ПЛАВАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AMPHIBIAN EQUIPMNT OF WHEELED VEHICLE

Изобретение относится к колесным транспортным средствам (КТС) со всеми ведущими управляемыми полноповоротными колесами и кузовом, преимущественно к военной технике.
За прототип принято техническое решение по патентам на изобретение РФ №2291808, 2003 «Колесное транспортное средство» и №2342275, 2008 «Механизмы колесного транспортного средства», где разработаны общая компоновка, трансмиссия, привод управления, механизмы обеспечения возможности движения по двум колеям, амортизация колес и тормоза, механизм стабилизации башни.
КТС состоит из двух основных частей: колесной платформы с четырьмя колесными парами и поворотный относительно нее кузов с опорными роликами. Трансмиссия обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к колесным парам. Поворот кузова относительно колесной платформы производится от рулевого колеса водителем. Поворот колесных пар обеспечивается от нижнего вала центрального редуктора и двух цепных передач. Нижняя цепная передача постоянно обеспечивает поворот двух смежных управляемых колесных пар, а верхняя передача при необходимости движения КТС по двум колеям обеспечивает отключение от поворота двух других смежных колесных пар. Вторым механизмом обеспечения возможности движения по двум колеям является ограничитель поворота кузова и двух управляемых колесных пар на угол до 180°. Амортизация колес осуществляется установкой пружинных рессор и амортизаторов на телескопические поворотные колонки колесных пар. Рабочий тормоз - гидравлического, а стояночный тормоз - механического типа. Стабилизация башни относительно сторон света в горизонтальной плоскости достигается при поворотах КТС путем поворота ее относительно кузова в обратную сторону и на такой же угол.
Недостатком прототипа является отсутствие его плавающей способности, что необходимо для военной техники при преодолении водных преград.
Технические результаты изобретения - разработка конструкции и установка на колесное транспортное средство дополнительного плавательного оборудования: герметизированных колесной платформы и кузова, четырех запасных колес, водяных движителей - одного гребного винтового и четырех колесных водометных, а также обтекателя.
Заявленная конструкция содержит герметизированные колесную платформу и поворотный относительно нее кузов, опорные ролики, башню с механизмом ее стабилизации, двигатель со сцеплением и коробкой передач, центральный редуктор, трансмиссию, привод управления, два механизма движения по двум колеям, амортизацию колес и тормоза, а также дополнительное плавательное оборудование. На днище колесной платформы установлены четыре запасных колеса. На задней части кузова установлены водяной гребной винтовой движитель, обеспечивающий передачу крутящего момента от задней части коленчатого вала двигателя к гребному винту через муфту сцепления на вал реверс-редуктора, на котором установлены подвижно без вращения две развернутые соединенные между собой конические зубчатые шестерни, способные перемещаться вдоль этого вала, изменяя направление вращения ведомого конического зубчатого колеса, соединенного телескопическим шлицевым валом с ведущим коническим зубчатым колесом редуктора гребного винта. Корпус редуктора соединен с насадкой гребного агрегата тремя спицами, а ведомое коническое зубчатое колесо и гребной винт жестко установлены на валу, соединенном с ведомым колесом. Гребной агрегат жестко закреплен на двух полозьях, способных перемещаться в пазах кузова, и имеет два фиксированных положения для движения по воде и суше. На каждый корпус межколесных дифференциалов колесных пар установлены водометные движители с приводом от трансмиссии, состоящие из корпуса, вала-шестерни, вал которой установлен на двух подшипниках, а шестерня находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней межколесного дифференциала, гребного винта, жестко установленного на валу-шестерне, корпуса заднего подшипника с защитной решеткой, соединенной с корпусом; защитной решетки водозаборника, двух съемных защитных крышек водозаборника и выходного отверстия водомета. На передней части кузова установлен складной обтекатель, состоящий из левого и правого бортов, складного днища, верхней накладки, крючков на верхних частях бортов, желоба на кузове, четырех шарниров на бортах и днища, трех подпорок, болтовых креплений, крючков на правой части правого борта, переносных зажимных замков и фиксаторов.
Конструкция и установка плавательного оборудования на КТС поясняется чертежами, где представлено: на фиг.1 - общая компоновка КТС с плавательным оборудованием, вид сбоку и сверху; на фиг.2 - схема конструкции и размещения водяного гребного винтового движителя, вид сзади и сбоку; на фиг.3 - схема конструкции и установки водяных водометных колесных движителей, вид спереди и сбоку; на фиг.4 - схема конструкции и установки складного обтекателя, вид спереди, сбоку и сверху.
