Колесо транспортного средства с изменяемой геометрией
VARIABLE GEOMETRY VEHICLE WHEEL

Изобретение относится к области колес транспортных средств и приспособлений к ним, предназначенным для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги. Оно может быть использовано на транспортных средствах, эксплуатируемых в полевых условиях, при бездорожье и в трудно проходимой местности, в зимних полевых условиях. Известно колесо, содержащее диск, подвижные формообразующие упоры, обод низкого давления из шинной резины, заполняемый жидкостью или газом (см. патент на изобретение RU2661013 доступ PatentDB.ru›patent/2661013). Недостатки известной конструкции: 1. При наезде на препятствие, например бревно, обод низкого давления принимает очертания формы препятствия, то есть бревна, и не обеспечивает проходимость транспортного средства. 2. При езде на трудно проходимых участках дороги с острыми камнями и другими предметами снижается надежность колеса из-за возможности прокола шинной резины. 3. При езде по грунтовым размытым дорогам и занесенных снегом обод низкого давления из шинной резины не обеспечивает должного сцепления с дорогой из-за недостаточного сцепления по площади контакта колеса с дорогой. Указанные недостатки устранены в заявляемом изобретении, которое направлено на решение задачи по повышению проходимости колесного транспортного средства в условиях бездорожья. Указанная задача в заявляемом изобретении решена путем применения конструкции обода, составленного из жестких металлических траков с обрезиненными грунтозацепами, соединенными в обод стяжками и серьгами и соединенные с диском с помощью формообразующих рычагов через подвижные упоры. Жесткий трак дает возможность при наезде на бревно перемещаться по нему без изменения формы трака, при наезде на острые предметы исключить прокол обода, при езде по заснеженной и обледенелой местности за счет увеличенной площади контакта и грунтозацепов исключить проскальзывание колеса и этим самым повысить проходимость колесного транспортного средства в условиях бездорожья.
Чертежи заявляемого изобретения приведены на фиг. 1 бокового вида, на фиг. 2 фронтального вида с частичным разрезом конструкции по нижней части, на фиг. 3 местного вида по узлам креплений траков, стяжек, серег рычагов и упоров.
Позициями на фиг. 1, 2, 3 обозначены следующие элементы и узлы:
1 - трак,
2 - стяжка,
3 - серьга,
4 - диск,
5 - рычаг,
6 - упор,
7 - болт,
8 - гайка,
9 - шплинт,
10 - шайба,
11 - грунтозацеп.
На фиг. 2 элементы крепления: болты, гайки, шайбы, шплинты показаны в виде условного изображения точечно пунктирными линиями.
Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.
Траки 1 представляют собой жесткие металлические плиты с грунтозацепами 11, покрытые тонким слоем резины по поверхности контакта с дорогой.
Траки 1 имеют соединительные отверстия в бобышках (на фиг. 1-3 бобышки и отверстия в них позициями условно не обозначены) и служат для образования сборочного узла - обода после механического соединения их между собой за счет стяжек 2 и серег 3 при помощи болтов 7, гаек 8, шайб 10 и шплинтов 9.
Число траков 1 выбирается исходя из диаметра диска 4 и диаметра образуемого траками круглого обода и в среднем равно 24.
Обязательным условием при выборе числа траков является наличие в составленном ободе одного трака, который соединяется с двумя соседними при помощи стяжек 2. Наличие траков 1, механически подвижно соединяемых между собой в сборочный узел – обод (на фиг.1-3 обод позицией условно не обозначен), с возможностью изменения конфигурации обода от круглой, овальной, эллипсной до композиционно сложной, сочетающей прямолинейный участок с овальным и переходно-эллипсным (см. фиг. 1) является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим достигнуть положительного технического результата по повышению проходимости колесного транспортного средства в условиях бездорожья.
В известной конструкции достигнуть композиционно сложной конфигурации обода, сочетающей прямолинейный участок с овальным и переходно-эллипсным (см. фиг. 1), не возможно, так как отсутствует силовая формообразующая система рычагов 5, стяжек 2, серег 3 с болтами 7 и гайками 8 между диском 4 и шиннорезиновым ободом.
Стяжки 2 служат для обеспечения подвижного крепления траков 1 между собой на участках обода, не имеющих соединений траков с помощью серег 3.
