РУЛЕВАЯ ЛЫЖА СНЕГОХОДА

Полезная модель относится к области снегоходостроения и может найти применение при разработке снегоходных транспортных средств, имеющих преимущественно одну рулевую лыжу.
Известна рулевая лыжа снегохода, выполненного по схеме одна лыжа, две гусеницы, которая изготовлена штамповкой из стали. Рабочая поверхность лыжи имеет продольные краевые своды, разделенные выштамповкой, расположенной вдоль средней линии лыжи, в которой установлен сменный конек с подрезом. (Снегоход МВП. Руководство по эксплуатации. ООО «Моторс Василия Преядина», стр. 21 http://techno-chain.ru/wp-content/uploads/2012/12/ Снегоход-МВП.pdf).
Также известна рулевая лыжа снегохода «Буран», выполненного по схеме две гусеницы одна лыжа, которая также, как и у снегохода МВП изготовлена из стали и имеет продольные краевые своды, разделенные сменным коньком с подрезом, расположенным вдоль ее средней линии (Снегоход «Буран». Руководство по эксплуатации. Стр. 22, 23. рис. 8 http://motokam.ru/images/doc/technical/snowmob/Rukovodstvo_po_ekspluatatsii_snegohodov_buran.pdf)
Проходимость снегохода в глубоком и рыхлом снегу зависит от удельного давления на снежный покров, оказываемого лыжей снегохода, и зависит от площади ее опоры. При большой площади опоры лыжи, набирая скорость, снегоход встречает меньшее сопротивление снежного покрова, что положительно влияет на динамику разгона и скорость. Кроме того, уменьшается нагрузка на двигатель - с увеличением скорости снегоход получает дополнительную подъемную силу - выходит на глиссирование.
Недостатком обоих вышеуказанных решений является то, что лыжа, изготовленная из стали, имеет большой вес и снижение удельного давления на снежный покров за счет увеличения ее площади, приведет к увеличению веса снегохода и, как следствие, снижению его маневренности и скорости.
При повороте снегохода, лыжа наклоняется в сторону поворота, край свода лыжи врезается в снежный покров, и принимает на себя всю нагрузку от веса снегохода. Лыжа, выполненная из металла, обладает достаточной прочностью и способна выдержать эту нагрузку. Однако, для снижения удельного давления на снежный покров лыжа должна быть достаточно широкой, что увеличивает вес снегохода.
Чтобы снизить удельное давление на снежный покров для лыж из стали применяют пластиковые накладки, увеличивающие ширину лыжи, которые также из-за меньшего коэффициента трения материала имеют меньшее сопротивление движению, но при этом хоть и незначительно, но увеличивают вес снегохода.
В настоящее время для снижения веса в конструкции снегоходов, выполненных по схеме две лыжи, одна гусеница, применяются легкие материалы - полимеры, которые обеспечивают снегоходу более высокую маневренность и удобство управления. При повороте снегохода такой конструкции лыжи испытывают меньшую нагрузку, чем снегоходы с одной лыжей, т.к. нагрузка распределяется на две лыжи.
Лыжу из полимеров можно выполнить достаточно широкой, чтобы снизить удельное давление на снежный покров, но при использовании такой лыжи в снегоходе, имеющем одну рулевую лыжу, возникает возможность ее поломки, т.к. при повороте снегохода весь его вес воздействует только на край продольного свода лыжи, и предотвратить поломку лыжи в этом случае проблематично.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является распределение нагрузки, действующей на рулевую лыжу при повороте снегохода, выполненного по схеме одна лыжа, две гусеницы, между краем продольного свода лыжи и коньком, что даст возможность использовать рулевую лыжу, изготовленную из полимеров (или облегченную из металла), и таким образом снизить удельное давление на снежный покров, вес снегохода и сопротивление движению.
Заявляемый результат достигается тем, что рулевая лыжа снегохода содержит рабочую поверхность с продольными сводами и конек с подрезом.
