МАЛОГАБАРИТНЫЙ ВСЕСЕЗОННЫЙ ГУСЕНИЧНЫЙ ВЕЗДЕХОД С ПОВЫШЕННЫМ КОМФОРТОМ

Область, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к транспортным средствам, представляет собой принципиально новое транспортное средство - малогабаритный всесезонный гусеничный вездеход (далее - вездеход) повышенной комфортности, который может использоваться в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях экономики и социальной сферы для передвижения по дорогам общего пользования, а также по бездорожью и воде и при этом вездеход является промышленно применимой моделью. Уровень техники
Известно, что все производимые сегодня транспортные средства по назначению можно условно разделить на две категории:
Транспортные средства, предназначенные для передвижения по дорогам общего пользования с возможностью преодоления небольших препятствий за счет дополнительного включения второго или третьего моста, блокирования колес и приводных осей и создания максимально возможного клиренса для возможного проезда над препятствиями.
Максимальная скорость таких транспортных средств на дорогах с твердым покрытием достаточно высока и ограничена только правилами дорожного движения. Скорость же их по бездорожью является небольшой и зависит от вездеходных возможностей этих средств. При этом, условия преодолеваемого бездорожья должны быть достаточно скромные - грязь, небольшой снег, мелкие камни, небольшие препятствия, степной ландшафт и т.д.
Такие транспортные средства обычно выполнены очень комфортно, имеют эстетически красивый внешний вид, но не могут преодолевать более серьезные препятствия - проехать через поваленные деревья, двигаться по глубокому снегу, форсировать болото и тем более плавать.
Вторая категория - специализированные вездеходные транспортные средства. Они не предназначены для передвижения по дорогам общего пользования или могут это делать с маленькой скоростью и, соответственно, на небольшие расстояния. (1. Волков Ю.П. Транспортные гусеничные машины. Ходовая часть. - С. - Петербургский государственный политехнический университет. - 2009 г., 2. Армейские гусеничные машины. Теория. - Воениздат МО. - 1973 г., 3. Армейские гусеничные машины. Теория. - Воениздат МО. - 1974 г.).
В основном такие вездеходы перевозятся на прицепе к легковому автомобилю (снегоходы, квадроциклы, небольшие амфибии) или на грузовых платформах (тяжелые гусеничные машины).
Вездеходные же качества таких машин позволяют им преодолевать практически все виды возможных препятствий - снегоходы могут уверенно двигаться по снежному покрову, квадроциклы могут передвигаться по лесу и переезжать через небольшие поваленные деревья, амфибии преодолевать водные преграды, а гусеничные машины проезжать по болотам. Но длительное использование таких транспортных средств невозможно в силу полного отсутствия комфорта, а, соответственно, и преодоления больших расстояний (после однодневного использования снегохода человек теряет 3-5 кг веса, а при использовании тяжелых гусеничных машин зафиксированы случаи потери слуха и заболевания ревматизма у механиков-водителей).
Известна полезная модель (4. Пелецкий В.В., Трешин Р.В. Снегоболотоход на гусеничном ходу №98710 по заявке №2010124335 от 17.06.2010 г.) снегоболотохода на гусеничном ходу включающем двигательную установку с двигателем внутреннего сгорания, вспомогательное оборудование двигательной установки, средства рулевого управления, гусеничный движитель, сварной корпус со встроенной силовой рамой, в котором носовые части корпуса и гусеничного движителя образуют единую поверхность, нависающую над поверхностью движения снегоболотохода, корпус выполнен герметичным с образованием водоизмещающей полости и расположением двигательной установки в хвостовой части, при этом гусеничный движитель расположен на жесткой раме с расположением приводных валов в его передней верхней части и с уменьшением высоты от носовой к хвостовой части снегоболотохода, снегоболотоход имеет регулируемый по высоте фальшпол, образующий в поднятом положении плоскую площадку, а днище несущего корпуса выполнено полностью ровным.