Предлагается конструкция и установка на КТС дополнительного плавательного оборудования для повышения его плавучести, способности передвигаться и маневрировать на воде. Оно состоит из (фиг.1) герметичных корпуса колесной платформы 1 и кузова 2, четырех запасных колес 10, водяных движителей - одного гребного винтового 11 и четырех колесных водометных 12, а также складного обтекателя 13.
Герметизация колесной платформы 1 и кузова 2 производится с целью исключения попадания вовнутрь воды для сохранения плавучести КТС. Она производится при изготовлении КТС.
Установка четырех запасных колес 10 на КТС не только повышает его плавучесть, но и обусловлена требованиями эксплуатации. Они устанавливаются на днище колесной платформы 1 четырьмя креплениями и закрываются кожухами. Их установка и снятие производятся вручную, а при необходимости - с использованием домкрата путем поднятия соответствующей части КТС.
Водяной гребной винтовой движитель 11 (фиг.1, 2) предназначен для обеспечения движения КТС по воде в прямом и обратном направлениях. Он установлен на задней части кузова 2, обеспечивая передачу крутящего момента от задней части коленчатого вала двигателя 4 к гребному винту 26, и состоит из муфты сцепления 14, реверс-редуктора 15, телескопического вала 16, гребного агрегата 17, двух полозьев 18 и двух пазов 30 на кузове 2.
Муфта сцепления 14 фрикционного типа предназначена для включения и отключения винтового движителя от задней части коленчатого вала 4 и для обеспечения плавного изменения направления крутящего момента реверс-редуктором 15. Ее устройство и работа аналогичны сцеплению в передней части двигателя, а привод включения выведен в кабину.
Реверс-редуктор 15 предназначен для изменения направления вращения гребного винта 26. Он состоит из корпуса 19, ведущего вала 20, двух ведущих конических зубчатых шестерен 21, ведомого конического зубчатого колеса 22 и механизма переключения. Корпус 19 жестко закреплен на кузове 2. Ведущий вал 20 имеет шлицы и жестко соединен с ведомым диском муфты сцепления 14. На этом валу установлены подвижно без вращения две развернутые и соединенные между собой зубчатые шестерни 21. Они обеспечивают изменение направления ведомого конического зубчатого колеса 22 в противоположных направлениях вращения, входя в зацепление с разными шестернями 21, путем их перемещения по валу 20 механизмом переключения из кабины 6, имеющим два фиксированных положения: П - включение переднего хода КТС, З - включение заднего хода КТС. На фиг.2 показано включение переднего хода КТС. Ведомое коническое зубчатое колесо 22 телескопическим шлицевым валом 16 соединено с ведущим коническим зубчатым колесом 27 редуктора 25 гребного агрегата 17.
Гребной агрегат 17 предназначен для обеспечения тяги на воде за счет вращения гребного винта 26. Он состоит из насадки 23, трех спиц 24, редуктора 25 и гребного винта 26. Насадка 23 обеспечивает оптимальную тягу гребного винта 26 и защиту его от повреждений посторонними предметами. Редуктор 25 гребного винта установлен внутри насадки 23 с помощью трех спиц 24 и состоит из корпуса, ведущего 27 и ведомого 28 конических зубчатых колес, вала 29, гребного винта 26. Ведомое колесо 28 и винт 26 жестко установлены на валу 29. Скорость вращения гребного винта 26, обеспечивающего тягу на воде, определяется исходя из скорости вращения коленчатого вала двигателя 4 путем изменения подачи топлива водителем, передаточных чисел конических зубчатых передач реверс-редуктора 15 и редуктора 25, а также геометрии гребного винта 26. Гребной агрегат 17 жестко установлен на полозьях 18, которые свободно перемещаются в пазах 30 корпуса 2 и имеют два фиксированных положения: нижнее - рабочее для движения по воде, верхнее - транспортное для движения по суше. Перевод в эти положения осуществляется вручную, при этом телескопический вал 16 складывается.
Четыре колесных водяных движителя (водометы) 12 (фиг.1, 3) предназначены для обеспечения движения КТС по воде в дополнение к водяному гребному винтовому движителю 11. Они установлены на каждый корпус межколесных дифференциалов 31 колесных пар 8 и обеспечивают передачу крутящего момента от ведущей конической зубчатой шестерни 32 межколесного дифференциала к гребному винту 35. Водомет состоит из корпуса 33, вала-шестерни 34, гребного винта 35, переднего и заднего подшипника с опорной защитной решеткой 36, защитной решетки водозаборника 37, двух съемных защитных крышек 38, 39 водозаборника и выходного отверстия.
Корпус 33 водомета жестко закреплен на корпусе межколесного дифференциала 31 водозаборником в сторону движения КТС вперед. В средней части он внутри имеет опору с передним подшипником и сальником для вала-шестерни 34, шестерня которой находится в постоянном зацеплении с ведущей конической зубчатой шестерней 32 межколесного дифференциала 31. На валу вала-шестерни 34 жестко установлен гребной винт 35. Корпус заднего подшипника вала-шестерни 34 жестко соединен с корпусом 33 защитной решеткой 36.
