КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к колесным транспортным средствам и касается конструкции безопасных колес.
Одной из проблем колесных транспортных средств является создание новых конструкций движителей, оборудованных широкопрофильными шинами, обеспечивающих проходимость и безопасности эксплуатации на грунтах с низкой несущей способностью при потере внутреннего давления воздуха в шине из-за повреждений (проколе через протектор, порезе боковины, сквозном простреле боковины и других) обладающих, с одной стороны требуемой грузоподъемностью с другой, обеспечивающих заданный ресурс шине.
Известна конструкция колеса (патент РФ №2291788, В60С 17/06, опубл. 20.01.2007) содержащего разборный обод и пневматическую бескамерную шину в полости которой установлена упругая внутренняя опора, ограничивающая радиальную деформацию и обеспечивающая необходимую ее работоспособность при полной потере внутреннего давления из-за сквозных повреждений (проколов, порезов, пулевых пробоев и др.).
Недостатком данного колеса является образование глубокой колеи при движении по грунтам с низкой несущей способностью. При движении по деформируемым грунтам и полной потерей герметичности в шине, на опоре куполообразной формы с относительно узкой конфигурацией по ширине эпюра контактных давлений в зоне взаимодействия шины с поверхностью качения имеет параболическую форму, при этом максимальные давления расположены в средней части. Поэтому имеет место выпирание грунта из зоны контакта и как следствие образование глубокой колеи.
Конструкция опоры куполообразной формы применяется на шинах с отношением высоты профиля к ширине профиля свыше 0,9 (Н/В свыше 0,9) для легковых и грузовых автомобилей при движении по дорогам с твердым покрытием, однако данный профиль неприемлем для широкопрофильных шин с отношением Н/В от 0,60 до 0,90 при движения по деформируемым грунтам из-за потери проходимости.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно - применением упругой опоры специального профиля изменяющей форму контактной поверхности шины с опорным основанием обеспечивающего повышение несущей способности грунта, уменьшение глубины образования колеи, существенному снижению сопротивления качению, улучшению сцепления шины с поверхностью качения.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, упругая опора широкопрофильной шины имеет специальный профиль, обеспечивающий обратный прогиб шине в зоне контакта с грунтом, эпюра давлений так же приобретает вогнутый характер. Изменение формы контактной поверхности широкопрофильной шины с обратной кривизной обеспечивает повышение несущей способности грунта и уменьшение его выпирания из зоны контакта, при заданной грузоподъемности шины. Увеличение зоны контакта шины с грунтом обеспечивает повышение сцепных качеств, курсовой устойчивости и проходимости на грунтах с низкой несущей способностью.
Применяемая совокупность признаков проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что изменение формы контактной поверхности обеспечивает снижение склонности грунта к сдвигам и соответственно меньшему погружению шины в грунт. Кроме того, обратный прогиб при деформации шины повышает несущую способность грунта и обеспечивает заданную грузоподъемность шины при полной потере герметичности. А применение полых каналов в упругой опоре позволяет повысить эластичность и улучшить формирование обратного прогиба шины в зоне контакта с поверхностью качения, а так же равномерное прилегание шины к опоре.
Техническим результатом колеса с внутренней опорой специального профиля для бескамерной шины является обеспечение проходимости колесного средства после полной потери герметичности при движении по грунтам с низкой несущей способностью, а так же повышение ресурса шины.
На фиг. 1 показано колесо транспортного средства в рабочем состоянии; на фиг. 2 - колесо в случае механического повреждения при полной потере герметичности.
Конструкция предлагаемого технического решения представлена на фиг. 1, где:
1 - бескамерная широкопрофильная шина;
2 - внутренний полуобод;
3 - наружный полуобод;.
4 - упругая опора;
5 - вентиль;
6 - резиновое уплотнительное кольцо;
7 - болт;
8 - гайка;
9 - воздушный канал.
Колесо транспортного средства содержит герметичный разъемный обод, включающий внутренний и наружный полуободы 2 и 3, соединенные болтовым соединением 7 и 8, герметичность бескамерной широкопрофильной шины 1 достигается с помощью расположенного в пазе резинового уплотнительного кольца 6 и плотным прижатием упругой опоры 4 к бортам шины болтовым соединением. Предлагаемая упругая опора устанавливается на разъемном ободе колеса в полость пневматической бескамерной широкопрофильной шины, которая ограничивает радиальную ее деформацию и обеспечивает формирование обратного прогиба шине при полной потере внутреннего давления воздуха из-за повреждений.
2
Предлагаемое колесо транспортного средства работает следующим образом. Под действием статической нагрузки, при качении по деформируемому грунту и снижении давления воздуха в бескамерной широкопрофильной шине до минимально допустимого значения (равного 0,6 кг/см) колесо работает в штатном режиме. При дальнейшем снижении давления воздуха и повреждении бескамерной широкопрофильной шины, воздух из ее полости выходит и шина «садится» на опору, деформируя ее до обеспечения требуемой грузоподъемности. В работу вступает упругая опора, шина при этом деформируется и принимает форму профиля опоры в зоне контакта с грунтом. Наличие обратного прогиба в продольном и поперечном профиле в зоне контакта шины с грунтом, обеспечивает достаточное сцепление и проходимость колеса при движении по различным грунтам с низкой несущей способностью.
В предлагаемой конструкции внутренняя опора выполнена монолитной, имеет вогнутый профиль в сечении и два характерных выступа по краям, отношение максимальной высоты упругой опоры А к толщине h в средней части составляет 1,1-1,15. При этом отношение высоты упругой опоры А к высоте профиля шины Н составляет 0,75-0,83, поэтому наружный диаметр упругой опоры не ограничивает радиальную деформацию шины при минимальном давлении воздуха в ней.
Повышение «арочного эффекта» достигается с одной стороны применением эластичного материала опоры, с другой за счет полых каналов, обеспечивающих формирование обратного прогиба поверхности контакта шине. Наличие в упругой опоре двух полых каналов обеспечивает повышение эластичности и более равномерное прилегание широкопрофильной шины к ней при нахождении в зоне контакта с грунтом. Полые каналы расположены под углом 20-25° относительно продольной оси колеса, их ширина составляет 8-16 мм и глубина 15-25 мм. Внутренняя поверхность упругой опоры имеет центральное отверстие выходящее во внутреннюю полость канала, предназначенное для подачи воздуха в шину при накачивании через вентиль.
Использование предлагаемой упругой опоры позволяет реализовать требуемую грузоподъемность колеса, при полной потере давления в бескамерной широкопрофильной шине от различных повреждений при движении по грунтам с низкой несущей способностью (размокшая пахота, снег, песок, заболоченная местность и др.) и как следствие повышению проходимости и курсовой устойчивости транспортных средств.
Таким образом, исполнение колесного движителя оборудованного бескамерной широкопрофильной шиной и упругой опорой специального профиля обеспечивает мобильному транспортному средству на грунтах с низкой несущей способностью при полной потере герметичности, проходимость, курсовую устойчивость и ресурс шины при заданной грузоподъемности по сравнению с известными конструкциями. Кроме того, обеспечивается уменьшение давления шины на грунт.