме управление осуществляют с помощью поворотного реактивного сопла и путем управления передними колесами, причем автомобиль-амфибия выполнен по одному из пп.1-7.
