УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ ВЕДУЩИХ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ
FRONT WHEEL ANTI-SLIP DEVICE

Изобретение относится к области автомобильного транспорта, используемое для повышения сцепления колес с дорожным покрытием при движении на скользкой дороге, преимущественно в зимнее время.
Известно устройство для повышения сцепления и тормозных качеств буксующих колес автомобиля на скользких несущих (опорных) поверхностях, состоящее из бункера для хранения сыпучего антифрикционного материала с направляющим желобом, причем в днище бункера имеются окна с регулировочной колонкой, а в самом бункере установлен ворошитель (патент RU №2332308 С1, кл. В60В 39/04, опубликовано 27.08.2008 г). Привод крыльчатки ворошителя в устройстве осуществляется от контакта ролика с шиной колеса автомобиля посредством карданного вала и конической передачи. Управление подачей песка под колесо автомобиля происходит с помощью электромагнитного клапана. Песок падает через отверстие регулировочной колонки и поступает на крыльчатку ворошителя, которая направляет ее по желобу в зону контакта колеса с дорожным покрытием.
К недостаткам известного устройства можно отнести сложность конструкции, автоматическая система управления при буксовании (проскальзывании) ведущих колес не работает, вследствие чего требуются дополнительные механизмы для обеспечения подачи песка под колеса автомобиля. Кроме этого эффективность подачи песка в зону буксования зависит от частоты вращения ведущего колеса автомобиля, т.е. имеет место неравномерная (циклическая) подача песка, что в итоге снижает надежность сцепления.
Известно также техническое устройство для предотвращения проскальзывания ведущих колес автомобиля (патент RU №2289514 С1, кл. В60В 39/04, опубликовано 20.12.2006 г.), включающее систему подачи выхлопных газов, систему управления подачей песка и бункер для хранения сыпучего материала, в днище которого имеются окна с регулировочной колонкой и направляющий желоб. Песок через окна в дне бункера попадает в желоб, откуда с помощью струи выхлопных газов направляется в зону контакта колес с дорожным покрытием.
К недостаткам данного устройства можно отнести следующее. Выхлопные газы выносят (выдувают) лишь ту часть материала (песок, шлак, мелкий гравий), которая просочилась через отверстие в дне бункера. Поскольку дно бункера неактивное, то материал в бункере зависает, тем более при отрицательных температурах, вследствие чего не обеспечивает необходимую надежность сцепления колес с дорожным покрытием (с опорной поверхностью). Более того, сыпучий абразивный материал должен быть калиброван по крупности, иначе будут забиваться окна в дне бункера. Далее, между окнами имеются сплошные промежутки, на которых накапливается сыпучий материал, что в итоге может привести к забиванию окон в днище бункера. А если учесть, что заполняется бункер сыпучим материалом на трассе разным (слежавшимся, замерзшим), то работоспособность данного устройства будет очень низкой.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному объекту является устройство для предотвращения проскальзывания ведущих колес автомобиля (патент RU №2309054, кл. В60В 39/04, опубликовано 27.10.2007 г.).
Устройство содержит бункер (емкость) для хранения сыпучего абразивного материала (песка), размещенного в кузове автомобиля. Боковые стенки бункера расположены под углом 45° к горизонтальной плоскости. В верхней части бункера имеется загрузочное окно, а в нижней части - выпускное отверстие, перекрываемое ручной задвижкой, причем отверстие примыкает к выпускному клапану, расположенному в днище кузова автомобиля. Для предотвращения самопроизвольного открывания задвижки и произвольного высыпания песка из бункера задвижка соединена с пружиной. Управление задвижкой происходит из кабины автомобиля посредством рычажно-гибких связей. При буксировании машины водитель нажимает на рычаг, задвижка сдвигается, при этом открывается окно и песок под действием силы тяжести падает из бункера в выпускной канал, затем ссыпается на переднюю часть задних колес автомобиля, вследствие чего увеличивается сцепление колеса с поверхностью дороги.
