Легкий трехколесный вездеход для преодоления водных препятствий

Полезная модель относится к транспортным средствам повышенной проходимости и может быть использована при проектировании и изготовлении легкого трехколесного вездехода.
Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является легкий трехколесный полноприводный вездеход, имеющий раму с установленными на ней колесами, сиденье водителя, багажник, руль мотоциклетного типа и силовую передачу, включающую двигатель, сцепление, коробку перемены передач, цепную передачу, дифференциал, две полуоси, вырабатывающую крутящий момент двигателем внутреннего сгорания и передающую его на задние ведущие колеса, на его переднее колесо также передается крутящий момент, вырабатываемый электрическим мотором-редуктором, установленным на неподвижной оси переднего колеса и приводимым в действие от аккумуляторной батареи (патент на полезную модель №189346, опубл. Б.И. №15, 21.05.2019 г.), принят за прототип.
Недостатком данной конструкции вездехода является пониженная безотказность и работоспособность особенно при преодолении водных препятствий. На легком трехколесном вездеходе устанавливаются, как правило, колеса большого диаметра и соответственно большого объема. Это создает предпосылки для преодоления водного препятствия (речки, озера, залива) вплавь, что является большим достоинством вездеходов данного типа. Однако при съезде вездехода с берега на поверхность воды возможно погружение переднего колеса в воду на глубину, превышающую радиус его колеса, под действием веса вездехода и динамических нагрузок. При этом мотор-редуктор, установленный на оси переднего колеса, погрузится в воду, что может привести к нарушению его работоспособности.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является разработка конструкции трехколесного вездехода, повышающей его безотказность и работоспособность при преодолении водных препятствий.
Решение указанной задачи достигается тем, что легкий трехколесный вездеход, имеющий раму с установленными на ней колесами, сиденье водителя, багажник, руль мотоциклетного типа и силовую передачу, включающую двигатель, сцепление, коробку перемены передач, цепную передачу, дифференциал, две полуоси, вырабатывающую крутящий момент двигателем внутреннего сгорания и передающую его на задние ведущие колеса, на его переднее колесо также передается крутящий момент, вырабатываемый электрическим мотором-редуктором, приводимым в действие от аккумуляторной батареи, отличающийся тем, что согласно полезной модели мотор-редуктор установлен на вилке переднего колеса в ее верхней части и передает крутящий момент на переднее колесо с помощью цепной передачи. Такое расположение мотора-редуктора исключает его погружение в воду при преодолении водоема.
Устройство и принцип работы полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид вездехода сбоку, на фиг. 2 - то же сверху.
Вездеход состоит из рамы 1 с установленными на ней задними ведущими колесами 2 и соединенной с ней вилкой переднего колеса 6 с передним колесом 3, рамы 5 и сиденья 4. Вездеход имеет две системы привода ведущих колес - электромеханический привод переднего колеса 3 и механический привод задних колес 2. Для этого на вилке 6 переднего колеса 3 закреплен мотор-редуктор 8, передающий крутящий момент на ступицу переднего колеса с помощью цепной передачи 9. Силовая же передача задних ведущих колес 2 включает в себя двигатель 7, сцепление, механическую коробку перемены передач, карданную передачу и ведущий мост с главной передачей, дифференциалом и двумя полуосями.
Взаимодействие двух ветвей привода ведущих колес вездехода рассмотрим на примере преодоления им водного препятствия. При съезде вездехода с берега на воду под действием силы тяжести и инерционных сил его колеса погружаются в воду. При проектировании вездехода его весовые характеристики и объем его колес выбираются такими, чтобы его колеса погружались в воду не ниже их осей. Под действием сил инерции возможно кратковременное их погружение на глубину большую радиуса его колес. Но мотор-редуктор, расположенный в верхней части вилки переднего колеса, в воду, как правило, погружаться не будет. Работа его будет безотказной.
При движении вездехода вплавь по водоему крутящий момент, вырабатываемый двигателем 7, через сцепление, коробку перемены передач и карданную передачу передается на ведущий мост и далее на ведущие колеса 2. При вращении ведущих колес в воде крутящий момент трансформируется в касательную силу тяги, за счет которой и осуществляется движение вездехода.
При подходе вездехода к берегу водитель, располагаясь на сиденье 4, тумблером, расположенным на руле, включает привод мотора-редуктора 8 от аккумуляторной батареи, установленной в багажнике вездехода. Крутящий момент, вырабатываемый мотором-редуктором, передается через ведущую звездочку 10 на цепь 9 и далее на ведомую звездочку 11, жестко соединенную со ступицей переднего колеса, заставляя переднее колесо 3 вращаться. При дальнейшем перемещении вездехода переднее колесо упирается вначале в дно водоема, а затем в берег. При взаимодействии с твердой поверхностью движения под передним колесом так же, как и под задними возникает касательная сила тяги. Задние колеса 2 вездехода при этом находятся на плаву, и общее сопротивление его движению сравнительно невелико. Оно преодолевается общей силой тяги передних и задних колес. При дальнейшем перемещении вездехода его задние колеса также касаются твердой поверхности дна водоема. Так как общее движение вездехода в этот момент можно охарактеризовать как движение на подъем, то сопротивление будет возрастать. Но одновременно возрастает и реализуемая сила тяги, так как сцепление задних ведущих колес с дном водоема выше, чем их сцепление с водой. В этом случае суммарной силы сцепления передних и задних ведущих колес вездехода достаточно, чтобы преодолеть действующие на него сопротивления. Вездеход в состоянии выйти на берег и продолжить движение.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет увеличить безотказность и работоспособность вездехода при преодолении водных препятствий.