Пневмомобиль
PNEUMATIC CAR

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно к автостроению.
Из существующего уровня техники известно устройство автомобиля, который включает: корпус, раму, двигатель, рулевое управление, систему торможения, ведомые колеса, ведущие колеса, привод передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Таким примером является автомобиль «Москвич» патент №2015732251
В автомобилях настоящего времени используется механический привод передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам.
Недостатками данного технического решения являются:
1. Многоступенчатость зубчатых передач редуктора, коробки передач, дифференциала, входящих в механический привод передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, снижающая использование мощности двигателя на 37%.
2. Высокая металлоемкость таких узлов как редуктор, коробка передач, карданный вал, дифференциал, ухудшают важный для автомобиля показатель отношения мощности автомобиля к его весу.
3. Система торможения не отвечает современным требованиям техники безопасности движения автомобиля из-за износа тормозных колодок и утечки тормозной жидкости, что приводит к аварийным ситуациям на дорогах.
4. Применение дифференциала, предназначенного для изменения скорости вращения внешнего ведущего колеса при повороте, не только усложняет конструкцию автомобиля, но и отрицательно сказывается при движении на скользкой или неровной поверхности дороги, когда зависшее колесо, вращаясь в холостую с повышенной скоростью, отнимает большую часть крутящего момента у колеса, стоящего на жесткой поверхности, что снижает проходимость автомобиля. Кроме того, буксующее колесо, работая в режиме наждачного круга, приводит к повышенному износу шины.
5. Необходимость пользования тремя педалями: тормоза, газа и сцепления, а так же рулевым колесом одновременно, усложняет управление автомобилем и приводит к аварийным ситуациям.
В машиностроении известно применение пневматического привода передачи крутящего момента от двигателя к рабочему узлу. Такой привод используется в пневмогайковерте патент №2067923, опубликован в 1996 г.
Устройство пневмогайковерта и его привод включают: компрессор, напорный трубопровод, реверсивный переключатель, подводящие каналы, отводящий канал, турбину, корпус турбины, вал турбины, рабочий узел (в данном случае накидная головка).
Недостатки этого технического решения:
1. Отсутствие в напорном трубопроводе накопительного резервуара, компенсирующего потери давления, возникающие при изменении нагрузки на рабочий узел.
2. Отсутствие регулировки величины подачи сжатого воздуха реверсивным переключателем.
3. Отсутствие увеличителя скорости сжатого воздуха, исходящего из подводящих каналов и воздействующего на лопасти турбины.
Известно, что мощность струи определяется по формуле:
где
N - мощность струи,
ρ - плотность воздуха,
V - скорость истечения струи,
F - площадь воздействия.
3
Из этой формулы видно, что мощность струи пропорциональна кубу скорости, т.е. если скорость струи увеличить в два раза, то ее мощность увеличится в 2=8 раз.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в реализации изделия, отвечающего современным требованиям экономичности, безопасности, энергосбережению, металлоемкости, упрощению конструкции, удобству эксплуатации.
Данная задача решается за счет того, что заявленное изобретение: пневмомобиль, включающий корпус, раму, двигатель, компрессор, напорный трубопровод, реверсивный переключатель, подводящие трубы, отводящую трубу, турбину, ведомые колеса, ведущие колеса, рулевое управление; напорный трубопровод может быть выполнен с накопительным резервуаром, реверсивный переключатель может быть выполнен регулирующим величину подачи сжатого воздуха, поступающего в подводящие трубы. Подводящие трубы могут быть выполнены с конусным увеличителем скорости исходящего из них сжатого воздуха, воздействующего на лопасти турбины, ведущие колеса могут быть установлены на концах вала турбины.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является: упрощение конструкции, снижение металлоемкости, повышение экономичности, улучшение условии эксплуатации, повышение безопасности.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено:
на фиг. 1 - главный вид,
на фиг. 2 - вид сверху,
на фиг. 3 - выноска I на фиг. 2,
на фиг. 4 - выноска II на фиг. 1.
Пневмомобиль включает: двигатель 1 (фиг. 1), соединительный вал 2 (фиг. 1), компрессор 3 (фиг. 1), компенсатор потерь 4 (фиг. 1), напорный трубопровод 5 (фиг. 1), рулевое управление 6 (фиг. 1), ведомые колеса 7 (фиг. 2), ведущие колеса 8 (фиг. 2), манометр 9 (фиг. 1), рама 10 (фиг. 1), корпус 11 (фиг. 1), реверсивный переключатель 12 (фиг. 1), лопасти турбины 13 (фиг. 4), рычаг 14 (фиг. 2), подводящая труба переднего хода 15 (фиг. 1), конусный увеличитель скорости струи 16 (фиг. 1), подводящая труба заднего хода 17 (фиг. 1), отводящая труба 19 (фиг. 2), турбина 21 (фиг. 1), вал турбины 22 (фиг. 2), кожух вала 23 (фиг. 2), кожух турбины 24 (фиг. 2).
Работает устройство следующим образом:
С запуском двигателя 1, создаваемый им крутящий момент передается через соединительный вал 2 на компрессор 3, при этом мощность, создаваемая двигателем, практически без потерь идет на создание компрессором давления сжатого воздуха. Далее сжатый воздух поступает в компенсатор потерь 4, а затем в напорный трубопровод 5. Реверсивный переключатель 12 в момент запуска двигателя закрыт, его рычаг 14 находится в положении 1, перекрывая подачу сжатого воздуха в подводящие трубы 15 и 17. Определив по манометру 9 достигнутого рабочего давления в напорном трубопроводе и выбрав направление движения машины вперед, рычаг 14 медленно переводится из положения 1 в положение 2. Сжатый воздух, поступая по подводящей трубе переднего хода 15 и выходя из ускоряющего сопла 16, воздействует на лопасти 13 турбины 21. Турбина, вращаясь против часовой стрелки, передает через вал 22 вращение на ведущие колеса 8, осуществляя движение машины вперед. Мощность воздействующей струи на лопасти турбины, а с ней и скорость движения машины регулируется степенью открытия входного отверстия реверсивного переключателя 12, посредством рычага 14, положение 4 (фиг. 3). Достигнув нужной скорости движения, рычаг 14 оставляется в этом положении. При повороте машины посредством рулевого управления 8, внешнее ведущее колесо, проходя несколько большее расстояние, чем внутреннее, будет притормаживать, не оказывая при этом существенного влияния на движение машины. В тоже время равномерное распределение крутящего момента на оба ведущих колеса повышает проходимость машины, так как исключается пробуксовка колеса на неровной или скользящей дороге.
Для торможения машины, движущейся вперед, рычаг 14 переводится из положения 2 в положение 3 (фиг. 3, фиг. 2), направляя сжатый воздух по подводящей трубе заднего хода 17 и соплу 16 на лопасти 13 турбины 21, тормозя ее вращение и вращение ведущих колес 8.
Мягкость или резкость торможения регулируется величиной открытия входного отверстия и усилия воздействия струи сжатого воздуха в лопасти турбины, посредством рычага 14 реверсивного переключателя 12.
Аналогичные действия при движении машины назад.