Устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях
Владельцы патента RU 2332308:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный агроинженерный университет" (RU)
Изобретение предназначено для использования в области автомобильного транспорта для повышения сцепления колес с опорной поверхностью, в частности при движении в условиях гололеда. Устройство включает в себя бункер для хранения сыпучего материала с направляющим желобом, установленные в бункере окна с регулировочной колонкой, крыльчатку и ворошитель; сравнитель угловых ускорений и индуктивные датчики; крепежное устройство, представляющее собой салазки. Привод крыльчатки осуществляется с помощью механизма, состоящего из электромагнитного клапана, обеспечивающего подачу сжатого воздуха из ресивера в тормозную камеру со штоком, прижимающим ведущий вал с жестко закрепленным на нем обрезиненным роликом к вращающемуся ведущему колесу транспортного средства; конического редуктора, передающего вращение ведущего вала на ведомый карданный вал, связанный с крыльчаткой. Устройство позволяет повысить проходимость и тормозные качества мобильных колесных машин в условиях скользких дорог. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение может быть использовано в области автомобильного транспорта для повышения сцепления ведущих колес с опорной поверхностью в условиях скользких дорог.
Известно устройство для подачи песка к колесам транспортного средства, раскрытое в авторском свидетельстве (SU 1606356 А1, Днепропетровский горный институт, 15.11.90, В60В 39/00), содержащее вращающийся барабан с резиновым ободом, размещенный на качающемся рычаге, закрепленным шарнирно на раме локомотива. Вращающийся барабан заполнен песком и закрыт кожухом, имеющим отверстие с лотком для подачи песка под колесо локомотива. Барабан может быть приведен во вращение за счет прижатия его резинового обода к колесу локомотива, при этом загрузочное отверстие барабана периодически совмещается с упомянутым отверстием в кожухе, что приводит к высыпанию песка под колесо локомотива.
Недостатком указанного выше аналога является то, что он не ориентирован на использование в дорожных колесных транспортных средствах и не обеспечивает требуемый уровень эффективности в связи с использованием только песка в качестве абразивного материала.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для предотвращения проскальзывания ведущих колес транспортного средства (RU 49491, В60В 39/00, 27.11.2005 г.). Устройство включает в себя бункер для хранения сыпучего материала с направляющим желобом, установленные в бункере окна с регулировочной колонкой, крыльчатку и ворошитель, приводимые во вращение электродвигателем; сравнитель угловых ускорений и индуктивные датчики; крепежное устройство представляющее собой салазки.
Недостатком данного прототипа является то, что крыльчатка, выбрасывающая сыпучий материал под ведущие колеса транспортного средства, приводится во вращение с помощью электродвигателя (т.е. используется дополнительный источник энергии), что значительно повышает энергозатраты в процессе обеспечения проходимости машин в условиях скользких несущих поверхностей.
Задачей настоящего изобретения является улучшение проходимости мобильных колесных машин в условиях скользких дорог путем повышения эффективности и экономичности средства для разбрасывания сыпучих материалов.
Поставленная цель достигается тем, что вращение крыльчатки обеспечивается за счет энергии вращающегося буксующего колеса. Для этого устройство, включающее в себя бункер для хранения сыпучего материала с направляющим желобом, установленные в бункере окна с регулировочной колонкой; крыльчатку и ворошитель; сравнитель угловых ускорений и индуктивные датчики; крепежное устройство, представляющее собой салазки, снабжено механизмом привода крыльчатки, срабатывающим автоматически от сравнителя угловых ускорений и состоящим из электромагнитного клапана, обеспечивающего подачу сжатого воздуха из ресивера в тормозную камеру со штоком, прижимающим вал с жестко закрепленным на нем обрезиненным роликом к вращающемуся ведущему колесу транспортного средства; конического редуктора, передающего вращение на ведомый карданный вал. Кроме того, ворошитель, предотвращающий слеживание и слипание сыпучего материала, приводится в движение с помощью сжатого воздуха, поступающего из ресивера в тормозную камеру со штоком, двигающим рейку, которая посредством шестерни приводит во вращение ворошитель. На корпусе конического редуктора установлены две полуоси, обеспечивающие его перемещение в горизонтальной плоскости.
По имеющимся у авторов сведениям конструкция механизма привода крыльчатки, срабатывающего автоматически от сравнителя угловых ускорений и позволяющего использовать энергию вращающегося буксующего колеса для подачи сыпучего материала под ведущие колеса мобильных машин и тем самым повышающего проходимость транспортных средств в условиях скользких дорог, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения как критерию «новизна», так и критерию «изобретательский уровень».
