ГУСЕНИЧНЫЙ МОТОВЕЗДЕХОД

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям легких транспортных средств, точнее гусеничных мотовездеходов, предназначенных, преимущественно, для перемещений людей в различных дорожных условиях, в т.ч. и на участках с низкой несущей способностью поверхности движения, например, по песку, пашне, снежному покрову, по бездорожью, на заболоченных участках и т.д, и могут быть использованы для мобильных перемещений: служебных, например, фермерами в условиях сельской местности, а также на отдыхе.
Известные из уровня техники транспортные средства аналогичного класса, имеют, в основном, вид снегоходов (к примеру снегоход «Тайга» СТ-500Д - руководство по эксплуатации С40000010РЭ; по патентам SU 298110, 1971 г.; RU 2307759 C1, 2007 г. или RU 99439 U1, 2010 г.), в которых корпус с размещенными в нем сиденьями, силовыми и управляющими агрегатами оснащен одним или двумя задними гусеничными движителями, а спереди имеет также одну или две направляющие опоры в виде лыж. Их основной недостаток - функциональная ограниченность ходовой системы, т.е. эксплуатироваться такие транспортные средства могут только зимой по снежному покрову.
Известны аналогичные транспортные средства, которые, в отличие от предыдущих аналогов, имеют более универсальные ходовые системы, поскольку в одном из них в дополнение к двум задним гусеничным движителям имеется передний колесный движитель, при необходимости устанавливаемый на лыжу, (мотовездеход по патенту DE 717514, 1942 г.); а в другом - ходовая система содержит один задний движитель и передний управляющий элемент, выполненные в виде обособленных гусеничных модулей (гусеничный мотовездеход по патенту RU 56324 U1, 2006 г.).
Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является известный из описания к патенту RU 100997 U1, 2010 г. гусеничный мотовездеход, содержащий основание с сидениями, предназначенными для водителя и пассажира, ходовую гусеничную систему, представляющую собой два побортно расположенных относительно основания гусеничных движителя, каждый из которых имеет резиноармированный гусеничный обвод, опорные и поддерживающие катки, переднюю направляющую звездочку и заднюю ведущую звездочку, содержащий также приводную систему с силовой установкой, например ДВС, связанной посредством клиноременного вариатора и коробки передач с приводными валами ведущих звездочек гусеничных движителей, тормозную систему с остановочным тормозом и побортно установленными на приводных валах ведущих звездочек гидравлическими тормозными суппортами с внутренними цилиндрами, и систему управления движением машины, включающую в себя руль, командные средства управления узлами тормозной системы машины, и блок управления поворотом, исполнительные узлы которого выполнены в виде правого и левого гидроцилиндров, объединеных трубопроводами с внутренними цилиндрами тормозных суппортов с образованием левого и правого замкнутых гидравлических контуров так, что в зависимости от командного положения руля они задействуют внутренние гидроцилиндры тормозных суппортов.
К недостаткам прототипа следует отнести сниженные ходовые качества транспортного средства (ТС), т.к. сосредоточенное в заднем отсеке размещение агрегатов приводной системы, включая силовую установку, во-первых, приводит к такому ухудшению оптимальной развесовки ТС, при котором вместо «ныряния» носом, устраняемого авторами конструкции, не исключено движение этого вездехода с задранным вверх носом (и осадкой на корму), особенно при повышенных мощностных характеристиках агрегатов привода, ведущих к увеличению их габритов и веса; а, во-вторых, приблизив привод к задним ведущим звездочкам движителей, обусловило увеличение протяженности кинематических связей привода и тормозной, а также управляющей систем, приводящее из-за вероятных потерь энергии в них к снижению общего КПД ТС, что может потребовать повышенного расхода топлива. Проявлению этих же недостатков прототипа может послужить завышенный продольный габарит основания (опять-таки из-за указанного выше расположения агрегатов привода) и выполнение гусеничных движителей укороченными относительно основания, что кроме того затрудняет перемещение такого ТС по рыхлому снежному покрову. Не экономично использование вездехода-прототипа для мобильных перемещений одного человека.
Задача, реализуемая полезной моделью, и получаемый при этом технический результат заключаются в расширении арсенала ГС типа гусеничных мотовездеходов за счет создания последних с улучшенными характеристиками ходовых качеств и комфорта, и за счет расширения типоразмерного ряда ТС такого класса созданием недорогих, компактных, многофункциональных и эффективных мини машин.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечиваются тем, что гусеничный мотовездеход, содержащий основание с сидениями, по меньшей мере, одним, предназначенным для водителя, ходовую гусеничную систему, представляющую собой два побортно расположенных относительно основания гусеничных движителя, каждый из которых имеет резиноармированный гусеничный обвод, опорные и поддерживающие катки, переднюю направляющую звездочку и заднюю ведущую звездочку, содержащем также приводную систему с силовой установкой, например ДВС, связанной посредством клиноременного вариатора и коробки передач с приводными валами ведущих звездочек гусеничных движителей, тормозную систему с остановочным тормозом и побортно установленными на приводных валах ведущих звездочек гидравлическими тормозными суппортами с тормозными дисками и внутренними цилиндрами, и систему управления движением машины, включающую в себя руль, командные средства управления узлами тормозной системы машины, и блок управления поворотом, исполнительные узлы которого выполненные в виде правого и левого гидроцилиндров, объединеных трубопроводами с соответствующими внутренними цилиндрами тормозных суппортов с образованием левого и правого замкнутых гидравлических контуров так, что в зависимости от командного положения руля они задействуют последние, в отличие от аналогов снабжен дифференциалом, размещенным по оси ведущих звездочек и связанным с их приводными валами, узлы приводной, тормозной и управляющей систем в нем равномерно расположены вдоль продольной осевой линии машины, причем силовая установка с вариатором и коробкой передач объединены в единый функциональный модульный блок, размещенный в средней ее части, предпочтительно в зоне центра масс машины, и дифференциал подключен своим входом к этому модулю посредством карданного вала, при этом гусеничные движители выполнены выступающими спереди и сзади за продольный габарит основания, опорные катки в каждом из них установлены с однорядным расположением без перехлестов, имеют независимые подвески и снабжены индивидуальными системами подрессоривания, а блок управления поворотом связан с рулем кривошипно-рычажным механизмом, конечные звенья которого в установленном порядке воздействуют на поршни упомянутых гидроцилиндров блока, перемещая их.
