СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИЛЫ ТРЕНИЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА КАМЕРАХ-ШИНАХ
METHOD TO ADJUST WHEEL FRICTION FORCE FOR VEHICLE ON TUBES-TIRES

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно автотранспортному, а более конкретно к способам и средствам для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги.
Известен способ регулирования силы трения (сцепления) в пятне контакта дорожного полотна с колесом транспортного средства (см. патент RU №2335419, МПК В60Т 8/18, В60Т 1/08), в котором при помощи гидравлического или гидропневматического механизма центру колеса придают и регулируют ускорение относительно центра тяжести транспортного средства в направлении нормали к пятну контакта колеса с дорожным полотном.
Недостатком известного способа является сложность регулирования силы трения колеса с дорогой при помощи гидравлического или гидропневматического механизма. Кроме того, он эффективен для определенной конструкции колес и малоэффективен для сцепления с различным дорожным полотном.
Известен способ регулирования силы трения колес транспортного средства на камерах-шинах (см. патент RU №2478483, МПК B60B 39/00, B60B 15/00) механизмами управления в площади опорного контакта колеса с поверхностью, в неразрывном обхвате камеры-шины ободом и продольными протекторными ремнями, соединенными поперечными протекторными ремнями с изменяемым углом их натяжения, смещением камеры-шины, с изменением направления и/или величины ее смещения в направлении продольной силы реакции поверхности с колесом, к площади опорного контакта колеса с поверхностью, изменением давления в камере-шине от высокого до сверхнизкого, за счет дополнительного покрытия камеры-шины до центра ее внутреннего диаметра, по меньшей мере, одним сменным бандажом.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что он не учитывает всех изменений направления и/или величины действующих сил и моментов регулирования силы трения колеса с различными поверхностями при изменении давления в колесе.
Технической задачей предлагаемого изобретения является возможность регулирования силы трения в процессе движения колес транспортных средств на камерах-шинах в обхвате ободом и протекторными ремнями, а также изменением давления в камере-шине от накачанного до спущенного состояния для увеличения скорости транспортного средства без пробуксовки колес на разных поверхностях.
Поставленная техническая задача обеспечивается тем, что в способе регулирования силы трения колес транспортного средства на камерах-шинах механизмами управления в площади контакта колеса с поверхностью, в неразрывном обхвате камеры-шины ободом и продольными протекторными ремнями, соединенными поперечными протекторными ремнями с изменяемым углом их натяжения, за счет дополнительного покрытия камеры-шины до центра ее внутреннего диаметра, по меньшей мере, одним промежуточным бандажом, получая смещение камеры-шины и промежуточного бандажа с изменением направления и/или величины их смещения в направлении продольной силы реакции поверхности с колесом, к площади опорного контакта колеса с поверхностью, изменением давления в камере-шине от высокого до сверхнизкого, в процессе начала движения, изменения скорости, прохождения неровностей, пробуксовки или торможения колес вращению обода придают ускорение относительно центра колеса и центра его контакта, против продольной силы реакции поверхности с колесом к площади опорного контакта колеса с поверхностью, или получают ускорение центра тяжести транспортного средства относительно центра колеса и центра его контакта, против нормальной силы реакции поверхности с колесом к площади опорного контакта колеса с поверхностью.
Кроме того, для повышения скорости транспортного средства и исключения пробуксовки колеса на разных поверхностях изменением давления в камере-шине до накачанного состояния или до спущенного состояния колеса получают разную величину ускорения вращения обода относительно центра колеса и центра его контакта, против продольной силы реакции поверхности с колесом к площади опорного контакта колеса с поверхностью, или получают разную величину ускорения центра тяжести транспортного средства относительно центра колеса и центра его контакта, против нормальной силы реакции поверхности с колесом к площади опорного контакта колеса с поверхностью.
За счет ускорения вращения обода против продольной силы реакции поверхности с колесом или ускорения центра тяжести транспортного средства против нормальной силы реакции поверхности с колесом увеличивается прижимное усилие и сцепление колеса с поверхностью, а изменением давления в камере-шине (до накачанного состояния или до спущенного) исключают пробуксовку колес на различных поверхностях.
Предлагаемый способ регулирования силы трения транспортного средства на камерах-шинах поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид колеса на камере-шине при вращении его крутящим моментом.
На фиг.2 представлен общий вид колеса на камере-шине при вращении его продольной силой.
Колесо состоит из камеры-шины 1, обода 2, продольных протекторных ремней, не указанных на чертеже, и поперечных ремней 3, показанных на чертеже как в положении вращения крутящим моментом, так и при неподвижном 4 положении колеса. Угол натяжения 5 поперечных ремней 3 относительно контакта колеса с поверхностью и угол натяжения 6 поперечных ремней 3 вне контакта колеса с поверхностью показаны при вращении колеса. Кроме того, на фиг.1 показано ускорение 7 вращения обода 2 крутящим моментом М.
х
На фиг.2 показано ускорение 8 центра тяжести транспортного средства продольной силой Р.
Кроме того, на чертежах представлены следующие обозначения:
М - крутящий момент колеса;
z
P - нормальная нагрузка колеса;
х
Р - продольная сила;
x
V - переносная скорость;
С - направление смещения камеры-шины и, по меньшей мере, одного промежуточного бандажа;
R - направление нормальной силы реакции поверхности с колесом к площади опорного контакта колеса с поверхностью;
x
R - направление продольной силы реакции поверхности с колесом к площади опорного контакта колеса с поверхностью;
S - площадь опорного контакта.
x
x
x
х
Регулирование силы трения транспортного средства на камерах-шинах 1 происходит в процессе начала движения, изменения скорости, прохождения неровностей, пробуксовки или торможения, путем изменения деформации камеры-шины и, по меньшей мере, одного промежуточного бандажа между ободом и поверхностью, а также путем изменения силы натяжения протекторных ремней, с изменением направления и величины угла 5 поперечных ремней 3, относительно контакта колеса, и угла 6, вне контакта колеса, против или в направлении продольной силы реакции R. При этом между ободом 2 и поверхностью происходят равные или неравные смещения камеры-шины 1 и, по меньшей мере, одного промежуточного бандажа, относительно части обхвата ободом 2 и протекторными ремнями в направлении продольной силы R. Перед началом вращения колеса крутящим моментом М получают ускорение 7 вращения обода 2 относительно центра колеса и центра его контакта, против продольной силы R. А перед началом вращения колеса продольной силой Р получают ускорение 8 центра тяжести транспортного средства относительно центра колеса и центра контакта, против нормальной силы R.
Предложенный способ регулирования силы трения транспортного средства на камерах-шинах в обхвате ободом и протекторными ремнями осуществляется за счет изменения деформации камеры-шины и, по меньшей мере, одного промежуточного бандажа и равных или неравных их смещений, за счет изменения силы натяжения протекторных ремней, за счет ускорения вращения обода или ускорения центра тяжести транспортного средства, увеличивающих прижимное усилие колеса с поверхностью. В процессе движения транспортного средства за счет изменения давления в камере-шине до накачанного состояния или до спущенного состояния колеса регулируется коэффициент трения камеры-шины или, по меньшей мере, одного промежуточного бандажа с поверхностью.
Все это увеличивает сцепление транспортного средства с различными грунтами и поверхностями дорог, а также по бездорожью и по слабонесущим поверхностям, не нарушая их структуру и экологическую безопасность.