Способ повышения проходимости вездехода и вездеход
Изобретения относятся к области транспортного машиностроения, в частности к способу повышения проходимости вездехода и вездеходу. Способ повышения проходимости вездехода заключается в том, что устанавливают с одной стороны от каждого из опорных колес ведущее колесо и охватывают гусеничным движителем каждое из опорных колес вместе с установленным с одной стороны от него ведущим колесом. Обеспечивают передачу крутящего момента с моторно-приводной части к ведущим колесам. Обеспечивают натяжение каждого из гусеничных движителей для формирования с его помощью псевдоколеса большого диаметра. Вездеход содержит моторно-приводную часть, одну пару опорных колес, ведущие колеса по числу опорных колес, пару гусеничных движителей, привод. Опорные колеса установлены в нижней части моторно-приводной части с каждой из ее боковых сторон. Ведущие колеса установлены с одной стороны от каждого из опорных колес. Гусеничные движители охватывают соответствующее опорное колесо вместе с установленным ведущим колесом. Привод предназначен для передачи крутящего момента с моторно-приводной части к ведущим колесам. Достигается повышение проходимости вездехода. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к автотранспортной технике, конкретнее - к способу повышения проходимости вездехода и к соответствующему вездеходу.
Уровень техники
В настоящее время известны различные способы повышения проходимости вездехода.
Известен способ повышения проходимости, описанный в патенте РФ №2124449 (опубл. 10.01.1999). В этом способе используются движители в виде ромба, длины диагоналей которого могут меняться, обеспечивая своеобразный «шагающий» эффект. Недостатком данного технического решения является сложность конструкции.
Известен также способ повышения проходимости вездехода, описанный в патенте РФ №2325299 (опубл. 27.05.2008), в котором в качестве движителя используется эластичная объемная шина. Недостатком этого технического решения также является сложность конструкции, поскольку большой размер такого движителя, сопоставимый с размером самого вездехода, требует специальных мер по упрочнению поверхности шины и сложной конструкции привода.
Известен также способ повышения проходимости вездехода, в котором используют накачиваемые гусеницы, охватывающие колеса (см., например, патенты РФ №2189321, опубл. 20.09.2002, и №2040426, опубл. 25.07.1995). Недостаток этих технических решений состоит в необходимости обеспечивать накачивание гусениц, что опять-таки требует достаточно сложной конструкции. Кроме того, накачиваемые гусеницы недостаточно надежны при эксплуатации в условиях бездорожья.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на преодоление указанных недостатков известных технических решений и обеспечивает достижение технического результата в виде упрощения конструкции вездехода и повышения надежности.
Для этого в первом объекте настоящего изобретения предложен способ повышения проходимости вездехода, содержащего моторно-приводную часть и по меньшей мере одну пару опорных колес с каждой из боковых сторон моторно-приводной части, заключающийся в том, что устанавливают с одной стороны от каждого из опорных колес ведущее колесо, охватывают гусеничным движителем каждое из опорных колес вместе с установленным с одной стороны от него ведущим колесом, обеспечивают передачу крутящего момента с моторно-приводной части к ведущим колесам, обеспечивают натяжение каждого из гусеничных движителей для формирования с его помощью псевдоколеса большого диаметра.
Особенностью данного способа является то, что в качестве гусеничных движителей можно использовать резинокордовые гусеницы.
Еще одной особенностью данного способа является то, что пневматические колеса могут иметь диаметр не менее 1 м.
Еще одной особенностью данного способа является то, что натяжение гусеничных движителей можно обеспечить путем установки натяжного колеса с другой стороны от соответствующего опорного колеса по отношению к ведущему колесу. Альтернативно, натяжение гусеничных движителей можно обеспечить путем соответствующего накачивания каждого из пневматических колес.
Еще одной особенностью данного способа является то, что можно снабдить прицеп по меньшей мере парой псевдоколес большого диаметра и сочленить этот прицеп с вездеходом с возможностью отклонения прицепа от направления движения вездехода для обеспечения их совместного поворота. При этом сочленяют прицеп с вездеходом посредством трансмиссии от моторно-приводной части упомянутого вездехода.
