ПОЛНОПРИВОДНОЕ УНИВЕРСАЛЬНОЕ ШАРНИРНО-СОЧЛЕНЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к шарнирно-сочлененным транспортным средствам повышенной проходимости, предназначенным для перевозки грузов, как по пересеченной местности, так и по дорогам общего пользования, а именно, к вездеходам.
Известно полноприводное шарнирно-сочлененное транспортное средство, содержащее шарнирно связанные между собой последовательно одноосную переднюю полураму и одноосную заднюю полураму, шарнирная связь которых выполнена с одной степенью свободы посредством двух соосных вертикальных шарниров с возможностью относительного углового перемещения полурам, выполненные ведущими передний и задний мосты, связанные с соответствующими полурамами, на передней полураме установлена капотная кабина, силовой агрегат, включающий коробку передач и раздаточную коробку, передний и задний выходные валы которой кинематически связаны, соответственно, с передним мостом и задним мостом, посредством карданных валов, промежуточные опоры которых закреплены на полурамах транспортного средства (см. US 3211498 A, опуб., 12.10.1965).
Известное транспортное средство обладает следующими недостатками. Оно является узкоспециализированным, предназначенным для использования только в качестве самосвала с укороченной базой для маневрирования в ограниченном пространстве. Наличие подвески мостов ограничивает применение транспортного средства в качестве дорожной машины (бульдозера), вездехода. Относительно короткая база не позволяет его использовать в качестве магистрального транспортного средства, передвигающегося с повышенной скоростью. Значительное расстояние от передней оси до оси вертикальных шарниров ограничивает угол складывания полурам из-за потери устойчивости при поворотах, что снижает маневренность и, соответственно, степень универсальности транспортного средства. Наличие горизонтального шарнира, ограничивает грузоподъемность транспортного средства при использовании его в качестве грузового автомобиля, например, самосвала или землевоза. При этом наличие горизонтального шарнира не позволяет сместить центр тяжести загруженного транспортного средства к его середине для обеспечения лучшего распределения массы по мостам, что также ограничивает длину грузового модуля. Длину грузового модуля ограничивает также использование капотной кабины (с размещением водителя в задней ее части), что, при ограничении базы транспортного средства, значительно снижает длину грузового модуля и равномерность загрузки переднего и заднего мостов. При этом неравномерная загрузка мостов значительно снижает вездеходные качества транспортного средства. Кроме того, использование капотной кабины значительно уменьшает угол переднего свеса, что ухудшает проходимость при использовании транспортного средства в качестве вездехода.
Технической проблемой заявленной полезной модели является создание универсального транспортного средства с необходимыми параметрами по управляемости, устойчивости и грузоподъемности, с достаточной проходимостью в условиях бездорожья, с возможностью использования в качестве дорожной и строительной техники, а также с достаточной скоростью движения при перемещении по дорогам общего пользования.
Технический результат заключается в повышении степени универсализации транспортного средства.
Поставленная задача решается, и технический результат достигается тем, что полноприводное универсальное шарнирно-сочлененное транспортное средство содержит шарнирно связанные между собой последовательно одноосную переднюю полураму и одноосную заднюю полураму, шарнирная связь которых выполнена с одной степенью свободы посредством двух соосных вертикальных шарниров с возможностью относительного углового перемещения полурам, выполненные ведущими передний и задний мосты, связанные с соответствующими полурамами, бескапотную кабину и силовой агрегат, включающий приводной двигатель, коробку передач и раздаточную коробку, передний и задний выходные валы которой кинематически связаны, соответственно, с передним мостом и задним мостом, посредством карданных валов, промежуточные опоры которых закреплены на соответствующих полурамах транспортного средства, при этом приводной двигатель установлен на передней полураме, передний и задний мосты выполнены неподрессоренными, связь переднего моста с полурамой выполнена посредством цилиндрических шарниров с возможностью качания в плоскости, пересекающей продольную геометрическую ось передней полурамы, расстояние от оси вращения колес переднего моста до поперечной плоскости передней полурамы, проходящей через геометрическую ось поворота вертикальных шарниров, выполнено в пределах 1350-1750 мм, а расстояние между осями колес переднего и заднего мостов выполнено в пределах 4800-5700 мм.
Технический результат достигается также тем, что угол переднего свеса составляет не менее 36 градусов.
Технический результат достигается также тем, что угол заднего свеса составляет не менее 33 градусов.
