ТРИЦИКЛ НА ПНЕВМАТИКАХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована в качестве транспортного средства при движении по бездорожью (болоту, снегу и т.д.).
Известен трицикл на пневматиках низкого давления, включающий двигатель, трансмиссию и три колеса (И по болоту, и по снегу. Моделист-конструктор, №12, 2000 г., с.2-4).
Недостатком устройства является низкая надежность, что приводит к отказам и поломкам элементов конструкции в процессе эксплуатации, а также низкие эксплуатационные качества, которые практически исключают возможность его эксплуатации вне дороги.
Ближайшим аналогом является трицикл на пневматиках низкого давления, состоящий из двигателя, трансмиссии, расположенных на общей раме и трех колес большого диаметра, состоящих из обода и пневмокамер, защищенных сверху покрышками, с передачей крутящего момента на два задних колеса, и передним колесом с вилкой для изменения направления движения (Пневмоход-трансформер. Моделист-конструктор, №2, 2001 г. с.2-6).
Недостатком известного устройства является то, что конструкцией не обеспечивается стабильное положение переднего колеса при движении по прямой под воздействием неровностей дороги. Кроме того, при движении по косогору под воздействием силы тяжести колеса создается момент, стремящийся повернуть рулевое колесо и увести трицикл с прямолинейного движения. Для удержания трицикла в состоянии прямолинейного движения водителю приходится прикладывать значительные физические усилия, нередко соизмеримые с его возможностями.
Технической задачей полезной модели является повышение удобства и легкости управления за счет обеспечения стабильного положения переднего колеса при движении по неровностям дороги и косогору.
Решение указанной задачи достигается тем, что форма вилки переднего колеса и ее соединение с рамой выполнено так, чтобы ось, вокруг которой осуществляется поворот вилки, пересекалась с дорогой в центре пятна контакта колеса с опорной поверхностью.
Выполнение формы вилки переднего колеса и ее соединения с рамой так, чтобы ось, вокруг которой осуществляется поворот вилки, пересекалась с дорогой в центре пятна контакта колеса с опорной поверхностью, позволяет значительно облегчить управление трициклом при движении по неровностям дороги и косогору за счет того, что реакция со стороны дороги на переднее колесо проходит через ось поворота переднего колеса, т.е. величина дестабилизирующего момента равна нулю, так как плечо силы равно нулю.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг.1 изображен общий вид трицикла на пневматиках низкого давления.
На фиг.2 тоже, вид сверху.
На фиг.3 - кинематическая схема трицикла.
На фиг.4 - схема, поясняющая работу переднего колеса у прототипа.
На фиг.5 - схема, поясняющая работу переднего колеса в предлагаемом устройстве.
На фиг.6 - схема, поясняющая работу колеса при движении по косогору.
На фиг.7 - примеры конструктивного выполнения формы вилки переднего колеса и соединения с рамой: а - L-образная; б - Г-образная; в - прямая.
Трицикл на пневматиках низкого давления содержит двигатель 1, трансмиссию, состоящую из цепной передачи 2 и коробки перемены передач
3, которые расположены на общей раме. Коробка перемены передач 3 выполнена двухвальная с четырьмя парами шестерен, обеспечивающих выбор передаточного отношения в зависимости от условий движения. На выходном валу коробки перемены передач 3 расположена ведущая звездочка первой ступени дополнительной цепной передачи 4. Далее вращение передается на промежуточный вал 5, на котором расположены две звездочки, и на корпус дифференциала 6. На нем установлена большая звездочка второй ступени дополнительной цепной передачи 4. С полуосевых шестерен дифференциала крутящий момент через полуоси 7 передается на ведущие колеса 8. Рама пространственная, трубчатая, основу которой составляет П-образная конструкция, опирающаяся сзади на балку ведущего моста, а спереди соединенная с рулевым управлением 9.Переднее колесо 10 обеспечивает управление трициклом во время движения. Все три колеса имеют большой диаметр (до 1500 мм), и состоят из обода 11, пневмокамер 12, защищеных сверху покрышками 13. Переднее колесо закреплено на вилке 14, соединение которой с рамой выполнено так, чтобы ось, вокруг которой осуществляют поворот вилки 14, пересекалась с дорогой в центре пятна контакта переднего колеса 10 с опорной поверхностью (см.фиг.1 и фиг.5). На раме расположен бензобак 15, сиденье водителя 16 и багажник 17.
Трицикл на пневматиках работает следующим образом.
Крутящий момент, вырабатываемый двигателем 1, через цепную передачу 2 передается на ведущий вал коробки перемены передач 3 и с нее на ведущую звездочку сдвоенной дополнительной цепной передачи 4. Через две ступени дополнительной цепной передачи 4 момент передается на большую ведомую звездочку, расположенную на корпусе дифференциала 6. С корпуса диференциала 6 момент передается на ведущие колеса 8. В месте контакта ведущих колес 8 с дорогой возникает касательная сила тяги,
которая, преодолевая силы сопротивления, осуществляет движение трицикла.
При движении по бездорожью, особенно, в условиях лесистой местности трициклу практически постоянно приходится передвигаться по косогору. Управление трициклом осуществляют за счет мускульной энергии человека путем воздействия на руль и поворота посредством него переднего колеса 10.
При повороте переднего колеса 10 относительно прямолинейного движения реакция со стороны дороги на переднее колесо 10 смещается в сторону поворота на некоторое расстояние, и на нем появляется момент, стремящийся вернуть переднее колесо 10 на траекторию прямолинейного движения, что облегчает управление трициклом.
При движении трицикла по косогору (см. фиг.6) под действием силы тяжести (Gт) он стремится скатиться вниз и удерживается от этого за счет сил трения, возникающих в месте контакта колес с почвой и направленных вверх по косогору. Если сила трения будет действовать под передним колесом 10 на некотором плече (плечо а, см. фиг.4) относительно вращения вилки 14 (как у прототипа), то на вилке 14 будет возникать дестабилизирующий момент; стремящийся увести трицикл с траектории прямолинейного движения. В этом случае для противодействия этому моменту и поддержания необходимой траектории движения водитель вынужден прикладывать к рулю значительные физические усилия. Выполнение рулевого управления таким образом, чтобы ось вилки 14 переднего колеса 10, вокруг которой осуществляется поворот вилки 14 пересекалась с дорогой в центре пятна контакта колеса с дорогой, позволяет привести величину дестабилизирующего момента к нулю за счет того, что плечо приложения силы относительно оси поворота вилки будет равно нулю (см. фиг.4 и фиг.5).
В отличии от аналогов данная конструкция трицикла на пневматиках низкого давления имеет повышенное удобство и легкость управления при движении по бездорожью.