Известная фирма ARGO (Канада) отмечает среди прочих следующие недостатки выпускаемых ею транспортных средств класса AATV (Amphibious All Terrain Vehicle): дискомфорт и высокий уровень вибраций и перегрузок при езде, связанный с отсутствием подвески; малую скорость, опять же связанную с отсутствием подвески; малый радиус действия, как следствие малой скорости; весьма ограниченную автономность вездехода, вытекающую из малой скорости; дискомфортные условия для экипажа, опасность повреждения машины из-за жесткой передачи усилий на детали трансмиссии и корпуса, что при недостаточной просматриваемости препятствий (камни, кочки, стволы деревьев под снегом или в траве) вынуждает снижать скорость до 5-8 км/час; маленький клиренс как следствие отсутствия подвески и малого диаметра колес; а также затрудненное преодоление препятствий, связанное с отсутствием подвески - вместо обкатывания препятствия колесом, водитель вынужден на высоту препятствия подниматься весь корпус вездехода.
При разработке предлагаемой полезной модели разработчиками были изучены различные по назначению виды техники: автомобили, внедорожники и спортивные автомобили, был изучен опыт применения вездеходной техники в различных вариантах использования, проведен анализ конструктивно близкой техники, собрана и проанализирована информации от непосредственных эксплуатантов вездеходной техники - владельцев и механиков-водителей, в том числе проанализирована информация по зарубежной технике. В результате было выявлено отсутствие на внутреннем рынке России транспортных средств занимающих промежуточное положение между вездеходами особо малого класса, имеющими очень ограниченное практическое применение, и большими гусеничными вездеходами, как правило, изначально военного назначения, имеющими габаритные ограничения и экономическую неэффективность в силу своих размеров и веса.
Именно к этому промежуточному классу транспортных средств относится предлагаемая полезная модель вездехода, отличающаяся повышенным комфортом.
Конструкция разработанного вездехода уникальна, близких аналогов подобрать не удалось. Поэтому за прототип взята полезная модель «Гусеничный плавающий вездеход», с герметичным корпусом, в котором расположены: пассажирский отсек, моторно-трансмиссионный отсек, грузовой отсек; с гусеничными движителями, расположенными по обеим сторонам герметичного корпуса; с силовой установкой, дифференциалом, приводной карданной передачей и в которой силовая установка, размещенная в задней части герметичного корпуса, расположена поперечно продольной оси вездехода, а грузовой отсек расположен над моторно-трансмиссионным отсеком; поворот во время движения осуществляется торможением с помощью одного из гусеничных движителей при помощи гидравлического привода с главными цилиндрами, связанными и приводимыми в движение рулевой рейкой, приводимой в движение от рулевого колеса, гусеничный движитель содержит опорные катки, попарно соединенные в балансирное устройство, опирающиеся своей центральной частью на рычаг торсиона подвески. (5. Зарипов И.M. U1. №122069 от 24.04.2012. Гусеничный плавающий вездеход).
Таким образом, задачей предлагаемой полезной модели как технического решения является создание малогабаритного всесезонного гусеничного вездехода для передвижения в условиях бездорожья, в том числе, водных преград, отличающегося комфортом.
Осуществление полезной модели
Технический результат поставленной задачи заключается в повышении комфорта вездехода достигаемого за счет увеличения плавности хода и скорости движения. На рис.приведена схема вездехода.
Конструкция вездехода содержит кузов (1), привальный брус (2), двигатель с автоматической коробкой передач (3), гусеницу (4), подвески на индивидуальных пружинно-амортизационных стойках (5), кресла (6), механизм управления поворотом (7) с рулевым управлением (8).
Исходя из габаритных и весовых ограничений (по условиям перевозки на прицепе за автомобилем класса Джип), вездеход скомпонован по принципу максимального использования пространства, масса снаряженная 1200 кг, масса - полная - 1700 кг.
Габариты вездехода 3,6×2,0×1,5 м, клиренс - 400 мм.
Плавность хода вездехода обусловлена конструктивными особенностями шасси - длинноходной подвеской (5), адаптирующейся к неровностям поверхности, двухрядной схемой катков для уменьшения вероятности сброса гусеницы, подрессоренным ленивцем (для уменьшения вероятности повреждения шасси и обеспечения постоянного натяга гусеницы), - подвижным рычагом, на кулаке которого закреплены направляющие катки и амортизатор натяга гусеницы.