Еще одной особенностью данного способа является то, что можно снабдить вездеход по меньшей мере парой управляемых колес. При этом управляемые колеса устанавливают на независимой подвеске или на автомобильном мосту. В последнем случае автомобильный мост можно соединить с моторно-приводной частью вездехода посредством трансмиссии.
Для достижения того же технического результата во втором объекте настоящего изобретения предложен вездеход, содержащий моторно-приводную часть, по меньшей мере одну пару опорных колес, установленных в нижней части моторно-приводной части с каждой из ее боковых сторон, ведущие колеса по числу опорных колес, установленные каждое с одной стороны от каждого из опорных колес, пару гусеничных движителей, охватывающих каждое соответствующее из опорных колес вместе с установленным с одной стороны от него ведущим колесом, привод, предназначенный для передачи крутящего момента с моторно-приводной части к ведущим колесам.
Особенностью данного вездехода является то, что гусеничные движители можно выполнить в виде резинокордовых гусениц.
Еще одной особенностью данного вездехода является то, что в качестве опорных колес можно использовать пневматические колеса. При этом пневматические колеса могут иметь диаметр не менее 1 м.
Еще одной особенностью данного вездехода является то, что вездеход содержит далее натяжные колеса по числу опорных колес, установленные каждое с другой стороны от соответствующего опорного колеса по отношению к ведущему колесу, и натяжители, каждый из которых предназначен для натяжения соответствующего из гусеничных движителей соответствующим натяжным колесом для формирования псевдоколеса большого диаметра с помощью этого гусеничного движителя. Альтернативно, пневматические колеса могут быть выполнены с возможностью натяжения гусеничных движителей путем накачивания пневматических колес.
Еще одной особенностью данного способа является то, что вездеход может дополнительно содержать прицеп, снабженный по меньшей мере парой псевдоколес большого диаметра и сочлененный с вездеходом с возможностью отклонения прицепа от направления движения вездехода для обеспечения их совместного поворота. При этом прицеп может быть сочленен с вездеходом посредством трансмиссии от моторно-приводной части вездехода.
Еще одной особенностью данного способа является то, что вездеход может дополнительно содержать по меньшей мере пару управляемых колес. При этом управляемые колеса могут быть установлены на независимой подвеске или на автомобильном мосту. В последнем случае автомобильный мост может быть сочленен с моторно-приводной частью вездехода посредством трансмиссии.
Краткое описание чертежей
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых одни и те же элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг.1 показан вид сбоку ходовой части вездехода по настоящему изобретению, в котором реализуется способ повышения проходимости по настоящему изобретению.
На фиг.2 показан вид спереди ходовой части вездехода по фиг.1.
На фиг.3 показан вездеход и прицеп с ходовыми частями по фиг.1.
На фиг.4 показан вездеход с ходовой частью по фиг.1, снабженный управляемыми колесами.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 и 2 на видах соответственно сбоку и спереди показана ходовая часть вездехода по настоящему изобретению. Эта ходовая часть содержит несущую раму 1, на которой с каждой из боковых (относительно направления движения) сторон установлено опорное колесо 2. В качестве опорных колес 2 предпочтительно использовать пневматические колеса, в частности пневматические колеса с шинами сверхнизкого давления, диаметр которых может превышать 1 м. Однако опорными колесами 2 могут быть и колеса иных типов. Дополнительное преимущество от использования пневматических колес в качестве опорных колес 2 состоит в возможности получить гораздо больший клиренс вездехода за счет подвески каждого из них с помощью ступичного узла 3, установленного на рычаге 4, который одним своим концом шарнирно закреплен на несущей раме 1 и снабжен на другом конце амортизатором 5 (к примеру, пружинным).
