КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE WHEEL

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для применения на легковых, грузовых различной грузоподъемности автомобилях и колесных тракторах сельскохозяйственного и общего назначения.
Известно колесо транспортного средства, содержащее ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности с витками, выполненными в поперечном сечении в виде овала Кассини эллипсообразного типа (см. пат.№2048988, МПК В60В 9/06, 25/02, п.3 формулы).
Витки пружины данного колеса шарнирно закреплены по крайней мере в каждом месте касания витков со ступицей и ободом, состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов.
Данное изобретение обладает следующими недостатками.
В результате износа в шарнирном соединении возникает зазор, вызывающий стуки, удары, которые увеличивают износ сопряжений и возможные поломки витков пружины.
Выполнение обода колеса состоящим из металлического и связанного с ним эластичного замкнутых поясов приводит к разрушению металлической части обода в местах крепления за счет увеличения первоначального диаметра отверстий. Это приводит к ударам, прогрессивно разрушающим отверстия крепления. Все это существенно сокращает срок службы колеса.
Создание колеса с повышенной проходимостью с достаточными поперечной устойчивостью и податливостью от вертикальной нагрузки является задачей, на решение которой направлено данное изобретение.
Сущность изобретения заключается в том, что в колесе транспортного средства, содержащем ступицу, связанную с ободом упругим элементом, выполненным в виде пружины, ось которой изогнута по окружности с витками, выполненными в виде овала Кассини эллипсообразного типа, обод колеса выполнен в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса наружной части витков пружины, связанных между собой кордом, а ступица - в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса внутренней части витков пружины, связанных между собой кордом, причем эластичные резиновые пояса обода и ступицы армированы круговым кордом.
Выполнение обода колеса в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса наружной части витков пружины, связанных между собой кордом, обеспечивает эластичное взаимодействие обода с дорожными неровностями за счет сочетания наружной части упругого витка пружины и упругости эластичного резинового пояса обода, обеспечивая его податливость при наезде на твердые неровности, что смягчает удар со стороны неровностей, обеспечивая плавность движения и комфортабельность транспортного средства.
Кроме того, эластичные резиновые пояса обода и ступицы армированы круговым кордом в несколько слоев, что обеспечивает прочность эластичных поясов на разрыв, особенно - наружного эластичного пояса, непосредственно воспринимающего динамические нагрузки от неровностей дорожных поверхностей.
Сочетание всех признаков, а именно - выполнение обода колеса в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса наружной части витков пружины, связанных между собой кордом, а ступицы - в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса внутренней части витков пружины, связанных между собой кордом, а эластичных резиновых поясов обода и ступицы армированными круговым кордом, обеспечивает высокую равномерность распределения нагрузки по всему ободу колеса. Предложенное колесо при простоте конструкции снижает максимальные типовые нагрузки, передаваемые на колесо как со стороны почвы при наезде на неровности, так и со стороны автомобиля или трактора. Предлагаемое колесо благодаря податливости упругого элемента и эластичности поясов обода и ступицы имеет деформацию в радиальном направлении вращения колеса, а в поперечном направлении - высокую жесткость, что обеспечивает устойчивое прямолинейное движение колеса, а значит - отсутствует увод транспортного средства, обеспечивая безопасность движения.
Предложенная конструкция колеса обеспечивает высокий моторесурс транспортного средства. Существенно уменьшается буксование при взаимодействии колеса с почвой благодаря плавной безударной передаче крутящего момента от ступицы к эластичному поясу обода, мягко и плавно воздействуя на почвенные кирпичики, сохраняя их несущую способность. При этом устраняется перетирание почвы, предотвращая ее эрозивное разрушение.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предлагаемое колесо, общий вид;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (поперечный разрез обода, ступицы и упругого элемента);
на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.2;
на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.2.
Колесо транспортного средства содержит ступицу 1, связанную с ободом 2 упругим элементом, выполненным в виде пружины 3, ось 4 которой изогнута по окружности. Витки 5 пружины 3 в поперечном сечении имеют форму овала Кассини 6 эллипсообразного типа. Обод 2 колеса выполнен в виде эластичного резинового пояса 7 наружной части витков 5 пружины 3, связанных между собой кордом 9. Ступица 1 выполнена в виде эластичного резинового пояса с армированием внутри пояса 10 внутренней части 11 витков 5 пружины 3, связанных между собой кордом 9. Эластичные резиновые пояса 7 и 10 обода 2 и ступицы 1 соответственно армированы круговыми кордами 12 как по ширине, так и по глубине.
Колесо транспортного средства работает следующим образом. При качении колеса по деформируемому грунту и наезде на неровности в плоскости колеса от вертикальной нагрузки происходит деформация первоначального контура окружности обода 2, выполненного в виде эластичного резинового пояса 7 с армированием наружной части витков 5 пружины 3, связанных между собой кордом 9, и армированием круговым кордом 12. Эластичный резиновый пояс 7 обода 2 работает на растяжение при значительных ударных нагрузках, возникающих при наезде колеса на неровности почвы. При этом в зоне контакта обода 2 с почвой витки 5 пружины 3 упругого элемента, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5 пружины 3 упругого элемента, находящиеся ниже горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса, сжимаются, а витки 5 пружины 3 упругого элемента, находящиеся выше горизонтальной плоскости, растягиваются. При этом происходит небольшой поворот ступицы 1 относительно обода 2, обеспечивая мягкую несколько растянутую во времени передачу крутящего момента от ступицы 1 к ободу 2. Происходит мягкое безударное взаимодействие почвозацепов протектора колеса с почвенными кирпичиками, обеспечивая при этом высокую несущую поверхность и передачу высокого крутящего момента с существенным уменьшением буксования колеса. Это снижает износ протектора колеса, преодолевая многократные разрывные усилия, воспринимаемые кордом 9, связывающим наружные части 8 витков 5 пружины 3, и круговым кордом 12. Благодаря высокой прочности нитей корда 9 обеспечивается постоянное расстояние (шаг) расположения наружной части 8 витков 5, обеспечивая высокую прочность эластичного резинового слоя обода 2 колеса. При воздействии значительных вертикальных нагрузок на обод колеса возникают растягивающие разрывные усилия эластичного резинового пояса 7 обода 2 колеса. Эти динамические усилия, в 7-8 раз превышающие статические усилия, воспринимаются многослойным по ширине и глубине эластичных поясов 7 и 10 круговым кордом 12, обеспечивая прочность и несущую способность колеса. При воздействии вертикальной динамической нагрузки на колесо происходит деформация эластичного пояса 7 обода 2, уменьшается динамический радиус колеса, снижая удельное давление его на почву, не уплотняя ее и сохраняя мелкокомковатую структуру, способствующую повышению урожайности. При этом увеличивается касательное усилие транспортного средства, обеспечивая безопасность движения в гору без переключения передач для дальнейшего движения транспортного средства.
Такое конструктивное выполнение эластичных поясов 7 и 10 обода 2 и ступицы 1 обеспечивает высокую поперечную устойчивость движения колеса, восприятие значительных вертикальных нагрузок при высокой надежности и долговечности колеса и транспортного средства.