Недостатком данного технического решения является то, что подача песка из бункера осуществляется на шину колеса, а не в зону пробуксовки. Песок, попадая на крутящееся колесо, отталкивается колесом за счет инерции песка, т.е. песок удаляется от зоны контакта. Наличие в выпускном канале изгибов приводит к торможению движения песка. Песок в бункере особенно зимой будет зависать на стенках и дне (плоское дно), что приводит к неравномерности его выдачи. Кроме этого нет никакой регулировки подачи песка. Когда сцепление колеса с дорожным покрытием увеличилось, то подавать большие порции антифрикционного материала перед колесом автомобиля нет необходимости, т.е. происходит необоснованный расход сыпучего абразивного материала, тогда как при дальнейшем движении автомобиля очень важно иметь запас песка. Кроме того, установка бункера снаружи бортов кузова автомобиля увеличивает его габаритный размер, что может привести к нарушению правил дорожного движения. Установка бункера внутри кузова уменьшает его полезный объем. Если это автомобиль самосвального типа, то наличие бункеров с песком может нарушить центровку кузова при его подъеме.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение безопасности движения автомобиля в условиях скользких дорог путем повышения эффективности и надежности подачи абразивного материала на опорную поверхность перед ведущим колесом автомобиля.
max
min
Предлагаемое устройство решает поставленную задачу путем повышения коэффициента сцепления шин колес автомобиля с опорной поверхностью дорожного покрытия. Устройство включает в себя бункер для хранения антифрикционного материала, дно бункера выполнено активным и состоит из чередующихся треугольных выступов, которые расположены перпендикулярно к продольной оси бункера, а между выступами в дне бункера выполнены окна щелевого типа, причем их ширина меняется от максимальной (B) у торца вертикальной стенки бункера, которая находится ближе к колесу автомобиля, до минимальной (B) у его противоположной вертикальной стороне. Под окнами бункера расположена передвижная задвижка (решетка), имеющая такие же окна, как и в дне бункера, причем один конец задвижки (решетки) соединен с вертикальной стенкой бункера посредством пружины и кинематически связан с рычагом управления, расположенным в кабине водителя. Крайнее окно задвижки (решетки), имеющее наибольшую ширину, снабжено поворотной пластиной. Окна задвижки имеют скос стенок, направленный в сторону выхода из бункера сыпучего антифрикционного материала. Боковые стенки бункера имеют в зоне дна продольные Г-образные изгибы, которые являются опорой для решетки. Бункер размещен ниже кузова автомобиля и соединен с рамой автомобиля посредством гибких связей, например пружин.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство в транспортном положении, на фиг. 2 - в рабочем положении; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 1; на фиг. 4 - узел II фиг. 3; на фиг. 5 - узел I фиг. 2 и на фиг. 6 - сечение Б-Б фиг. 1.
Устройство по данному изобретению включает бункер 1 для накопления, хранения и выдачи антифрикционного сыпучего материала. Бункер 1 соединен с рамой 2 автомобиля 3 с помощью гибких связей (пружин) 4.
Для загрузки сыпучего антифрикционного материала бункер 1 снабжен крышками 5. Дно 6 бункера 1 снабжено треугольными выступами 7, расположенными поперек бункера 1, между основаниями выступов 7 в дне 6 выполнены отверстия (окна) 8, причем окна имеют разную ширину «В», наиболее широкое окно находится в торце бункера 1 у его вертикальной стенки 9, прилегающей к колесу 10 автомобиля 3. Боковые продольные стенки 11 и 12 бункера 1 в зоне дна 6 имеют Г-образные изгибы 13, в которые вставлена и фиксируется задвижка 14 решетчатого типа. Задвижка выполнена с окнами 15, идентичными по форме и размерам окнам 8 дна 6. Задвижка 14 связана с бункером 1 посредством пружины 16 и соединена посредством тяги 17 с рычагом управления, расположенным в кабине автомобиля (на чертежах кабина автомобиля не показана).
