ПОЛНОПРИВОДНОЙ МОТОЦИКЛ (ВАРИАНТЫ)
ALL WHEEL DRIVE MOTORCYCLE (OPTIONS)

Настоящее изобретение относится к полноприводным транспортным средствам, преимущественно к мотоциклам.
В 1924 году британскими производителями был создан первый мотоцикл с полным приводом на двух колёсах.
В конце прошлого столетия мотозаводы за рубежом стали экспериментировать с полным приводом.
Эксперименты показали, что приводы жизнеспособны, но их производство дорогостоящее и, как показала практика, в условиях бездорожья они недостаточно надежны.
Наиболее удачными конструкциями являлись образцы фирмы Rokon, в которых использовались две цепи для привода переднего колеса. Например, см. US 4702340, опубл. 27.10.1987 г. Цепной привод был достаточно простым, однако мотоцикл требовал обслуживания после каждого проезда по бездорожью — на механизм налипали куски грязи, которые грозили ему серьёзным повреждением.
Другая фирма - Christini использует для привода переднего колеса длинный телескопический вал, протянутый между двумя угловыми редукторами, расположенными на ступице и в вилке. См., например, US 8689957, опубл. 08.04.2014 г. или US 7487854, опубл. 10.02.2009 г. Передача крутящего момента ко второму элементу трансмиссии осуществляется при помощи небольшого кардана. Такая компоновка вышла более удачной, чем цепной механизм, поскольку вал не загрязняется даже при езде через сильное бездорожье. Однако её минусом стала высокая стоимость, которая ограничивала число покупателей.
Альтернативную компоновку предложила компания Yamaha, которая выпустила модель WR450F 2-Trac с гидромотором в ступице переднего колеса. См., например, JP 09-156570, опубл. 17.06.1997 г. Или более поздний вариант JP 2000-233787, опубл. 29.08.2000 г. Есть у компании Yamaha и вариант для четырехколесного транспортного средства с независимыми гидромоторами в передних правом и левом колесах и механическим приводом задних колес, см. JP 2001-130275, опубл. 15.05.2001 г.
Другим путём пошла компания Honda — в её прототипе использовался компактный коллекторный электромотор, который также находился в ступице переднего колеса. Для приведения в действие такого дополнительного узла использовался генератор увеличенной мощности. Однако производитель был вынужден отказаться от неё, поскольку электромотор при длительном движении по бездорожью сильно перегревался — его нужно было охлаждать по 10 минут каждые полчаса, и в серийный выпуск мотоцикл не пошел. Но компания запатентовала скутер, также с электромотором для привода переднего колеса, см. JP 05-016872, опубл. 26.01.1993 г.
В то же время Honda не оставила попыток создать полноприводной мотоцикл (трицикл), см., например, JP 09-142363, опубл. 06.03.1997 г. или JP 09-142366, опубл. 06.03.1997 г., в которых для привода заднего колеса используется цепная передача, а для привода переднего колеса используется вал, проходящий внутри рамы, и цепь, или JP 07-242190, опубл. 19.09.1995 г., где для привода переднего колеса используется дополнительный мотор.
Предпринимались и другие попытки создать конструкцию полного привода мотоцикла. Например, в JP 2003-002278, опубл. 08.01.2003 г. передача крутящего момента осуществляется с помощью гибкого тросового вала.
Компания Suzuki (JP 01-106795, опубл. 24.04.1989 г.) для передачи крутящего момента колесам использует валы. Аналогичная конструкция существует и у компании Yamaha (см. JP 04-151390, опубл. 25.05.1992 г.).
Недостатками известных полноприводных мотоциклов являются большой вес, ухудшенная управляемость по сравнению с неполноприводными конструкциями, сложность и дороговизна в производстве и обслуживании.
Несмотря на имеющиеся недостатки полноприводных мотоциклов, потребность в них велика. Их успешно используют войска специального назначения (США, Иордания), экстремалы, охотники, жители отдаленных труднопроходимых местностей.
Наиболее близким аналогом является полноприводной мотоцикл, известный из RU 2534161, опубл. 27.11.2014 г. Мотоцикл содержит привод переднего и заднего колес, выполненный в виде муфты сцепления с выходным валом, подключённым к вариатору, на выходном валу которого установлен карданный шарнир, соединённый приводным валом заднего колеса через шлицевое соединение с конической парой привода заднего колеса. На выходном валу жестко закреплена ведущая звездочка цепи привода переднего колеса. Ведомая звездочка цепи закреплена на ведущем валу переднего привода, установленном в двух подшипниках, закрепленных на раме и находящихся под бензобаком, при этом на другом конце ведущего вала жестко закреплена ведущая коническая шестерня, вращающая большую промежуточную коническую шестерню, расположенную под углом 90° к оси ведущего вала, при этом ось большой шестерни совпадает с осью узла крепления вилки и закреплена во втулке вращения вилки на своих независимых подшипниках, причем ведомая коническая шестерня, воспринимающая крутящий момент с промежуточной конической шестерни, насажена на торец разрезного приводного вала, имеющего шлицевое соединение и установленного в подшипниках, корпуса которых крепятся на внутренней стороне вилки. На нижний конец приводного вала посажена вторая малая коническая шестерня, которая передает вращение под углом 90° на большую коническую шестерню, которая крепится на боковую поверхность ступицы переднего колеса, установленного на оси.
В известном аналоге предпринята попытка решить задачу повышения управляемости полноприводного мотоцикла. Но имеющийся в конструкции карданный шарнир не позволяет обеспечить снижение веса и простоту изготовления привода. Кроме того, известная конструкция не предназначена для использования в мотоциклах с числом колес больше двух.