Пневматические колеса обычно монтируют на пустотелых дисках-бочках с автомобильными ступицами с каждой стороны или с центральной осью на конических подшипниках. Сравнительные данные для этого случая сведены в нижеследующую таблицу, где величина клиренса предполагается равной 0,75 от диаметра используемых колес.
| Размеры колеса, мм | Объем колеса, м3 | Клиренс вездехода, мм |
| 1100×500 | 0,45 | 825 |
| 1320×600 | 0,8 | 990 |
| 1450×600 | 1,0 | 1080 |
| 1700×600 | 1,35 | 1275 |
На каждой боковой стороне несущей рамы 1 с одной стороны от опорного колеса 2 (на фиг.1 - слева) установлено ведущее колесо 6. Оба ведущих колеса 6 могут быть закреплены на единой оси, которая соответствующим приводом (к примеру, карданным валом) связана с моторно-приводной частью 7 вездехода. Альтернативно, каждое ведущее колесо 6 может иметь независимую подвеску и при этом соединяться соответствующим приводом (к примеру, цепной передачей) с моторно-приводной частью 7 вездехода. В последнем случае каждое ведущее колесо 6 может приводиться в движение своей моторно-приводной частью 7. Моторно-приводная часть 7 (или все моторно-приводные части 7) закреплена на несущей раме 1 либо на ином основании, жестко соединенном с несущей рамой 1. Моторно-приводная часть 7, как ясно из ее названия, имеет мотор (двигатель) любого типа, например, внутреннего сгорания, дизельный, электрический и т.д., и привод к по меньшей мере одной оси для передачи вращения от двигателя. Специалисту понятно, что моторно-приводная часть 7 может быть заключена в корпус с водительской кабиной.
Опорное колесо 2 и ведущее колесо 6 на каждой боковой стороне вездехода охвачены гусеничным движителем 8, в качестве которого предпочтительно использовать резинокордовую гусеницу. Однако вид гусеничного движителя может быть и любым другим известным в технике.
С другой стороны от опорного колеса 2 (на фиг.1 - справа) на несущей раме 1 установлено натяжное колесо 9. Это натяжное колесо 9 установлено с возможностью свободного вращения на одном конце рычага 10 натяжителя, шарнирно закрепленного в своей средней части на несущей раме 1 и снабженного на другом своем конце натяжным средством 11. В качестве такого натяжного средства 11 можно использовать пневматическую подушку, пружину и любое другое средство, обеспечивающее отклонение верхнего (на фиг.1) конца рычага 10. Назначение натяжителя (поз.10-11) состоит в том, чтобы с помощью натяжного колеса 9 обеспечивать натяжение гусеничного движителя 8 во время перемещения вездехода, компенсируя, например, отклонения рычага 4 и изменение геометрии опорного колеса 2.
Применение описанного натяжителя не является обязательным, т.к. в случае выполнения опорных колес 2 в виде пневматических колес натяжение гусеничного движителя 8 можно обеспечить за счет соответствующего накачивания каждого пневматического колеса.
Таким образом, гусеничный движитель 8, охватывающий опорное колесо 2, ведущее колесо 6 и опционально натяжное колесо 9, образует псевдоколесо, имеющее диаметр, намного превышающий диаметр опорного колеса 2.
Показанной на фиг.1 и 2 ходовой частью движители вездехода могут исчерпываться. В этом случае для устойчивого перемещения к вездеходу добавляется прицеп, как показано на фиг.3. На фиг.3 вездеход в целом обозначен ссылочной позицией 12, а прицеп в целом обозначен ссылочной позицией 13. Этот прицеп 13 может иметь такую же ходовую часть, как и вездеход 12, либо иную ходовую часть, например, пару свободно вращающихся колес. В показанном на фиг.3 варианте осуществления узел 14 сцепления может быть выполнен с возможностью передачи крутящего момента на ведущие колеса 6' прицепа 13 любым известным специалистам средством (к примеру, с помощью карданного вала). Такое соединение прицепа 13 с вездеходом 12 обеспечивает возможность отклонения прицепа 13 от направления движения вездехода 12 для обеспечения их совместного поворота.