Полезная модель поясняется при помощи чертежей.
На фиг. 1 показан вид сбоку на транспортное средство.
На фиг. 2 показан вариант схемы размещения агрегатов трансмиссии транспортного средства.
На фиг. 3 - вид сверху на транспортное средство в момент поворота.
На фиг. 4 - вид спереди.
На фиг. 5 показан вариант использования транспортного средства в качестве дорожной машины.
На фиг. 6 - вариант использования для перевозки длинномерных грузов с манипулятором.
Полноприводное универсальное шарнирно-сочлененное транспортное средство содержит шарнирно связанные между собой последовательно одноосную переднюю полураму 1 и одноосную заднюю полураму 2. Шарнирная связь полурам 1 и 2 выполнена только с одной степенью свободы посредством двух соосных вертикальных шарниров 3 с возможностью относительного углового перемещения полурам 1 и 2. Полурама 1 снабжена связанным с ней ведущим неподрессоренным мостом 4 с колесами 5, а задняя полурама 2 снабжена связанным с ней ведущим неподрессоренным мостом 6 с колесами 7. На передней полураме 1 установлена бескапотная кабина 8 и приводной двигатель 9 силового агрегата, с которым кинематически связаны коробка передач 10 и раздаточная коробка 11. Передний выходной вал 12 раздаточной коробки 11 кинематически связан с передним мостом 4 посредством карданных валов 13 и 14 и вала 15 передней промежуточной опоры 16, закрепленной на передней полураме 1. Задний выходной вал 17 раздаточной коробки 11 кинематически связан с задним мостом 6 посредством карданных валов 18 и 19 и вала 20 задней промежуточной опоры 21, закрепленной на задней полураме 2. Передний мост 4 связан с передней полурамой 1 посредством соосных цилиндрических шарниров 22 с возможностью качания в плоскости, пересекающей продольную геометрическую ось передней полурамы 1, то есть с возможностью качания в плоскости «X», пересекающей условную вертикальную нулевую плоскость «Y» передней полурамы 1 (в соответствии с ГОСТ 28633-90 нулевая плоскость «Y» проходит через продольную осевую линию каждой полурамы, которые совпадают в положении прямолинейного движении транспортного средства).
Расстояние от оси 23 вращения колес 5 переднего моста 4 до условной поперечной плоскости «X» транспортного средства, проходящей через геометрическую ось поворота вертикальных шарниров 3, выполнено в пределах 1350-1750 мм.
3
Расстояние между осями 23 и 24, соответственно, колес 5 и 7 (размер L - база колесной машины по ГОСТ 28633-90) выполнено в пределах 4800-5700 мм.
Описываемое шарнирно-сочлененное транспортное средство обладает расширенной степенью универсальности и может быть использовано для перевозки грузов, как по транспортным магистралям, так и по бездорожью, в качестве бульдозера или иной дорожно-строительной техники, а также в качестве карьерного самосвала.
Управление транспортным средством осуществляется за счет углового поворота полурам 1 и 2 вокруг оси вертикальных шарниров 3. При такой схеме управления важным параметром является расстояние от оси 23 вращения колес 5 переднего моста 4 геометрической оси вертикальных шарниров 3. Предельная минимизация указанного расстояния позволяет достичь максимальной устойчивости транспортного средства при поворотах при уменьшении радиуса поворота и ширины коридора, описываемого внешними габаритами транспортного средства. Достижение минимально возможного указанного расстояния улучшает эксплуатационные характеристики транспортного средства, а именно, маневренность, устойчивость при поворотах при использовании его в качестве магистрального транспортного средства и вездехода.