При движении КТС по суше на водозаборник и выходное отверстие водомета устанавливаются защитные крышки 38 и 39, исключающие попадание внутрь водомета грязи и посторонних предметов. Перед спуском КТС на воду они снимаются.
При входе КТС в воду вода, поступающая внутрь водомета, вращающимся гребным винтом 35 выбрасывается наружу, создавая реактивную струю и тягу, чем обеспечивается движение КТС. Мощность реактивной струи водомета регулируется скоростью вращения коленчатого вала двигателя 4 путем изменения подачи топлива и включения различных передач водителем, передаточным числом зубчатых колес 32 и 34, а также геометрией гребного винта 35 и корпуса водомета 33.
Складной обтекатель 13 (фиг.1, 4) предназначен для уменьшения сопротивления движению КТС по воде и повышения его плавучести. Он размещается на передней части кузова 2 ниже лобового стекла при движении по суше в сложенном виде, а перед преодолением водной преграды собирается. Обтекатель состоит из левого борта 40, правого борта 41, складного днища 42, верхней накладки 43, крючков 44, желоба 45 на кузове 2, шарниров А, Б, В, Г, трех подпорок 46, болтовых креплений 47, крючков 48, переносных зажимных замков 49 и фиксаторов 50.
Борта 40, 41 и днище 42 изготавливаются из гибкого листового материала (толщиной 1-2 мм), обеспечивающего прочность обтекателя 13. Левый борт 40 левой стороной постоянно закреплен на кузове 2 шарниром А, правой стороной шарниром Б он соединен с правым бортом 41, а нижней стороной шарниром В - с днищем 42. Днище 42 посередине имеет шарнир Г и при сборке обтекателя 13 в разложенном плоском положении второй стороной вставляется в желоб 45 нижней части кузова 2, а третьей стороной оно крепится к нижней части правого борта 41 болтовыми креплениями 47, состоящими из вилки, жестко закрепленной на нижней части правого борта 41 и болта с фиксированной гайкой. Вилка и днище имеют отверстие под этот болт. Правый борт 41 при сборке обтекателя крючками 48 (фиг.4, вид Ж) крепится к кузову 2 съемными зажимными замками 49. После закрытия замков 49 их рукоятки съемными фиксаторами 50 закрепляются на кузове 2 от случайного их открытия. Три подпорки 46 предназначены для обеспечения жесткости верхней части обтекателя 13. На кузове 2 они имеют общий шарнир, а на бортах 40, 41 и на верхней части шарнира Б при сборке обтекателя они закрепляются креплениями 47. После сборки обтекателя 13 для герметичности всех стыков и шарниров они обрабатываются герметиком для исключения попадания воды внутрь. Верхняя накладка 43 предназначена для исключения попадания внутрь обтекателя 13 воды и посторонних предметов. Она изготавливается из пластичного водонепроницаемого материала (например, брезента) и одной стороной постоянно закреплена на корпусе 2 под лобовым стеклом 9, а на верхних частях бортов 40, 41 и верхней части шарнира Б закрепляется крючками 44, взаимодействующими с отверстиями в накладке 43.
1
1
После преодоления водной преграды обтекатель 13 разбирается, складывается и закрепляется в транспортном положении на кузове 2. На фиг.4 все его элементы после разборки показаны пунктиром, а их обозначения имеют индекс 1, например: 42; Д и т.д. Перевод обтекателя в транспортное положение производится в следующей последовательности.
1. Снять верхнюю накладку 43 с крючков 44 бортов 40 и 41.
2. Снять крепления 47 с подпорок 46 и опустить их вместе с накладкой 43.
3. Снять скребком герметик со всех стыков элементов и шарниров.
4. Снять фиксаторы 50 и открыть зажимные замки 49 по линии Д и переставить их на линию Д1.
5. Вокруг оси шарнира А отвести в сторону от кузова 2 борта 40, 41 с днищем 42 до выхода последнего из желоба 45.
6. Снять крепления 47 и разъединить борт 41 с днищем 42.
7. Сложить днище 42 по шарниру Г, а затем и с левым бортом 40 по шарниру В.
8. Прижать борта 40, 41, сложенное днище 42 к кузову 2 и закрепить правый борт 41 зажимными замками 49 по линии Д1 и закрепить их рукоятки фиксаторами 50 на кузове 2.
Перевод обтекателя в рабочее положение производится в обратной последовательности.
Предлагаемое плавательное оборудование может быть установлено для средств на базе прототипа: легкий танк, бронетранспортер, дорожный миноискатель, машина связи, кинооператорная машина и др.