Устойчивое перемещение вездехода 12 можно обеспечить и в отсутствие прицепа. Для этого, как показано на фиг.4, ходовую часть вездехода дополняют управляемыми колесами 15. В качестве таких управляемых колес 15 можно использовать обычные автомобильные колеса или пневматические колеса большого диаметра, что особенно выгодно, если опорные колеса 2 тоже выполнены в виде пневматических колес большого диаметра. Именно такой случай проиллюстрирован на фиг.4. Управляемые колеса 15 могут быть установлены каждое на независимой подвеске либо оба управляемых колеса 15 могут быть установлены на автомобильном мосту. В последнем случае автомобильный мост может сочленяться с моторно-приводной частью 7 упомянутого вездехода посредством трансмиссии 16, которая может иметь любое известное выполнение (к примеру в виде карданного вала или цепной передачи). Такие управляемые колеса 15 с приводом от моторно-приводной части 7 могут обеспечить вездеходу дополнительную тягу, а при выполнении управляемых колес в виде пневматических колес - еще и дополнительную плавучесть.
Настоящее изобретение обеспечивает заявленный технический результат в виде упрощения конструкции вездехода и повышения надежности за счет того, что в ходовой части вездехода использовано разделение подвески опорных колес 2 и привода на ведущие колеса 6. За счет этого подвеску опорных колес можно упростить без потери надежности, т.к. не нужно обеспечивать привод к опорным колесам 2, который - особенно в случае пневматических колес - должен включать в себя достаточно мощную трансмиссию для передачи требуемого вращающего момента на опорные колеса, приводящие в движение гусеничный движитель, как это имеет место в известных технических решениях, где гусеница приводится в движение за счет вращения опорных колес. Вместо этого в вездеходе по настоящему изобретению привод от моторно-приводной части 7 на гусеничный движитель осуществляется посредством ведущих колес 6. Если ведущие колеса 6 выполнены в виде зубчатых колес и установлены на обычном автомобильном мосту вместо автомобильных колес, диаметр этих ведущих колес можно уменьшить, а тем самым, повысить надежность работы за счет передачи меньшего крутящего момента на гусеничный движитель. Кроме того, такое выполнение позволяет упростить передачу движения от ведущих колес 6 к гусеничному движителю 8, особенно если последний выполнен в виде резинокордовой гусеницы.
Предложенная в настоящем изобретении ходовая часть в виде псевдоколеса большого радиуса обеспечивает повышение проходимости вездехода по следующим причинам. Чем меньше плотность грунта, по которому перемещается вездеход с такими псевдоколесами, тем большая часть каждого пседоколеса соприкасается с этим грунтом и тем меньше давление вездехода на грунт за счет большей площади контакта с грунтом. Коэффициент сцепления псевдоколеса с грунтом при этом возрастает, т.к. обычно нижележащие слои опорной поверхности плотнее вышележащих.
Предпочтительное использование серийно выпускаемых резинокордовых гусениц шириной меньше ширины пневматического колеса обеспечивает простоту удержания гусеничных движителей на поверхности опорных колес за счет фрикционного зацепления между элементами протектора шины пневматического колеса и резинокордовой гусеницы. Это достоинство увеличивается при использовании натяжителей с динамической компенсацией деформации пневматических колес. Использование именно пневматических колес с индивидуальной подвеской, как уже упомянуто, повышает клиренс вездехода и обеспечивает ему плавучесть.
Настоящее изобретение описано и проиллюстрировано примерами своих вариантов осуществления, которые не являются ограничивающими. Объем настоящего изобретения определяется только нижеследующей формулой изобретения с учетом эквивалентов.
1. Способ повышения проходимости вездехода, содержащего моторно-приводную часть и по меньшей мере одну пару опорных колес с каждой из боковых сторон упомянутой моторно-приводной части, заключающийся в том, что:
устанавливают с одной стороны от каждого из упомянутых опорных колес ведущее колесо;
охватывают гусеничным движителем каждое из упомянутых опорных колес вместе с установленным с одной стороны от него упомянутым ведущим колесом;
обеспечивают передачу крутящего момента с упомянутой моторно-приводной части к упомянутым ведущим колесам;
обеспечивают натяжение каждого из упомянутых гусеничных движителей для формирования с его помощью псевдоколеса большого диаметра.
