СНЕГОХОД

Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам для перевозки людей и грузов по снегу и/или льду.
Подавляющее большинство снегоходов в настоящее время изготовлено по схеме «две лыжи впереди/одна гусеница сзади». При такой схеме снегоход опирается на три точки, расположенные треугольником. Прежде всего, такая схема обладает оптимальной устойчивостью. Одногусеничная схема позволяет создавать эффективные снегоходы для самых разных целей. Конструкция одногусеничного снегохода является залогом относительно низкого веса, правильного распределения масс, ремонтной доступности всех основных узлов.
Последние годы конструкторы стали уделять повышенное внимание снижению массы. Многие новые модели разработаны «с чистого листа», в них воплощаются самые современные технические решения, в том числе широко используются легкие материалы, из конструкции исключаются некоторые узлы, оптимизируется вся конструкция, широко используются возможности использования более легких элементов конструкции по причине снижения нагрузки на них. При этом, кроме снижения веса, большое внимание уделяется ремонтопригодности и безопасности пользования. Для решения последних задач разработаны модели снегоходов модульного построения. Модульное построение снегохода позволяет разбить снегоход на отдельные функциональные узлы, каждый из которых может быть тщательно отработан. Соединение модулей позволяет решить задачу ремонтопригодности и заменяемости агрегатов путем смены функционального узла. Этот новый принцип компоновки позволяет расширить модельный ряд снегокатов при повышении их эксплуатационных характеристик и возможности усовершенствования отдельных узлов-модулей.
Так, известен снегоход, конструктивные элементы которого объединены в три жестко соединенных друг с другом посредством болтового соединения модуля - модуль передней подвески с двумя поворотными лыжами, модуль двигателя и модуль гусеничного блока, при этом модули жестко соединены друг с другом посредством болтового соединения, и при этом двигатель интегрирован со сцеплением, электростартером и реверсом в едином корпусе, а лыжа передней опоры снабжена подрезами (RU 122636, B62D 55/00, опубл. 10.12.2012). Принято в качестве прототипа.
При исполнении снегохода традиционной не модульной конструкции все узлы крепятся на общем каркасе или остове и все силовые нагрузки передаются на этот каркас или остов. Поэтому эксплуатационная надежность снегохода определяется качеством исполнения каждого узла и качеством его крепления к каркасу или остову. Но при модульном исполнении каждый модуль представляет собой законченный сложный агрегат, состоящий от одного до нескольких узлов, закрепленных на общей для этих узлов раме. Таким образом, в снегоходе общая компоновка построена по принципу соединения между собой отдельных рам модулей. Так как каждый модуль - это законченный функциональный блок, то в такой модульной конструкции снегохода его живучесть зависит от надежности креплений модулей между собой.
При выборе схемы членения снегохода на модули учитывают риски, возникающие при катании на снегоходе. Снегоход не очень устойчив, поэтому даже в случае небольшого препятствия (например, кучи льда, оставленного рыбацким буром) он может опрокинуться наружу поворота и выбросить седоков в том же направлении. Массы снегохода достаточно для причинения человеку тяжелых травм, вплоть до гибели. Аналогично происходит опрокидывание на склоне. При движении поперек склона, снегоход наклоняется в сторону склона. Нередки случаи, когда снегоход заезжает под какое-либо препятствие. Такими препятствиями могут быть провисшие провода, жерди, разного рода растяжки и т.п. При движении на большой скорости следует опасаться наезда на находящиеся под снегом предметы (камни, пни, металлические изделия). Особую опасность они представляют при движении по рыхлому, пушистому снегу (до 40 см), когда снегоход идет глубоко в него проваливаясь. Чрезвычайно опасны мелкие элементы рельефа местности - канавы, обрывы, ямы, особенно в пасмурную погоду, во время снегопада и в темноте.
