КОЛЕСО С ОТКАЧИВАЮЩИМИ ЛОПАСТЯМИ "КЕНГУРУ" (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к колесам транспортных средств и приспособлениям к ним, применяемым для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги и может быть использована в качестве колес спортивного и любого другого транспортного средства со скоростью движения выше 30 км/ч по дороге и без ограничения скорости при движении по льду или любой другой скользкой поверхности или нахождении, движении транспортного средства в воде, иле, глубокой грязи.
Известно также приспособление, предотвращающее проскальзывание колес, временно прикрепляемое к ведущим колесам автомобиля, содержащее стальные стержни закрепляемые на, контактирующей с дорогой, поверхности колеса (RU документ А1 №94009400/11, МПК 6 В60В 15/02, опубл. 1995.12.10).
Данное устройство не многофункционально, т.к. недостатком выше указанного устройства является только сцепление с поверхностью дороги путем зацепления в зоне контакта с поверхностью дороги и невозможность увеличивать прижатие колес к дороге и тем более увеличивать прижатие при росте скорости вращения колес и невозможность управления, при постоянной скорости вращения колес, силой сцепления колес с дорожным покрытием. Кроме того, данное приспособление нарушает дорожное покрытие.
Известно автомобильное колесо содержащее: обод, дисковую часть имеющую в средней части вентиляционные отверстия, неподвижно закрепленные откачивающие лопасти (RU документ А1 №2007103606/22(003886), дата подачи заявки 2007.01.30).
Данное устройство не так управляемо, т.к. недостатком выше указанного устройства является сцепление с поверхностью дороги повышенное только при движении в одном направлении транспортного средства. Так же данное устройство не может, при постоянной скорости вращении колес, изменять прижатие к дороге колес транспортного средства, и за счет этого изменять положение салона относительно дороги.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является колесо с откачивающими лопастями, содержащее обод, дисковую часть имеющую в средней части вентиляционные отверстия, неподвижно закрепленные откачивающие лопасти (RU документ А1 №2007103606/22(003886), дата подачи заявки 2007.01.30) - Прототип.
Данная компоновка деталей позволяет создать компактную, легкосъемную и не дорогостоящую установку.
Такое устройство позволяет предотвратить проскальзывание автомобиля при старте, разгоне и скоростном движении. Недостатком данного аппарата является постоянное откачивающее действие - связанное с перерасходом горючего. Так же при движении задним ходом - воздух нагнетается под транспортное средство, что и снижает противодействие проскальзыванию. Так же при совершении поворота скорость колес идущих по наружному радиусу поворота, незначительно выше скорости колес идущих по внутреннему радиусу поворота, а значит, не возникает существенно преобладающей откачивающей силы наружных колес, компенсирующей центробежную силу транспортного средства и оно может вылететь с траектории поворота.
Данный аппарат не может получить технический результат, обеспеченный полезной моделью, по причине, не регулируемой при постоянной скорости вращения колес, силой прижатия транспортного
средства к дороге и неуправляемости откачиванием, левых и правых колес, по отдельности.
Задачей данной полезной модели является усовершенствование полезного эффекта колеса.
Технический результат, который будет, достигнут от использования данной полезной модели и ее вариантов, заключается в управляемом повышении или снижении сцепления колес с дорожным покрытием и возможностью опираться колесами на струи отбрасываемого ими воздуха.
Технический результат достигается тем, что в колесе все детали, осуществляющие этот результат, размещаются в ободе диска и с боков диска (при необходимости) и не касаются дороги.
Сущность полезной модели и ее вариантов заключается в конструктивном усовершенствовании колеса.
Наличие в дисковой части колеса вентиляционных отверстий, подвижных лопастей позволяет использовать данное устройство в качестве колеса или приспособления к ним, применяемым для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги или для снижения давления колес на поверхность дороги, либо для создания сил направленных в направлении осей вращения колес транспортного средства для противодействия сносу на склонах, центробежной силе и другим силам, без использования опоры на дорогу.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид спереди двух колес на одной оси транспортного средства, в разрезе. Колесо с откачивающими лопастями насажено на ось 1 транспортного средства 2, в свою очередь данное колесо содержит дисковую часть 3 и обод 4 с установленными в нем поворотными лопастями 5 с возможностью поворота на закрепленных в колесе осях 6. Для удобства
понимания чертежа на колесе показано только по одной поворотной лопасти 5 с ее закрепленной осью 6.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.10, 11 изображен вид колеса. Колесо содержит обод 4 с расположенными в нем подвижными лопастями 5 с возможностью перемещения по неподвижно расположенным направляющим 8. Для удобства понимания чертежа на колесах показано только по одной подвижной лопасти 5 и к этой лопасти одна неподвижно расположенная направляющая. В тонких линиях показана подвижная лопасть 5 в нейтральном положении, получающемся при движении ее на закрепленной в колесе направляющей 8 в положение, где лопасть меньше всего перемещает воздух при вращении колеса.