Использование кабины 8 именно бескапотной позволяет, при ограничении базы транспортного средства, разместить на полураме 2 грузовой модуль повышенной длины за счет смещения укороченной кабины 8 в положение перед передней осью. То есть такое положение, при котором задняя стенка кабины 25 находится примерно в плоскости расположения передней оси 23 или перед ней по ходу движения транспортного средства. Это обеспечивает увеличение объема перевозимого груза (или размещение навесного оборудования повышенного объема) и смещение центра масс ближе к середине транспортного средства. Улучшенная развессовка обеспечивает более равномерную весовую нагрузку на мосты 4 и 6, позволяя равномерно распределить крутящий момент двигателя 9 на передние 5 и задние 7 колеса, что значительно повышает вездеходные качества транспортного средства. Кроме того, при использовании бескапотной кабины 8 значительно увеличивается угол переднего свеса (не менее 36 градусов), что повышает проходимость транспортного средства при использовании его в качестве вездехода, а возможность перемещения грузового модуля ближе к середине транспортного средства, кроме улучшения развессовки по мостам 4 и 6, позволяет увеличить угол заднего свеса (не менее 33 градусов), что также увеличивает его проходимость. Даже при таком значительном угле заднего и переднего свеса, смещение укороченной кабины в положение перед передней осью позволяет разместить на задней полураме навесное оборудование повышенной длины, что, в совокупности с возможностями по размещению оборудования повышенного объема, позволяет расширить степень универсализации транспортного средства за счет возможности размещения на нем различных манипуляторов, например, 26 (см. фиг. 6), грузоподъемного оборудования и/или перевозки длинномерных грузов.
Использование шарниров 3 только с одной степенью свободы (цилиндрический шарнир) позволяет значительно увеличить нагрузочную способность транспортного средства при сохранении требуемой надежности соединения. При этом обеспечение контакта всех четырех колес 5 и 7 с поверхностью достигается за счет крепления переднего моста 4 к полураме 1 посредством соосных цилиндрических шарниров 22 (поперечный балансир), которые обеспечивают возможность качания моста 4 в плоскости, пересекающей продольную геометрическую ось передней полурамы 1. Такая схема транспортного средства обеспечивает максимальную его грузоподъемность при сохранении условия самоустановки колес по поверхности, что обеспечивает возможность его использования, как для грузоперевозок по магистралям, так и в качестве вездехода, карьерного самосвала и дорожно-строительной машины. Кроме того, отсутствие горизонтального шарнира (как в прототипе) экономит пространство между полурамами 1 и 2 и позволяет приблизить ось поворота шарниров 3 с оси передних колес 5, что, как показано выше, повышает маневренность и устойчивость в повороте.
Выбор в пределах обеспечивает наилучшую маневренность транспортного средства в зависимости от его назначения при заданной поперечной устойчивости в поворотах.
Пределы 1350-1750 миллиметровдиапазона расстояния от оси 23 вращения колес 5 переднего моста 4 до плоскости, проходящей через геометрическую ось вертикальных шарниров 3, ограничены применением стандартных комплектующих: силового агрегата и трансмиссии в зависимости от назначения транспортного средства, при обеспечении минимально возможной величины указанного диапазона для обеспечения наилучшей маневренности с заданной поперечной устойчивостью в поворотах.
Отсутствие подвески, при использовании неподрессоренных мостов 4 и 6, компенсируется использованием высокопрофильных шин в колесах 5 и 7, величины деформации которых вполне достаточны не только при использовании транспортного средства в качестве вездехода или карьерного самосвала, но и в качестве магистрального транспортного средства для дорог общего пользования. Кроме того, отсутствие подвески обеспечивает лучшую устойчивость при поворотах на повышенной скорости и лучшую синхронизацию положения полурам относительно поверхности земли, что позволяет использовать транспортное средство в качестве бульдозера путем установки на него отвала 27 (см. фиг. 5) или иной дорожно-строительной машины, например, с установленным на ней подъемным механизмом. Использование же транспортного средства в качестве бульдозера с подвеской недопустимо из-за возможности ее разрушения под действием повышенных продольных нагрузок.
Выполнение транспортного средства с базой 4800-5700 мм позволяет обеспечить возможность его передвижения по транспортным магистралям с повышенной скоростью без явлений галопирования и рыскания, которые возникают при уменьшении базы менее 4800 мм. Увеличение базы более 5700 мм ухудшает (увеличивает) радиус «R» продольной проходимости (см. фиг. 5), что не позволит использовать транспортное средство в качестве вездехода. То есть выполнение базы в указанных пределах позволяет использовать транспортное средство, как в качестве магистрального транспортного средства, так и в качестве вездехода.
Использование передней и задней промежуточных опор 16 и 21 позволяет увеличить диапазон относительного поворота полурам 1 и 2 для улучшения маневренности, а также уменьшает радиус «R» продольной проходимости транспортного средства, что улучшает его качества при использовании в качестве вездехода.
Таким образом, использование описанной полезной модели позволяет значительно повысить эффективность эксплуатации транспортного средства за счет повышения степени его универсализации при обеспечении заданных эксплуатационных характеристик для каждого вида использования.