Перечисленные риски формулируют две задачи живучести: первая - обеспечение сохранности центра тяжести снегохода (или системы «снегоход-пользователь/ли/груз») внутри треугольника, образованного двумя лыжами и гусеницей, вторая - надежность маневровой части снегохода и исключение отрыва одной или двух лыж от опорной поверхности для сохранения целостности треугольника. Обе эти задачи решаются при компоновке снегохода оптимизацией развесовки, то есть распределения веса, приходящегося на лыжи и на гусеницу.
В известном решении снегоход выполнен из трех модулей: модуля передней подвески с двумя поворотными лыжами, модуля двигателя и модуля гусеничного блока. Модуль передней подвески содержит установленные на стойках лыжи, элементы рулевого управления, выполненные по стандартной схеме, и собственно подвеску в виде рычагов и амортизаторов. Таким образом, при оптимизации задачи распределения веса необходимо было учитывать три компоненты (три модуля) с показателями собственного веса и две опоры (передняя - две лыжи и задняя - гусеница). Задача оптимизации заключается в том, чтобы надо выбрать такую компоновку снегохода, при которой общий вес машины точно распределялся бы поровну на каждую опору. Но при наличии трех модулей и двух опор и при сохранении классической компоновки в целом получается, что вес второго модуля должен распределиться между первым и третьим модулем так, чтобы на лыжи и на гусеницу приходились равные весовые нагрузки. При таких условиях затруднительно решить правильно задачу оптимизации веса на опорах.
Ко всему прочему, выделение модуля передней подвески с двумя поворотными лыжами в качестве самостоятельного функционального узла, присоединяемого к модулю двигателя, необоснованно с точки зрения надежности снегохода. Это объясняется тем, что опорой реактивных моментов от нагрузок, возникающих от дорожного покрытия, передаются самому модулю, но реализуются на узле прикрепления этого модуля к модулю двигателя. Каким бы не был узел прикрепления или скрепления модулей, все нагрузки передаются на болты, которые являются самым слабым звеном в любом крепежном соединении. Динамические знакопеременные нагрузки на болтах в конечном итоге приводят либо к разбалтыванию узла скрепления и к их поломке.
Учитывая данные недостатки известного снегохода, ставится задача достижения технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности снегохода за счет переноса динамических нагрузок, возникающих на лыжах в рулевом управлении, на силовую часть модуля двигателя, что позволяет одновременно решить задачу равномерного распределения веса на переднюю и задние опоры.
Указанный технический результат достигается тем, что в снегоходе, конструктивно выполненном из жестко соединенных друг с другом посредством болтового соединения модулей, один из которых представляет собой модуль двигателя, связанный с узлом рулевого управления, связанный со стойками, несущими две поворотные лыжи и подвеску в виде рычагов и амортизаторов, а другой представляет собой гусеничный модуль, узел рулевого управления, связанный со стойками с поворотными лыжами и подвеской интегрирован в модуль двигателя с прикреплением элементов подвески к силовому остову этого модуля.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 изображен общий вид снегохода;
фиг. 2 - общий вид модуля двигателя;
фиг. 3 - общий вид гусеничного модуля.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция снегохода, выполненного модульной компоновки.
Снегоход конструктивно выполнен из жестко соединенных друг с другом посредством болтового соединения модулей (фиг. 1). Первый модуль 1 представляет собой модуль двигателя, связанный с узлом рулевого управления, связанным со стойками, несущими две поворотные лыжи 2 и подвеску в виде рычагов 3 и амортизаторов 4. При этом узел рулевого управления, связанный со стойками с поворотными лыжами 2 и подвеской, интегрирован в модуль двигателя 1 с прикреплением элементов подвески к остову этого модуля. Модуль двигателя включает в себя вариатор без сцепления, электростартер и реверс в едином остове.
В качестве двигателя в заявленной конструкции использован, например, бензиновый двигатель внутреннего сгорания горизонтального типа с воздушным охлаждением встречным потоком воздуха (GY6 170 куб.см., бензиновый с воздушным охлаждением с системой запуска от ручного стартера и/или электростартера).
