КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE WHEEL

Изобретение относится к колесам с пневматическими шинами, предназначенными для колесных тракторов, комбайнов, экскаваторов и других транспортных средств с безрессорными подвесками.
Известно колесо транспортного средства (авт. св. № 1452713, кл. B60C 17/00, опубл. 1989 г.), содержащее обод, пневматическую шину и вставку из упругого материала, расположенную внутри шины и охватывающую обод, причем вставка выполнена по крайней мере с одной внутренней полостью и включает в себя по крайней мере один впускной и один выпускной клапаны, установленные между внутренней полостью вставки и соответственно внешней средой и внутренней полостью шины. Данная конструкция позволяет повысить долговечность колеса при проколе шины за счет автоматической подкачки.
Данное колесо имеет низкий технический уровень, обусловленный его низкими виброзащитными свойствами, вследствие невозможности обеспечить эффективное гашение вертикальных колебаний транспортного средства.
Наиболее близким к предлагаемому из известных технических решений является колесо транспортного средства (патент РФ №2108240, кл. B60C 17/00, опубл. 1998 г.), содержащее обод и пневматическую шину, в полости которой установлена с кольцевыми зазором эластичная оболочка в виде полого тора, разделяющая полость шины на две полости, образуя в шине кольцевую рабочую полость, сообщающуюся с внутренней полостью эластичной оболочки через клапаны и дросселирующие отверстия, центр тяжести эластичной оболочки расположен ниже оси вращения колеса, причем тор усечен в нижней части и опирается на обод с возможностью осевого вращения, а объем кольцевой рабочей полости меньше объема внутренней эластичной оболочки.
Данное колесо имеет низкий технический уровень, обусловленный низкой надежностью вследствие большой вероятности захвата эластичной оболочки, особенно в случае резкого торможения транспортного средства при движении на гору или с горы, вследствие поворота эластичной оболочки относительно транспортного средства на большой угол, а также невозможностью установки эластичной оболочки в колесе, имеющем неразборный обод, более широко используемый на транспортных средствах, чем разборный.
В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции колеса транспортного средства, обеспечивающей установку эластичной оболочки внутри шины на неразборный обод, тем самым расширяется возможность использования колеса практически на любом транспортом средстве.
Техническим результатом предлагаемого колеса транспортного средства является повышение надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что колесо транспортного средства, содержащее обод и пневматическую шину, в полости которой установлена с кольцевым зазором эластичная оболочка в виде полого тора, разделяющая полость шины на две полости, образуя в шине кольцевую рабочую полость, сообщающуюся с внутренней полостью эластичной оболочки через клапаны и дросселирующие отверстия, причем тор усечен в нижней части и опирается на обод с возможностью осевого вращения, объем кольцевой рабочей полости меньше объема эластичной оболочки, а центр тяжести эластичной оболочки расположен ниже оси вращения колеса, причем эластичная оболочка в нижней части выполнена разъемной с возможностью соединения с помощью замка, причем на эластичной оболочке установлен, по крайней мере, один металлический элемент, взаимодействующий с магнитом, установленным на транспортном средстве.
Причем металлический элемент выполнен в виде ролика.
Существенным отличием заявляемого колеса является то, что эластичная оболочка в нижней части выполнена разъемной с возможностью соединения с помощью замка, что обеспечивает ее установку на неразборный обод колеса.
Вследствие того, что на оболочке установлен, по крайней мере, один металлический элемент, взаимодействующий с магнитом, установленным на транспортном средстве, оболочка не поворачивается относительно транспортного средства при любых режимах движения транспортного средства, что снижает вероятность ее захвата шиной, при этом радиусы округления оболочки в нижней части могут быть уменьшены, а объем оболочки - увеличен, что повышает соотношение объемов оболочки и кольцевой рабочей полости шины.
Установленный на эластичной оболочке металлический элемент, выполненный в виде ролика, позволяет исключить трение между оболочкой и шиной.
Таким образом, указанная совокупность признаков обеспечивает повышение надежности.
На фиг.1 изображено предлагаемое колесо транспортного средства, продольный разрез; на фиг.2 - то же; поперечный разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.
Колесо транспортного средства (фиг.1 и 2) содержит обод 1 и пневматическую шину 2, в полости которой установлена с кольцевым зазором охватывающая обод 1 эластичная оболочка 3 с полостью А в виде полого тора, разделяющая полость шины на две полости, образуя в шине кольцевую рабочую полость Б. Тор усечен в нижней части 4 и опирается на обод с возможностью осевого вращения для обеспечения возможности деформации нижней части шины без касания эластичной оболочки 3. Центр тяжести эластичной оболочки 3 расположен ниже оси вращения колеса, что обеспечивает ее самоустановку после монтажа нижней частью 4 вниз. Для снижения трения эластичной оболочки 3 на обод 1 на ней закреплены ролики 5.
