УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОХОДИМОСТИ ГРУЗОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, более конкретно, к оборудованию ходовой части транспортного средства, оснащенного сдвоенными ведущими колесами с пневматическими шинами, и может найти применение при эксплуатации грузовых автомобилей гражданского и военного назначения, в том числе, дорожно-строительных, грузопассажирских, сельскохозяйственных и специальных машин для повышения их проходимости.
Известно устройство покрышек ведущих колес для повышения проходимости легковых автомобилей, содержащее металлические шипы противоскольжения, закрепленные в несколько рядов в теле рабочей части покрышек и частично выступающие из них для лучшего сцепления колес с дорогой (см. Пучин Е.А., Дидманидзе О.Н., Корнеев В.М. и др. Эксплуатация, ремонт, хранение и утилизация шин автотранспортных средств - М.: УМЦ ТРИАДА, 2008, с.10).
Недостатком известного устройства является сравнительно высокая стоимость колес, оснащенных покрышками с шипами противоскольжения, а также невозможность их использования для ведущих колес большегрузных автомобилей из-за их неэффективности в условиях бездорожья.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для повышения проходимости грузового транспортного средства, содержащее металлические силовые элементы, установленные на сдвоенных ведущих колесах с возможностью дополнительного сцепления с дорогой (см. Цепи противоскольжения. Производство ОАО «Красный якорь», РФ, 603950, Нижний Новгород, Московское шоссе, 120 (www.russian-chains.ru) - прототип).
Особенностью известного устройства является оснащение одинарных или сдвоенных ведущих колес автомобилей различной грузоподъемности комплектами переплетенных цепей различной формы, надетых и закрепленных поверх колеса с помощью замкового приспособления.
К недостаткам известного устройства следует отнести сложность использования цепей противоскольжения на колесах автомобилей при эксплуатации в меняющихся дорожных условиях. В частности, летом при выезде автомобиля на дорогу с твердым покрытием требуется снять все цепи противоскольжения, а в условиях бездорожья - снова надеть. Кроме того, при движении автомобиля по твердому покрытию при скорости от 30 до 80 км/час и выше, цепи противоскольжения подвержены интенсивному износу. В особенно неблагоприятных условиях это может привести к их разрыву и как следствие - к возникновению дорожно-транспортных происшествий или аварийных ситуаций.
Решаемой задачей предложенной полезной модели является создание удобного в эксплуатации, надежного и долговечного устройства для повышения проходимости грузопассажирских транспортных средств в неблагоприятных дорожных условиях при одновременном обеспечении возможности беспрепятственного передвижения транспортного средства при изменении свойств дорожного полотна, например, при переходе от труднопроходимой части дороги к трассе с асфальтовым покрытием.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для повышения проходимости грузового транспортного средства, содержащем металлические силовые элементы, размещенные на сдвоенных ведущих колесах с возможностью дополнительного сцепления с дорогой, согласно полезной модели, металлические силовые элементы выполнены в виде лопаток, размещенных преимущественно между покрышками сдвоенных ведущих колес и радиально закрепленных на цилиндрической поверхности съемной опоры, установленной на ступице между дисками указанных колес посредством болтового соединения.
Кроме того, указанные лопатки в количестве 2-12 штук могут быть выполнены плоской или изогнутой формы, могут иметь сварное или болтовое соединение с цилиндрической поверхностью съемной опоры, ширина лопаток может находиться в диапазоне 50-200 мм, а диаметр их вылета должен быть меньше диаметра накаченных покрышек ведущих колес на 40-100 мм.
Такое выполнение предложенного устройства позволяет облегчить эксплуатацию грузового транспортного средства, поскольку после первоначальной установки устройства в каждой паре сдвоенных ведущих колес в гаражных условиях в последующем нет необходимости в частом демонтаже данного устройства.
В силу особенностей конструкции данное устройство может функционировать в условиях бездорожья (грязь, песок, рыхлый грунт, пашня, наносы снега) и одновременно эксплуатироваться на дорогах с твердым покрытием (асфальт, бетон, брусчатка, плотный грунт).
Надежность и долговечность такого устройства обеспечивается за счет того, что его неподвижные металлические силовые элементы в виде лопаток размещены в защищенном пространстве между покрышками сдвоенных колес и жестко закреплены на съемной кольцевидной опоре так, что их свободные концы в нижней фазе движения находятся на некотором расстоянии от поверхности дороги. По этой причине силовые элементы такого устройства при движении транспортного средства не испытывают циклических ударных нагрузок о дорожное полотно, как это происходит с элементами цепей противоскольжения, размещенных поверх колеса.