Полезная модель осуществляется следующим образом. Перед началом применения в колеса транспортного средства вводятся поворотные лопасти. В нейтральном положении все лопасти расположены как на Фиг.2. Все лопасти поворачиваются, что позволяет их повернуть из нейтрального положения, дающего наименьшее сопротивление вращению, до положений, дающих наибольший откачивающий эффект, выбираемых в зависимости от необходимого скоростного сценария старта и качества дороги. Когда колеса вращаются, а транспортному средству необходимо повысить прижатие к дорожному покрытию, тогда лопасти перемещаются в положение как на Фиг.3, где лопасти откачивают воздух из-под транспортного средства в направлениях показанных тонкими стрелками.
Варианты полезной модели осуществляется следующим образом. Перед началом применения в колеса транспортного средства вводятся подвижные лопасти. В нейтральном положении все лопасти расположены как на Фиг.10, 11. Все лопасти перемещаются одновременно, что позволяет их переместить из нейтрального положения (показанного тонкой линией), дающего наименьшее сопротивление вращению, до положений, дающих
наибольший откачивающий эффект, выбираемых в зависимости от необходимого скоростного сценария старта и качества дороги. Когда колеса вращаются, а транспортному средству необходимо повысить прижатие к дорожному покрытию, тогда лопасти 5 перемещаются, на направляющих 8, в затушеванное положение, как на Фиг.3, и тогда лопасти откачивают воздух из-под транспортного средства.
Если же при движении транспортного средства необходимо наоборот снизить прижатие колес к дорожному покрытию, тогда лопасти передвигаются в положение как на Фиг.4, где лопасти откачивают воздух под транспортное средство в направлениях показанных тонкими стрелками.
Другое применение, см. фиг.5, где лопасти откачивают воздух под транспортным средством в направлении, показанном тонкими стрелками, направо, а на колеса транспортного средства при этом соответственно действует сила направленная налево, позволяя проходить повороты «налево» на большей скорости.
Как вариант, см. фиг.6, где лопасти откачивают воздух под транспортным средством в направлении, показанном тонкими стрелками, налево, а на колеса транспортного средства при этом соответственно действует сила направленная направо, позволяя проходить повороты «направо» на большей скорости.
Направления откачивания воздуха на фиг.1...8, 9 показывают стрелки 6 и 7. Для фиг.7, 8 и 9 лопасть 5 показана в двух рабочих положениях.
Далее со ссылкой на фиг.7, где появился дополнительно элемент 9 обеспечивающий изменение отверстия для входа воздуха. При осуществлении вариант, показанный на фиг.7 работает, по-разному при вращении колес для движения транспортного средства вперед и при вращении колес для движения транспортного средства назад, но всегда препятствуя попаданию крупных твердых фрагментов в струю
откачиваемого воздуха. Но при закачивании воздуха, под транспортное средство, не защищает внутреннее пространство диска от попадания крупных твердых фрагментов.
Далее со ссылкой на фиг.8, где появился дополнительно элемент 10 обеспечивающий изменение отверстия для входа воздуха. При осуществлении вариант, показанный на фиг.8 работает, по-разному при вращении колес для движения транспортного средства вперед и при вращении колес для движения транспортного средства назад, но всегда препятствуя попаданию крупных твердых фрагментов в струю откачиваемого воздуха. Но при откачивании воздуха, из-под транспортного средства, не защищает внутреннее пространство диска от попадания крупных твердых фрагментов.
Далее со ссылкой на фиг.9, где появились дополнительно элементы 10 и 9 обеспечивающие изменение отверстий для входа воздуха. При осуществлении вариант, показанный на фиг.9, работает одинаково при вращении колес транспортного средства в любую сторону, всегда препятствуя попаданию крупных твердых фрагментов в пространство между ободом и осью колеса и в струю откачиваемого воздуха.
Так же применяя элементы, обеспечивающие изменение отверстий для входа воздуха, достигается не попадание крупных твердых фрагментов в диск колеса и в струю откачиваемого воздуха. Что продлит срок службы дисков колес с лопастями и обезопасит, окружающих с боков от транспортного средства с вращающимися колесами, при нахождении лопастей в рабочем положении, от откачиваемых фрагментов.
Применение синхронного передвижения лопастей позволяет быстро изменять объем откачиваемого воздуха.
Технический результат для автомобиля ВАЗ-2109 оснащенного полезной моделью - интервал изменения прижатия (кГс) одного колеса к дороге при различных скоростях движения и различных углах установки лопастей
Угол поворота лопастей к оси колеса, °
Скорость транспортного средства 72 км/ч (колеса не буксуют)
Скорость транспортного средства 90 км/ч (колеса не буксуют)
15°
±22
±27
30°
±43
±63
45°
±88
±105
60°
±43
±61
Применение уменьшения отверстий для входа воздуха с одной стороны диска до размера меньшего, чем наименьший внутренний диаметр обода позволяет при всех вариантах полезной модели, при нахождении всех лопастей в одной плоскости с осью колеса, получать наибольший откачивающий эффект при скоростях до 70 км/ч.