Устройство (фиг.1 - общая схема автоматического устройства для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях, фиг.2 - принципиальная схема привода механизма подачи сыпучего материала под буксующее ведущее колесо) включает в себя бункер 1 для хранения сыпучего материала (песка, шлака), в днище которого имеются окна с регулировочной колонкой 20; направляющий желоб 3; электромагнитный клапан 13, обеспечивающий подачу воздуха из ресивера 14 в тормозную камеру 12 со штоком, имеющую рейку 15 и шестерню 16, вращающие ворошитель 18, расположенный внутри бункера 1, а также в тормозную камеру 9 со штоком, прижимающим ведущий вал 8 с жестко закрепленным на нем роликом 7 к ведущему колесу 4; конический редуктор 10, передающий вращение ведущего вала 8 на ведомый карданный вал 11, связанный с крыльчаткой 2; сравнитель угловых ускорений 6 с индуктивным датчиком 5, установленным на ведущем колесе. На корпусе конического редуктора 10 установлены полуоси 19, обеспечивающие его перемещение в горизонтальной плоскости. Устройство легко монтируется и демонтируется с нижней площадки кузова 21 за счет салазок 17.
Устройство устанавливается для каждого ведущего колеса.
Устройство работает следующим образом. При попадании одного колеса на скользкую поверхность оно начинает буксовать. Если угловое ускорение буксующего колеса достигнет значения ε≥10...25 с-2 и выше, то включается в работу сравнитель угловых ускорений 6. Электрическая цепь замыкается, открывается электромагнитный клапан 13 и сжатый воздух из ресивера 14 подается в тормозные камеры 9 и 12. Шток тормозной камеры 12 двигает рейку 15, которая приводит во вращение шестерню 16 и ворошитель 18. Шток тормозной камеры 9 прижимает вал 8 с жестко закрепленным на нем роликом 7 к боковине ведущего колеса 4. Вращение колеса передается на ролик и ведущий вал, затем передается через конический редуктор 10 на ведомый карданный вал 11, далее вращение передается на крыльчатку 2. Сыпучий материал (песок, шлак, мелкий гравий и др.) падает через отверстие регулировочной колонки 20 и подхватывается крыльчаткой 2. Частицы сыпучего материала, проходя по конусному направляющему желобу 3, ложатся перед буксующим колесом 4. После того как ведущее колесо перестает буксовать, сравнитель угловых ускорений выключается из работы (при этом ε≤10...25 с-2), электромагнитный клапан закрывается, и автоматическая подача сыпучего материала под ведущее колесо прекращается.
Устройство необходимо применять для каждого ведущего колеса. При раздельном буксовании ведущих колес работает только одно разбрасывающее устройство (правое или левое). При совместном буксовании ведущих колес автоматическая система управления устройством (сравнитель угловых ускорений) не работает. Для данного случая в кабине водителя может быть предусмотрена кнопка, с помощью которой принудительно включаются электромагнитные клапаны, и сыпучий материал одновременно подается под оба ведущих колеса мобильной машины. При этом сцепные свойства буксующих колес заметно улучшаются, а также повышается надежность в торможении на скользкой поверхности.
Заявляемое устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях представляет интерес для народного хозяйства, так как позволяет повысить проходимость транспортных средств в условиях скользких дорог, а также избежать при этом использования дополнительных источников энергии.
1. Устройство для улучшения сцепных и тормозных качеств буксующих колес на скользких несущих поверхностях, включающее в себя бункер для хранения сыпучего материала с направляющим желобом, установленные в бункере окна с регулировочной колонкой, крыльчатку и ворошитель; сравнитель угловых ускорений и индуктивные датчики; крепежное устройство, представляющее собой салазки, отличающееся тем, что привод крыльчатки осуществляется с помощью механизма, состоящего из электромагнитного клапана, обеспечивающего подачу сжатого воздуха из ресивера в тормозную камеру со штоком, прижимающим ведущий вал с жестко закрепленным на нем обрезиненным роликом к вращающемуся ведущему колесу транспортного средства; конического редуктора, передающего вращение ведущего вала на ведомый карданный вал, связанный с крыльчаткой.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительную тормозную камеру со штоком, двигающим рейку, которая приводит во вращение шестерню и ворошитель с помощью сжатого воздуха, поступающего из ресивера.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на корпусе конического редуктора установлены полуоси, обеспечивающие его перемещение в горизонтальной плоскости.