2. Способ по п.1, в котором в качестве упомянутого гусеничного движителя используют резинокордовую гусеницу.
3. Способ по п.1, в котором в качестве упомянутых опорных колес используют пневматические колеса.
4. Способ по п.3, в котором упомянутые пневматические колеса имеют диаметр не менее 1 м.
5. Способ по п.1, в котором упомянутое натяжение гусеничных движителей обеспечивают путем установки натяжного колеса с другой стороны от соответствующего опорного колеса по отношению к упомянутому ведущему колесу.
6. Способ по п.3 или 4, в котором упомянутое натяжение гусеничных движителей обеспечивают путем соответствующего накачивания каждого из упомянутых пневматических колес.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором снабжают прицеп по меньшей мере парой упомянутых псевдоколес большого диаметра и сочленяют этот прицеп с упомянутым вездеходом с возможностью отклонения упомянутого прицепа от направления движения упомянутого вездехода для обеспечения их совместного поворота.
8. Способ по п.7, в котором сочленяют прицеп с упомянутым вездеходом посредством трансмиссии от упомянутой моторно-приводной части упомянутого вездехода.
9. Способ по любому из пп.1-6, в котором снабжают упомянутый вездеход по меньшей мере парой управляемых колес.
10. Способ по п.9, в котором упомянутые управляемые колеса устанавливают на независимой подвеске.
11. Способ по п.9, в котором упомянутые управляемые колеса устанавливают на автомобильном мосту.
12. Способ по п.11, в котором сочленяют упомянутый автомобильный мост с упомянутой моторно-приводной частью упомянутого вездехода посредством трансмиссии.
13. Вездеход, содержащий:
моторно-приводную часть;
по меньшей мере одну пару опорных колес, установленных в нижней части упомянутой моторно-приводной части с каждой из ее боковых сторон;
ведущие колеса по числу упомянутых опорных колес, установленные каждое с одной стороны от каждого из упомянутых опорных колес;
пару гусеничных движителей, охватывающих каждый соответствующее из упомянутых опорных колес вместе с установленным с одной стороны от него упомянутым ведущим колесом;
привод, предназначенный для передачи крутящего момента с упомянутой моторно-приводной части к упомянутым ведущим колесам.
14. Вездеход по п.13, в котором упомянутые гусеничные движители выполнены в виде резинокордовых гусениц.
15. Вездеход по п.13, в котором в качестве упомянутых опорных колес использованы пневматические колеса.
16. Вездеход по п.15, в котором упомянутые пневматические колеса имеют диаметр не менее 1 м.
17. Вездеход по п.14, содержащий далее:
натяжные колеса по числу упомянутых опорных колес, установленные каждое с другой стороны от соответствующего опорного колеса по отношению к упомянутому ведущему колесу;
натяжители, каждый из которых предназначен для натяжения соответствующего из упомянутых гусеничных движителей соответствующим натяжным колесом для формирования псевдоколеса большого диаметра с помощью этого гусеничного движителя.
18. Вездеход по п.15 или 16, в котором упомянутые пневматические колеса выполнены с возможностью натяжения упомянутых гусеничных движителей путем накачивания этих пневматических колес.
19. Вездеход по любому из пп.13-18, дополнительно содержащий прицеп, снабженный по меньшей мере парой упомянутых псевдоколес большого диаметра и сочлененный с упомянутым вездеходом с возможностью отклонения упомянутого прицепа от направления движения упомянутого вездехода для обеспечения их совместного поворота.
20. Вездеход по п.19, в котором прицеп сочленен с упомянутым вездеходом посредством трансмиссии от упомянутой моторно-приводной части упомянутого вездехода.
21. Вездеход по любому из пп.13-17, содержащий далее по меньшей мере пару управляемых колес.
22. Вездеход по п.21, в котором упомянутые управляемые колеса установлены на независимой подвеске.
23. Вездеход по п.21, в котором упомянутые управляемые колеса установлены на автомобильном мосту.
24. Вездеход по п.23, в котором упомянутый автомобильный мост сочленен с упомянутой моторно-приводной частью упомянутого вездехода посредством трансмиссии.