В то же время, в условиях бездорожья, силовые элементы в виде лопаток обеспечивают повышенное сцепление ведущих колес с грунтом или снегом благодаря значительному заглублению покрышек и, следовательно, указанных силовых элементов в дорожный профиль. Сварная или сборная конструкция устройства из прочной, например, коррозионно-стойкой стали обладает, при прочих равных условиях, значительно более высокой эксплуатационной надежностью и ресурсом по сравнению с цепями противоскольжения. Кроме того, при радиальном размещении лопатки практически в любых условиях эксплуатации обладают свойством самоочищаться от налипшей грязи в процессе движения транспортного средства.
Количество указанных лопаток в предложенном устройстве не может быть менее двух по причине дисбаланса колес и не должно превышать 12 из-за возможного заполнения в процессе эксплуатации пространства между лопатками липкой глиной, что снижает эффективность устройства.
Ширину лопаток не целесообразно уменьшать меньше 50 мм по причине недостаточного момента противоскольжения, особенно для большегрузных машин. Превышение указанной ширины лопаток более 200 мм может резко повысить нагрузки на кожух соответствующей полуоси и подшипники ступицы колеса. Диаметр вылета лопаток устройства, очевидно, должен быть меньше диаметра накаченных покрышек ведущих колес на 40-100 мм, что является достаточным для предотвращения ударов свободных концов лопаток о полотно дороги в процессе движения в обычном диапазоне скоростей и одновременно позволяет функционировать на бездорожье, повышая проходимость транспортного средства.
На фиг.1 схематически показано сечение устройства для повышения проходимости грузового транспортного средства.
Предложенное устройство содержит металлические силовые элементы, выполненные в виде лопаток 1, размещенных преимущественно между покрышками 2 сдвоенных ведущих колес 3. Лопатки 1 радиально закреплены на цилиндрической поверхности съемной опоры 4, установленной на ступице 5 между дисками 6 колес 3 посредством болтов или шпилек 7. Каждая из лопаток 1 приварена к цилиндрической поверхности съемной опоры 4 и усилена с обеих сторон косынками 8. Болты или шпильки 7 скрепляют между собой диски 6, съемную опору 4 и фланец ступицы 5, которая через подшипники 9 опирается на кожух 10 полуоси 11, а последняя крепится к ступице 5 болтами 12. В полости диска внутреннего колеса установлены тормозной механизм 13 и тормозной барабан 14.
Для условий эксплуатации грузового автомобиля в средней полосе оптимальное количество лопаток 1 может быть выбрано, например, равным 4 или 6. Ширину лопаток при этом целесообразно принять около 100 мм, а диаметр их вылета - на 40-60 мм меньше диаметра покрышек колес в рабочем состоянии. Лопатки 1 могут быть выполнены из коррозионно-стойкой стали толщиной 5-10 мм, иметь плоскую или вогнутую форму для захвата грунта, а опора 5 может иметь вид полого цилиндра или может быть изготовлена из цельного куска металла. Болтовые соединения устройства рассчитываются с запасом для всех условий работы автомобиля.
Устройство для повышения проходимости грузового транспортного средства функционирует следующим образом.
Предварительно в гаражных условиях с помощью подъемников с транспортного средства снимают внешние колеса 3 сдвоенных ведущих колес, затем на болты или шпильки 7 сначала насаживают заранее собранное устройство, а затем внешнее колесо 3, после чего их фиксируют гайками, навинчиваемыми на указанные болты или шпильки 7. Затем снимают автомобиль с подъемников и проверяют зазор между вершинами нижних лопаток 1 и поверхностью опоры автомобиля, при этом зазор должен находиться в указанных выше пределах с учетом заданного нормативного давления в шинах.
Транспортное средство, оснащенное предложенным устройством на сдвоенных ведущих колесах, эксплуатируют в различных дорожных условиях. При движении транспортного средства по твердому покрытию предложенное устройство не вызывает помех в движении.
При отсутствии твердого покрытия в условиях бездорожья, вызванного, в том числе, обильными осадками в виде снега или дождя, ведущие колеса транспортного средства могут оказаться погруженными в вязкий грунт на значительную глубину. В этом случае нижние лопатки 1 предложенного устройства при вращении ведущих колес 3 обеспечивают значительное сцепление с вязким грунтом и транспортное средство получает дополнительное и значительное тяговое усилие по сравнению с транспортным средством, не оборудованным предложенными устройствами.
Этим решается важная для сельской местности задача повышения проходимости грузопассажирских транспортных средств в неблагоприятных дорожных условиях как в зимний, так и летний периоды.
Проведенные в МГАУ им В.П.Горячкина теоретические расчеты и исследования ходовых характеристик транспортных средств с пневматическими шинами, оснащенными устройствами для повышения проходимости грузового транспортного средства, выявили, что оптимальный режим их эксплуатации соответствует указанным характеристикам и параметрам предложенного устройства.