Колесо с внутренним подрессориванием
Владельцы патента RU 2524269:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Псковский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, конкретнее к конструкции упругого колеса. Колесо с внутренним подрессориванием содержит пневматическую шину и раздельно выполненные диск и обод, соединенные между собой упругим элементом. Упругий элемент выполнен в виде замкнутого кольца с торцевой перфорацией. Перфорация упругого элемента по своему сечению может быть различной геометрии. Для снижения массы и момента инерции колеса упругий элемент изготовлен из полимерного материала. Упругий элемент устанавливается непосредственно между ободом и диском колеса без применения резьбовых и иных разъемных соединений. Достигается повышение плавности хода транспортных средств, повышение прочности и надежности упругих колес. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Более конкретно настоящее изобретение относится к конструкции упругого колеса.
Одновременно с недостатками конструкции пневматической шины существуют проблемы, связанные с тем, что при движении по неровной дороге транспортное средство совершает значительные по величине и продолжительные по времени вертикальные колебания, приводящие к значительным динамическим нагрузкам, действующим на агрегаты трансмиссии и ходовой части, и, следовательно, к снижению производительности транспортного средства, увеличению расхода топлива, сокращению службы агрегатов трансмиссии и ходовой части, а также к быстрой утомляемости водителя и пассажиров [1].
Одним из путей решения данных проблем является установка на транспортное средство колесных движителей с внутренним подрессориванием, содержащих пневматическую шину и раздельно выполненные ступицу и обод, соединенные между собой упругим элементом.
Известны конструкции упругих колес, ступица и обод которых соединены между собой упругими элементами [2], [3], [4], [5], [6], [7] и [8].
В конструкциях колес Tweel и Airless фирмы Michelin [2] упругие элементы выполнены из полимерных материалов, что уменьшает массу и сопротивление качению колес, увеличивает коэффициент боковой жесткости и срок службы, а также повышает плавность хода и безопасность движения.
Конструкции колес [3] и [4] имеют упругие элементы, которые для получения необходимых значений коэффициентов радиальной и боковой жесткостей выполнены с переменными по ширине и толщине сечениями.
В конструкциях колес [5] и [6], для уменьшения массы и сопротивления качению, увеличения срока их службы и повышения плавности хода транспортного средства, упругие элементы выполнены из полимерного композиционного материала.
Существует конструкция колеса повышенной эластичности [7], содержащая ступицу, связанную с ободом упругими элементами. Упругий элемент выполнен из многожильного металлического троса, уложенного петлеобразно и закрепленного на ступице посредством охватывающих его втулок, а на ободе жестко.
Наиболее близким к заявляемому является колесо с внутренним подрессориванием [8], упругие элементы которого в виде незамкнутых колец установлены с определенным напряжением относительно друг друга.
Недостатками данных колес с внутренним подрессориванием являются большие концентрации напряжений в местах крепления упругих элементов, недостаточная прочность, а следовательно, и надежность, как упругих элементов, так и упругих колес в целом.
Задачей изобретения является улучшение плавности хода транспортных средств, а также повышение прочности и надежности упругих колес.
Технический результат достигается тем, что упругий элемент в виде замкнутого кольца с торцевой перфорацией установлен между диском и ободом колеса, что в свою очередь повышает плавность хода транспортного средства. Повышение прочности и надежности как упругого элемента, так и всего колеса достигается тем, что упругий элемент изготовлен из полимерного материала и представляет собой единое целое. Следует отметить, что при повреждении некоторого объема упругого элемента, это не отразится на безопасности движения транспортного средства при его эксплуатации, благодаря конструктивной перфорации упругого элемента, которая по своему сечению может быть различной геометрии.
На фиг.1, показан продольный разрез колеса с внутренним подрессориванием на плоскости.
На фиг.2 - поперечный разрез на плоскости.
На фиг.3 - общий вид колеса в изометрии.
На фиг.4 - продольный разрез колеса в изометрии.
На фиг.5 - поперечный разрез в изометрии.
На фиг.6-8 - упругий элемент в изометрии (варианты).
Колесо с внутренним подрессориванием состоит из раздельно выполненных диска 1 и обода 2, соединенных упругим элементом 3, изготовленным из полимерного материала в виде замкнутого кольца прямоугольного поперечного сечения с торцевой перфорацией. На внешних гранях диска 1 и обода 2 имеются буртики 4, которые служат ограничителями, предотвращающими торцевое перемещение упругого элемента, а также фиксирующие сопряжения 5, которые предотвращают проскальзывание упругого элемента 3 относительно диска 1 и обода 2. На ободе 2 установлена пневматическая шина 6.
Практический интерес представляет применение колес с внутренним подрессориванием на транспортных средствах, без подвески, что существенно упростит конструкцию ходовой части и уменьшит массу как неподрессоренных частей, так и всего транспортного средства в целом. Также данные колесные движители могут применяться на транспортных средствах с установленной на них подвеской, что увеличит плавность хода такого транспортного средства и уменьшит динамические нагрузки на агрегаты трансмиссии.
Кроме того, применение колес с внутренним подрессориванием уменьшит динамические воздействия на опорную поверхность и обеспечит более продолжительный срок службы дорожного покрытия.
Использование полимерного материала при изготовлении упругого элемента значительно снизит массу и момент инерции колесных движителей с внутренним подрессориванием и увеличит срок службы как пневматической шины, так и всего колеса в целом.
Источники информации
1. Р.В.Ротенберг. Подвеска автомобиля. Изд. 3-е переработано и дополнено. М.: Машиностроение, 1972. - 392 с.
2. Изобретение колеса. / Михаил Васильев. / Мотор. - 2005 г. - Апрель.
3. Патент №2133675, Российская Федерация, МПК В60В 9/04. Колесо с внутренним подрессориванием. А.А. Енаев, В.В. Мазур, Н.Н. Яценко. - №97102469/28; заявлено 17.02.97; опубл. 27.07.99, Бюл. №21.
4. Патент №2184658, Российская Федерация, МПК В60В 9/00. Колесо транспортного средства. А.А. Енаев, В.В. Мазур, Н.Н. Яценко. - №99110534/28; заявлено 19.05.99; опубл. 10.07.2002, Бюл. №19.
5. Патент №2180290, Российская Федерация, МПК В60В 9/04. Колесо транспортного средства повышенной эластичности. А.А.Енаев, В.В.Мазур. - №2000111344/28; заявлено 06.05.2000; опубл. 10.07.2002, Бюл. №7.
6. Патент №2228273, Российская Федерация, МПК В60В 9/04. Колесо с внутренним подрессориванием. А.А.Енаев, В.В.Мазур. №2002113483/11; заявлено 23.05.2002; опубл. 27.01.2004, Бюл. №3.
7. Авторское свидетельство СССР №981019, кл. В 9/00, 1980.
8. Патент №2438878, Российская Федерация, МПК В60В 9/04. Колесо с внутренним подрессориванием. А.А.Енаев, С.А.Петров. - №2010141225; заявлено 07.10.2010; опубл. 10.01.2012.
1. Колесо с внутренним подрессориванием, содержащее пневматическую шину и раздельно выполненные диск и обод, соединенные между собой упругим элементом, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде замкнутого кольца с торцевой перфорацией.
2. Колесо с внутренним подрессориванием по п.1, отличающееся тем, что для снижения массы и момента инерции колеса упругий элемент изготовлен из полимерного материала.
3. Колесо с внутренним подрессориванием по п.1 или 2, отличающееся тем, что упругий элемент устанавливается непосредственно между ободом и диском колеса без применения резьбовых и иных разъемных соединений.