Наличие подвижных стяжек 2 является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим достигнуть положительного технического результата по повышению проходимости колесного транспортного средства в условиях бездорожья за счет увеличения площади контакта колеса с дорогой.
Серьга 3 служит для подвижного соединения траков 1 между собой и также подвижно соединяет через рычаги 5 и упоры 6 образуемый траками 1 обод с диском 4. Серьга 3 обеспечивает подвижное крепление в трех равноудаленных точках: двух точках для двух траков 1 и в одной точке для двух рычагов 5. Наличие серег 3 является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим достигнуть положительного технического результата по повышению проходимости колесного транспортного средства в условиях бездорожья за счет широкого диапазона изменения
конфигурации обода при перекатывании его, например через бревно.
Диск 4 предназначен для крепления обода, образованного траками 1, стяжками 2, серьгами 3, через рычаги 5 и упоры 6 с помощью болтов 7 и гаек 8.
Получаемый при этом сборочный узел на основе диска образует собственно колесо, которое через отверстия в диске (на фиг1-3 позицией не обозначены) с помощью болтов крепится к ступице, расположенной на приводном валу транспортного средства.
Рычаги 5 вместе с упорами 6 воспринимают силу тяжести транспортного средства и крутящий момент от диска 4 и передают эти усилия на обод для получения его оптимальной конфигурации и вращательного движения в соответствии с состоянием дорожного полотна и его сопротивления движению. Наличие рычагов 5 является отличительным признаком, обеспечивающим получение положительного технического результата по повышению проходимости колесного транспортного средства в условиях бездорожья за счет формообразования оптимальной конфигурации обода в соответствии с весом транспортного средства, крутящим моментом от приводного вала и сопротивлением дорожного полотна.
Соотношение диаметра диска по отверстиям в нем для креплений упоров 6 к длине рычага 5 находится в диапазоне от 0,95 до 1,45 в зависимости от диаметра круглого обода, выбираемого по техническим возможностям транспортного средства.
Подвижные упоры 6 служат для крепления двурычажных звеньев, образованных рычагами 5, в местах их соединений к диску 4.
Болты 7, гайки 8, шплинты 9, шайбы 10 служат для креплений элементов колеса и обеспечения поворота этих элементов друг относительно друга при формообразовании оптимальной конфигурации обода.
Наличие болтов, гаек, шплинтов и шайб, соединяющих диск 4 с упорами 6, с рычагами 5, с серьгами 3 и траками 1 является отличительным признаком формообразования оптимальной конфигурации обода, обеспечивающим получение положительного технического результата за счет жесткости и повышенного сопротивления обода при преодолении препятствий в условиях бездорожья.
Грунтозацепы 11 служат для повышения сцепления колесного обода с размытым грунтом или со снеголедовым препятствием в условиях бездорожья.
Заявляемая конструкция работает следующим образом.
Под весом транспортного средства при движении в условиях бездорожья траки 1, контактирующие с дорожным полотном, первоначально образуют элемент обода с прямым участком, составленным из трех траков (см. фиг.1). С увеличением погружения в рыхлый грунт, помимо первоначально контактирующих трех траков, с дорожным полотном начинают контактировать еще четыре трака – по два трака спереди и сзади трех уже контактирующих траков. Так как площадь контакта элемента обода при этом значительно возрастает вследствие жесткости траков, то сцепление колеса с грунтозацепами существенно увеличивается и проскальзывания колеса по дорожному полотну не происходит.
Отсутствие проскальзывания колеса при движении в условиях бездорожья по мягкому грунту является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим достигнуть положительного технического результата за счет жесткости траков и рычажной системы, обеспечивающей формообразование оптимальной конфигурации с большой площадью контакта элемента обода с дорожным полотном.
При наезде на бревно траки обода упираются в поверхность бревна и вследствие жесткости траков происходит их последовательное наложение на поверхность бревна для подъема колеса на высоту, при которой не происходит упора и торможения, а формообразование обеспечивает оптимальную конфигурацию обода, при которой он преодолевает дорожную неровность в виде бревна.
При езде по снежному и ледяному бездорожью мелкие куски снега и льда спрессовываются за счет грунтозацепов и зазоров между траками и создается шероховатая поверхность, по которой обод с грунтозацепами уже не скользит, а перекатывается.