Второй модуль 5 представляет собой гусеничный модуль (фиг. 3). Гусеничный модуль выполнен с платформой 6 для установки сиденья 7 и багажного отделения 8.
Модуль гусеничного блока (фиг. 3) помимо рамы содержит склизовую рамку с прикрепленными к ней катками. Амортизация гусеничного блока реализована за счет двух продольных рессор, установленных на раме. В центре рессор закреплен балансирный вал с поддерживающими катками для натяжения гусеницы и объединения гусеничного блока в единую конструкцию. Регулировка натяжения гусеничного полотна осуществляется двумя регулировочными болтами, соединенными с балансирным валом. В задней части рамы установлен ведомый вал гусеничного блока с двумя зубчатыми колесами, предотвращающими сход гусеничного полотна с блока. В передней части гусеничного блока в буксах подшипников установлен ведущий вал с зубчатыми колесами, передающими крутящий момент от двигателя. Для передачи крутящего момента от двигателя к гусеничному блоку используют мотоцепь с подпружиненным успокоителем, выполненным из капролона. Описанная конструкция гусеничного блока также обеспечивает плавность хода за счет обеспечения возможности постоянного натяжения цепи.
Изделие настоящего решения представляет собой снегоход, конструктивные элементы которого объединены в два соединенных друг с другом модуля - гусеничный модуль, совмещенный с сиденьем + спинкой и багажным отсеком, модуль двигателя совмещен с элементами пластикового обвеса, бензобаком, цепным механизмом. Элементы рулевого управления и передняя подвеска интегрированы в модуль двигателя, а элементы подвески прикреплены к силовому остову 9 данного модуля. За счет этого достигнуто оптимизированное распределение веса на переднюю и заднюю часть снегохода. При этом двигатель интегрирован с трансмиссией типа вариатор без сцепления, который в свою очередь имеет передачу заднего хода.
Лыжи 2 снегохода (920×150 мм) для улучшения проходимости и маневренности оборудованы коньком 10 посередине. В этих же целях установлена амортизирующая пружина 11 от рычага передней подвески к лыжам. Нижний рычаг передней подвески и амортизаторы соединены в одной точке, что увеличивает надежность передней подвески. Для удобства передвижения во время длительных поездок конструкция дополнительно оборудована спинкой для второго пассажира.
Интегрирование (встраивание или объединение) узла рулевого управления в модуль двигателя позволило обеспечить надежность присоединения рычагов подвески к силовому остову этого модуля и тем самым повысить эксплуатационную надежность узла подвески. При этом стойка самого рулевого управления так же закреплена на этом остове и связана с рычагами поворота лыж. Это обеспечило разгрузку узла управления от нагрузок, действующих на подвеску и обеспечило функционирование каждого узла в точном соответствии с его назначением.
Совмещение модуля двигателя с элементами подвески лыж и рулевым управлением привело к увеличению веса этого блока и позволил точно распределить общий вес снегохода по опорным точкам. Развесовка - то есть, распределение полной массы снегохода между лыжами и гусеницей основано на том. что увеличение доли нагрузки, приходящейся на лыжи повышает управляемость. По этому пути идут при конструировании кроссовых и туристических моделей, для которых проходимость по глубокому снегу является вторичным качеством. Увеличение нагрузки на гусеницу в совокупности с увеличением ее размера смещает приоритет в сторону проходимости.
Таким образом, усовершенствование, заключающееся в исполнении снегохода из двух модулей, один из которых представляет собой компоновочную комбинацию системы управления, подвески и трансмиссии, обеспечило возможность оптимизации веса по опорным точкам в опорном треугольнике и возможность повышения эксплуатационной надежности и безопасности снегохода за счет исключения количества узлов скрепления модулей.
Полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена в технологиях производства снегоходов.