Полости А и Б сообщаются через клапаны 6 и дросселирующие отверстия 7 (фиг.3). Для исключения засорения дросселирующих отверстий 7 и клапанов 6 на последних установлены фильтры 8.
Объем кольцевой рабочей полости Б значительно меньше объема полости А эластичной оболочки 3, что обеспечивает перетекание воздуха из полости Б в полость А при сжатии нижней части шины 2 через клапаны 6 и дросселирующие отверстия 7.
Эластичная оболочка 3 в нижней части 4 выполнена разъемной с возможностью соединения с помощью замка 9, который не дает частям оболочки расходиться при повышении в ней давления.
На эластичной оболочке 3 установлен, по крайней мере, один металлический элемент 10, взаимодействующий с магнитом 11, установленным на транспортном средстве. Причем установленный на эластичной оболочке 3 металлический элемент 10 выполнен в виде ролика, что позволяет исключить трение между оболочкой и шиной.
Предлагаемое колесо транспортного средства работает следующим образом.
Эластичная оболочка 3 вставляется в шину 2 при монтаже ее на неразборный обод благодаря тому, что эластичная оболочка 3 в нижней части 4 выполнена разъемной. После установки эластичной оболочки 3 на обод 1 замком 9 соединяют разъемные части оболочки и заканчивают монтаж шины на обод.
При установке колеса на транспортное средство эластичная оболочка 3 поворачивается нижней частью 4 вниз вследствие смещения ее центра масс относительно оси вращения колеса. Металлический элемент 10, выполненный в виде ролика, начинает взаимодействовать с магнитом 11, установленным на транспортном средстве.
При прямолинейном качении колеса по ровной дороге эластичная оболочка 3 не вращается, относительно транспортного средства, вследствие взаимодействия металлического элемента 10 и магнита 11. Поскольку деформация нижней части шины постоянна, то объем кольцевой рабочей полости шины Б не изменяется и воздух не перетекает через клапаны 6 и дросселирующие отверстия 7, вследствие чего эксплуатационные характеристики коэффициента сопротивления качения колеса остаются неизменными.
При криволинейном качении колеса по ровной дороге осевые силы инерции, действующие на эластичную оболочку 3, воспринимаются роликами 5. Момент трения при этом увеличивается незначительно и эластичная оболочка 3 сохраняет свое устойчивое положение нижней частью 4 вниз.
При разгоне и торможении транспортного средства на эластичную оболочку 3 действует момент, создаваемый силой инерции, относительно оси вращения колеса вследствие того, что ее центр масс смещен вниз. Но эластичная оболочка 3 сохраняет свое устойчивое положение нижней частью 4 вниз вследствие того, что момент взаимодействия металлического элемента 10 и магнита 11 больше момента от сил инерции.
При движении транспортного средства по неровной дороге нижняя часть шины 2 сжимается и разжимается. При сжатии нижней части шины 2 объем кольцевой рабочей полости шины Б уменьшается и воздух из нее перетекает через фильтры 8, дросселирующие отверстия 7 и клапаны 6 в полость А эластичной оболочки 3 с небольшим сопротивлением. При отбое шины 2 объем кольцевой рабочей полости шины Б увеличивается, давление воздуха в ней понижается, вследствие чего воздух перетекает из полости А в полость Б через дросселирующие отверстия 7 с большим сопротивлением, что значительно уменьшает амплитуды резонансных колебаний транспортного средства. При этом воздух в шине нагревается и передает тепловую энергию через обод 1 и шину 2 во внешнюю среду.
При проколе шины 2 воздух из нее выходит, деформация нижней части шины 2 увеличивается и она “захватывает”, т.е. начинает вращать эластичную оболочку 3, из которой воздух выходит только через дросселирующие отверстия 7, что дает возможность колесу некоторое время воспринимать нагрузку.
Таким образом, достигнут технический результат предлагаемого колеса транспортного средства, состоящий в повышении надежности за счет удерживания эластичной оболочки от вращения установленным на ней металлическим элементом, взаимодействующим с магнитом, установленным на транспортном средстве.
Предполагаемая новая конструкция колеса транспортного средства обеспечивает установку эластичной оболочки внутри шины на неразборный обод, тем самым расширяются возможности использования колеса практически на любом транспортном средстве.