Устройство для предотвращения проскальзывания ведущих колес автомобиля работает следующим образом.
Бункер 1 заполняется антифрикционным сухим материалом или материалом, не подвергающимся замерзанию. Причем окна 8 в дне 6 бункера 1 перекрыты задвижкой 14 (в данном случае окна 8 дна 6 бункера 1 и окна 15 задвижки 14 не совпадают). При буксовании автомобиля или при выезде на опасный участок дороги (подъем, спуск, вираж) водитель нажимает рычаг (на чертежах не показан) и задвижка 14 посредством тяги 17 перемещается по Г-образных направляющих вперед по ходу движения автомобиля. Окна 15 на задвижке 14 и окна 8 на дне 6 совпадают, и под действием силы тяжести происходит высыпание на дорожное полотно (перед ведущим колесом) антифрикционного материала, увеличивая силу сцепления шины колеса с дорожным покрытием. Благодаря тому, что дно 6 снабжено треугольными (призматическими) выступами 7 сыпучий материал не застревает и свободно направляется в окна 8 дна 6 и проходит через окна 15 задвижки 14. Стенки окон 15 в задвижке скошены, что улучшает высыпание сыпучего материала из бункера 1. Окна 8 дна 6 бункера 1 расположены между выступами 7, причем ширина окон (В) 8 переменная, наибольшее значение у окна, расположенного у вертикальной стенки 9 бункера 1, примыкающей к колесу автомобиля 10. Переменное сечение окон позволяет регулировать подачу сыпучего материала при буксовании автомобиля. Регулирование подачи сыпучего материала также может производится постепенным перемещением задвижки 14, при этом окна на задвижке 15 частично совпадают с окнами 8 в дне 6 бункера 1.
Наибольшая порция сыпучего материала (через самое широкое окно) поступает под колесо автомобиля, это вызвано тем, что в зоне контакта шины колеса с дорожным покрытием наименьший коэффициент сцепления (при буксовании в зимнее время дорожное покрытие становится скользким, образуется слой воды, что резко снижает надежность сцепления колеса с покрытием). Попаданию сыпучего материала именно под колесо способствует и наклонная пластина 18, размещенная шарнирно под этим окном задвижки 14. Управляя пластиной 18 из кабины автомобиля с помощью тяги 19 можно менять угол ее наклона и производить колебательные движения с ней, что повышает эффективность подачи сыпучего материала в зону контакта колеса с опорной поверхностью. На удаленную от колеса зону из других окон подается меньший объем сыпучего материала, т.к. там еще сохранилось дорожное покрытие, не разрушенное колесами автомобиля, например, утрамбованный снег и не требуется большого объема антифрикционного материала.
Предложенное устройство позволяет формировать перед ведущими колесами автомобиля площадку с повышенным коэффициентом сцепления в отличие от известных технических решений, где сыпучий материал подается только под колесо.
Когда автомобиль вышел из зоны буксования водитель отпускает рычаг и задвижка 14 с помощью пружины 16 перемещается в исходное положение, т.е. перекрывает окна 8 в дне 6 бункера 1.
На внутренней стороне боковых стенок 11 и 12 бункера 1 в зоне примыкания их к днищу 6 между треугольными выступами 7 выполнены скосы 20, что предохраняет от зависания сыпучего материала в углах бункера 1 и попадания его на Г-образные направляющие, в которых размещена и передвигается по ним задвижка 14.
Данное устройство монтируется перед каждым ведущим колесом на раме 2 ниже кузова автомобиля 3.
Предложенное устройство имеет простую и надежную конструкцию, обеспечивает экономичный и равномерный расход антифрикционного материала, предотвращает его зависание, не требует каких-либо дополнительных механизмов и энергии для осуществления подачи материала под ведущие колеса автомобиля. Изготовление устройства не требует каких-либо специальных технологий и материалов.