Вездеход оснащен мягкой длинноходной подвеской с хорошей амортизацией, что обеспечивает машине высокую плавность хода, а это не только увеличивает комфорт, но и позволяет существенно увеличить скорость движения, ограничивая ее только условиями местности, но не техническими характеристиками машины. А это, в свою очередь, существенно увеличивает эффективность вездехода, за счет меньшего времени в пути либо большего пробега. Максимальная скорость, развиваемая вездеходом (ограничена электроникой) - 45 км/час, максимальная скорость конструктивная - 80-90 км/час.
Конструкция подвески выбрана независимой - на индивидуальных пружинно-амотизационных стойках с рычагами, отлитыми из алюминиевого сплава. Отказ от общепринятой торсионной подвески дал сразу несколько преимуществ - освободился внутренний объем, упростилась конструкция корпуса, уменьшилась себестоимость вездехода, облегчилась сборка. Конструктивно подвеска представляет собой собранные в единый узел кронштейн подвески, рычаги, амортизационные стойки, опорные и поддерживающие катки. Узел подвески в сборе крепится к корпусу машины на 4 болтах, что существенно облегчает как сборку, так и ремонт.
Все детали подвески максимально унифицированы, как между собой, так и побортно. Все узлы вращения - оси и ступицы имеют двойное сальниковое уплотнение.
Опорные и направляющие катки предусмотрены в двух вариантах - алюминиевые, литые с наваренным резиновым бандажем, и облегченные, изготовленные из модифицированного наноприсадками сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Таким образом, наличие отличительных признаков в заявляемом решении, изложенных в формуле полезной модели, соответствует условию «новизна».
Использование в конструкции всех признаков формулы позволяет достичь желаемого результата, а именно: повысить комфорт вездехода. Технический результат достигнут.
Управление вездеходом осуществляется тремя основными органами - педалью акселератора, педалью тормоза и штурвалом в виде рулевого колеса. Штурвал обеспечивает поворот машины и объединяет в себе две функции - разрыв потока мощности на отстающую гусеницу и торможение отстающего борта. Управление этими функциями осуществляется последовательно в соответствии с углом поворота штурвала. При повороте штурвала сначала происходит отключение бортового фрикциона, что приводит к прекращению подачи крутящего момента на соответствующий борт. Вездеход начинает плавный поворот из-за сопротивления качению и перематыванию отключенной гусеницы. При дальнейшем повороте штурвала происходит необходимое затормаживание отключенной гусеницы вплоть до полной ее остановки и развороту машины вокруг заторможенной гусеницы. Управление отключением и затормаживанием борта осуществляется специальным кулачковым механизмом, приводящим в действие управляющие гидроцилиндры. Специальный профиль кулачков позволяет получить нужную зависимость радиуса поворота от угла поворота штурвала и усилия на нем. Подобная схема управления позволяет свести к минимуму необходимые управляющие воздействия со стороны водителя, сделать управление комфортным и интуитивно понятным.
Предусмотрены различные комплектации вездехода в зависимости от задач и региона использования. От открытой (на рис.) или тентованной модификации до теплоизолированного кузова с жестким верхом и двойным остеклением для арктических регионов.
Экономическая эффективность, целесообразность и безопасность вездехода
В машине широко применяются современные материалы и узлы. Вместе с тем, конструкция машины очень проста и достаточно консервативна. Это вызвано тем, что вездеходы зачастую эксплуатируются в условиях, где отказ техники может привести к серьезным последствиям, вплоть до гибели экипажа. Поэтому в жизненно важных местах применены простые и проверенные технические решения с гарантированным запасом прочности.
Вездеход, находясь в ценовой категории колесных снегоболотоходов, по комфорту превосходит их. А благодаря недостижимым для них плавности хода, скорости и наличию защиты экипажа от непогоды (в виде тента или жесткого верха), является альтернативой снегоходам и квадроциклам.
Конструкция снегоходной модификации не исключает возможности летней эксплуатации вездехода, что совершенно недостижимо для обычных снегоходов.