По сравнению с близким аналогом настоящее изобретение обеспечивает равномерное распределение крутящего момента на передний и задний приводы, при этом механизм поворота руля позволяет беспрепятственно менять направление движения и обеспечивает необходимый угол наклона вилки переднего колеса по отношению к дорожному полотну. Кроме того, исключаются характерные недостатки карданной передачи: повышенный вес, дороговизна и сложность изготовления, но при этом обеспечивается эксплуатационная надежность, простота конструкции, возможность применения для мотоциклов с одним передним колесом, со сдвоенными передними колесами, а также для квадроциклов, возможность создания относительно легкого транспортного средства.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков в известных конструкциях полноприводных мотоциклов.
Технический результат заключается в создании простой и надежной конструкции полного привода мотоцикла, обеспечивающей равномерное распределение крутящего момента на передний и задний приводы и беспрепятственное изменение направление движения, снижение веса, с одновременным повышением управляемости и ремонтопригодности, а также возможность применения не только для двухколесных мотоциклов, но также и для трициклов или мотоциклов со сдвоенным передним колесом, и квадроциклов.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается три варианта мотоцикла с полным приводом, а именно:
- мотоцикл с одним передним колесом и одним задним колесом;
- мотоцикл с тремя колесами, например одним передним и двумя задними;
- мотоцикл с четырьмя колесами.
Технический результат обеспечивается тем, что полноприводной мотоцикл содержит привод, включающий ведущий вал коробки передач, звездочки привода переднего и заднего мостов, цепи, конические редукторы, а также установленные в подшипниках валы, при этом ведущий вал коробки передач установлен вертикально с возможностью передачи крутящего момента посредством цепей через закрепленные на нем ведущие звездочки переднего и заднего приводов на ведомые звездочки, установленные на валах переднего и заднего приводов соответственно, на других концах валов переднего и заднего приводов установлены конические редукторы переднего и заднего приводов, передающие крутящий момент на переднее/передние и заднее/задние колеса. При этом для варианта двухколесного мотоцикла на валу переднего привода и на валу заднего привода дополнительно установлены зубчатые передачи, смещающие вал переднего привода и вал заднего привода вправо или влево, а для варианта трехколесного мотоцикла с одним передним и двумя задними колесами дополнительная зубчатая передача, смещающая вал привода вправо или влево, установлена только на валу переднего привода.
По третьему варианту привод мотоцикла не содержит зубчатых передач на валах переднего и заднего приводов, так как для мотоцикла со сдвоенными колесами или с четырьмя колесами, в том числе, для квадроцикла, не требуется смещать валы переднего и заднего приводов.
Кроме того, в соответствии с любым из вариантов мотоцикла вал переднего привода через подшипники соединён со втулкой, образующей с рулевым устройством жесткую конструкцию посредством пластин и через подшипники соединенной с кронштейном рамы мотоцикла, при этом вал переднего привода является осью поворота рулевого устройства и передает крутящий момент на передний редуктор.
И также для любых вариантов конструкции мотоцикла вал заднего привода через подшипники соединён с рамой и передает крутящий момент на задний редуктор.
Сущность настоящего изобретения поясняется следующими иллюстрациями.
Фиг. 1 - Общая схема полноприводного мотоцикла с двумя колесами.
Фиг. 2  - Общая схема полноприводного мотоцикла с тремя колесами.
Фиг. 3  - Общая схема полноприводного мотоцикла с четырьмя колесами.
Фиг. 4 -  Схема переднего привода.
Фиг. 5 -  Схема заднего привода.
Полный привод мотоцикла работает следующим образом.
Крутящий момент с установленного вертикально ведущего вала (1) коробки передач (не обозначена) через звездочки переднего (2) и заднего (3) приводов посредством цепей (4) и (5), передается на ведомые звездочки (7) и (6) валов переднего и заднего приводов соответственно. Далее крутящий момент через конические редукторы переднего (10) и заднего (11) приводов передается на переднее (12) колесо (колеса) и заднее (13) колесо (колеса). В случае двухколесного мотоцикла, т.е. с одним передним колесом и одним задним колесом, на валу (8) переднего привода и на валу (9) заднего привода дополнительно устанавливаются зубчатые передачи (14) и (21) соответственно, которые позволяют сместить вал (8) переднего привода и вал (9) заднего привода вправо или влево.
Если мотоцикл имеет одно переднее колесо и два задних, то устанавливается одна зубчатая передача (14) только на валу (8) переднего привода.
Если колеса сдвоенные или привод предназначается для квадроцикла, то зубчатые передачи (14) и (21) на валах переднего и заднего приводов не устанавливаются.
Для обеспечения возможности изменения направления движения мотоцикла используется система подшипников (фиг. 4), не мешающая работе переднего привода. Вал (8) переднего привода через подшипники (15) соединён с втулкой (16), которая образует с рулевым устройством (19) жесткую конструкцию посредством пластин (17) и через подшипники (18) соединена с кронштейном рамы мотоцикла. При этом вал (8) переднего привода является осью поворота рулевого устройства и передает крутящий момент на передний редуктор (10).
Задний привод (фиг. 5) работает следующим образом: вал (9) заднего привода через подшипники (18) соединён с рамой (20) и передает крутящий момент на задний редуктор (11).
Таким образом, привод на два моста осуществляется посредством только цепных передач, а не комбинировано, что позволяет равномерно распределять крутящий момент.
Подобного рода конструкция позволяет полностью передавать крутящий момент на передний и задний мосты мотоцикла, проста и дешева в изготовлении, надежна в эксплуатации.