Далее, настоящая полезная модель будет описана со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в вертикальном разрезе 2-х колес транспортного средства с лопастью перед осью вращения колеса при α=0°.
Фиг.2, 3...6 - виды в горизонтальном разрезе А-А двух колес транспортного средства с лопастью перед осью вращения колеса.
Фиг.7 - вид в вертикальном разрезе двух колес оснащенных сетчатым элементом со стороны корпуса транспортного средства.
Фиг.8 - вид в вертикальном разрезе двух колес оснащенных сетчатым элементом со сторон дальних от корпуса транспортного средства.
Фиг.9 - вид в вертикальном разрезе двух колес оснащенных сетчатым элементом с двух сторон.
Фиг.10 - вид при взгляде параллельном оси колеса на подвижную лопасть, в откачивающем и нейтральном положениях, перемещающуюся на направляющих, направленным от одной точки обода до другой точки обода колеса.
Фиг.11 - вид при взгляде параллельном оси колеса на подвижную лопасть, в откачивающем и нейтральном положениях, перемещающуюся на направляющих, направленным от оси до обода колеса.
Методика гашения буксования. Пусть транспортное средство движется или даже крутится на скользкой дороге. Водитель, например, нажав на руль, оснащенный механизмом поворота лопастей, поворачивает лопасти колес из нейтрального положения в откачивающее из-под транспортного средства положение. Если это мало помогает, тогда нажатием педали газа, увеличивается скорость вращения колес, а значит, лопасти начинают вращаться быстрее - сильнее откачивая воздух из-под транспортного средства. Транспортное средство сильнее прижимается колесами к дороге до установления нужной степени сцепления с дорожным покрытием. Затем водитель дозирует нажатие руля и педали газа, поддерживая необходимую силу сцепления колес с дорогой.
Методика снижения давления колес на дорожное покрытие. Пусть транспортное средство движется по вязкой дороге или тонкому льду. Водитель вышеупомянутым механизмом (приводимым от вытягивания руля на себя) поворачивает лопасти колес из нейтрального положения в откачивающее под транспортного средства положение. Если это недостаточно помогает, тогда нажатием педали газа, увеличивается скорость вращения колес, а значит, лопасти начинают вращаться быстрее - т.е. сильнее закачивая воздух под транспортное средство.
Транспортное средство меньше прижимается колесами к дороге до установления нужного давления колес на дорожное покрытие и нужной степени сцепления с дорожным покрытием. Затем водитель дозирует вытягивание руля и нажатие педали газа, регулируя давление колес на дорожное покрытие и поддерживая необходимую силу сцепления колес с дорогой.
Методика скоростного прохождения поворота. Пусть транспортное средство движется по любой дороге или тонкому льду. Водитель поворачивает руль, транспортное средство поворачивает - на него начинает действовать центробежная сила, которая включает механизм поворота лопастей из нейтрального положения в положение откачивающее воздух со стороны центра поворота, чем создает силу, препятствующую заносу транспортного средства. Если этого не достаточно, тогда нажатием педали газа водитель, увеличивает скорость вращения колес, а значит, лопасти начинают вращаться быстрее - сильнее откачивая воздух со стороны центра поворота. Транспортное средство опирается лопастями колес на откачиваемый воздух. Затем водитель завершает поворот, а лопасти механизм поворота, при исчезновении центробежной силы, возвращает в нейтральное положение. То есть транспортное средство перестает зависеть от сцепления покрышек с дорожным покрытием после начала поворота. Именно поэтому для начала поворота на скользкой дороге нужен еще и ручной привод механизма поворота лопастей из нейтрального положения в положение откачивающее воздух со стороны центра поворота.
Методика изменения высоты транспортного средства. Пусть транспортное средство движется по дороге, где возникает препятствие, которое можно перепрыгнуть. Водитель, сначала лопастями откачивая воздух из под транспортного средства, сжимает амортизаторы, а перед самым препятствием откачивает лопастями воздух под транспортное средство, приподнимаемое на амортизаторах, дополнительно подбрасывая его через препятствие.
Такое устройство удобно в обращении, многофункционально: позволяет увеличивать сцепление колес с дорожным покрытием, как на старте, так и при любых скоростях движения, вращении транспортного средства на любом дорожном покрытии и действует при отрыве приводных колес от дороги и даже при временном отрыве на неприводных колесах транспортного средства, так же позволяет снизить давление колес на дорожное покрытие, как на старте, так и при любых скоростях движения, вращении транспортного средства на любом дорожном покрытии. И позволяет компенсировать центробежную силу при любых скоростях поворота транспортного средства на любом дорожном покрытии и даже действует при отрыве приводных колес от дороги и при временном отрыве на неприводных колесах транспортного средства (даже в случае вылета транспортного средства при повороте с обочины дороги в воздух).