Новым в полезной модели является то, что продольные своды лыжи разделены гребнем, лыжа снабжена вторым аналогичным коньком, оба конька закреплены на гребне, при этом ширина лыжи и расстояние от боковых кромок продольных сводов лыжи до горизонтальной плоскости, касательной к рабочим частям подрезов, выбрано из условия одновременного расположения в этой плоскости одной из боковых кромок продольного свода лыжи и рабочей части одного из подрезов при максимальном угле наклона лыжи в их сторону.
Ширина лыжи и расстояние от боковых кромок продольных сводов лыжи до горизонтальной плоскости, касательной к рабочим частям подрезов связаны соотношением:
max
B=2h×cosy+Δ,
где: B - ширина лыжи;
h - расстояние от боковой кромки свода лыжи до горизонтальной плоскости, касательной к рабочим частям подрезов.
max
y - максимальный угол наклона лыжи;
Δ - расстояние между рабочими частями подрезов.
Лыжа выполнена из морозостойкого пластика, подрезы выполнены из износостойкого материала, например карбида кремния или карбида вольфрама и закреплены на коньках в виде прутков, расположенных в канавках, выполненных на гребне.
На прилагаемых чертежах изображено:
Фиг. 1 - лыжа, общий вид
Фиг. 2 - разрез по Α-A фиг. 1
Фиг. 3 - вид лыжи спереди;
Фиг. 4 - лыжа под максимальным углом наклона.
Рулевая лыжа 1 снегохода содержит рабочую поверхность с продольными сводами 2, разделенными гребнем 3, расположенным вдоль средней линии лыжи 1.
Лыжа 1 выполнена из морозостойкого пластика, например полипропилена, полиэтилена, монопластика или высокопрочного композита.
На гребне 3 закреплены два конька 4 с подрезами 5, выполненными из износостойкого материала, например карбида кремния или карбида вольфрама. Подрезы 5 закреплены на коньках 4, например сваркой, пайкой или выполнены с ними за одно целое. Коньки 4 установлены в канавках, выполненных на гребне 3.
max
Ширина B лыжи 1 и расстояние h от боковых кромок 6 продольных сводов 2 лыжи 1 до горизонтальной плоскости 7, касательной к рабочим частям подрезов 5 выбрано из условия одновременного расположения в плоскости 7 одной их боковых кромок 6 продольного свода 2 лыжи 1 и рабочей части одного из подрезов 5 при максимальном угле y наклона лыжи 1 в их сторону.
Расстояние h и соответствующую ему ширину B лыжи можно определить опытным или расчетным путем по формуле:
max
B=2h×cosy+Δ,
где: B - ширина лыжи;
h - расстояние от боковой кромки свода лыжи до горизонтальной плоскости, касательной к рабочим частям подрезов.
max
y - максимальный угол наклона лыжи;
Δ - расстояние между рабочими частями подрезов.
При повороте снегохода происходит его наклон в сторону поворота, при этом за счет соотношения ширины B лыжи 1 и расстояние h от боковой кромки 6 свода 2 лыжи 1 до горизонтальной плоскости 7, касательной к рабочим частям подрезов 5 кромка 6 и рабочая часть подреза 5 одновременно располагаются в одной горизонтальной плоскости 7 - на опорной поверхности, при этом нагрузка от веса снегохода распределяется между краем свода 2 лыжи 1 и подрезом 5. Таким образом, боковая кромка (6) свода 2 лыжи 1 минимально заглубляется в снежный покров и оказывается разгруженной от веса снегохода, что предотвращает поломку лыжи.
Снижение нагрузки на край лыжи позволяет использовать в снегоходе с одной рулевой лыжей лыжу из менее прочного и более легкого материала, чем металл, а именно из полимеров, что дает возможность увеличить площадь рабочей поверхности лыжи для снижения удельного давления без увеличения веса снегохода. Также возможно изготовление лыжи облегченной из металла.
Данный вывод подтвержден созданием математической модели и проведенными натурными испытаниями.