Дополнительные отичия полезной модели состоят в том, что:
- гусеничные движители выступают за продольный габарит основания, как минимум, на величину, равную половине диаметра звездочек, соответственно, направляющей и ведущей;
- системы подрессоривания опорных катков выполнены в виде амортизатора и спиральной пружины;
- сидения выполнены по типу мотоциклетных;
- руль выполнен по типу мотоциклетного или велосипедного;
- в качестве силовой установки использован одноцилиндровый четырехтактный бензиновый ДВС с водяным охлаждением.
Совокупностью всех существенных признаков полезной модели достигается улучшение ходовых свойств предлагаемого гусеничного мотовездехода, его топливной эффективности и комфортабельности. Так в нем повышены тяговые характеристики благодаря последовательному рядному размещению узлов и агрегатов основных систем машины вдоль продольной осевой линии с учетом их функций и массы, поскольку это уменьшает вероятность потерь мощности, а значит позволяет избежать снижения общего КПД машины, и обеспечивает наиболее оптимальную развесовку, что в итоге позволяет использовать менее мощные, а значит более экономичные силовые установки и, соответственно, узлы и агрегаты трансмиссии приводной системы. Плавность хода и маневренность обеспечиваются наличием индивидуальных подвесок у порных катков и встройкой между приводными валами задних ведущих звездочек (колес) дифференциала. Комфортность достигута благодаря плавности хода, легкой управляемости и курсовой устойчивости машины и принятой посадки водителя (пассажира). Перечисленные достигнутые характеристики ГМВ в совокупности с его компактностью, обеспечиваемой благодаря описанному выше размещению систем и агрегатов и отказа от разделения корпуса машины на отсеки, позволяют расширить типоразмерный ряд мотовездеходов за счет создания фукционально эффективных мини машин.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется представленными чертежами, где: на фиг.1 дан общий вид мотовездехода, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 и 6 - тормозной суппорт, вид сбоку и сверху.
Гусеничный мотовездеход (ГМВ) содержит основание 1 с одним или двумя сидениями 2, выполненными по типу мотоциклетных или велосипедных; ходовую систему с побортно расположенными относительно основания гусеничными движителями 3 и 4 и приводную систему с силовой установкой 5, например ДВС, клиноременным вариатором 6, коробкой передач 7 и дифференциалом 8. Каждый из гусеничных движителей 3 и 4 выполнен выступающим спереди и сзади за продольный габарит основания, как минимум, на величину, равную половине диаметра звездочек, соответственно, направляющей и ведущей, что способствует улучшению остойчивости ГМВ, и имеет резиноармированный эластичный гусеничный обвод 9, опорные 10 и поддерживающие 11 катки, переднюю направляющую звездочку 12 с механизмом натяжения гусеницы (не показан), причем опорные катки 10 в нем установлены в один ряд без перехлестов и снабжены независимыми подвесками 13 с системами подрессоривания, например в виде амортизаторов со спиральными пружинами. Задние ведущие звездочки 14 обоих движителей правого и левого, соответственно 14п и 14л размещены на приводных валах 15п и 15л. При этом ДВС 5, вариатор 6 и коробка передач 7 объединены в единый функциональный модульный блок 16, размещенный на продольной оси ГМВ в средней ее части, предпочтительно в зоне центра масс машины, а дифференциал 8 своим входом с помощью карданного вала 17 подключен к блоку 16 и установлен по оси приводных валов 12п и 12л, которые подключены к нему напрямую.
Тормозная система ГМВ включает в себя остановочный тормоз (не показан) и побортно установленные на приводных валах 15п и 15л ведущих звездочек 14 гидравлические тормозные суппорты 18п и 18л, каждый из которых содержит тормозной диск 19, жестко связанный с соответствующим ему валом 15 левому или правому, и внутренний силовой цилиндр 20, поджимающий тормозные колодки 21 к диску 19 (фиг.5 и 6). Главный тормозной цилиндр остановочного тормоза соединен с соответствующей педалью управления (не показаны) и водитель нажимает ногой на педаль для остановки машины. Конструктивно остановочный тормоз выполняется любым целесообразным образом, он может быть стандартным (типовым) из числа выпускаемых промышленностью.
Управление машиной обеспечивается управляющей системой, которая может быть автоматической и компьютеризована и которая содержит, по меньшей мере, руль 22, выполненный по типу мотоциклетного или велосипедного, и блок управления поворотом, исполнительные узлы которого выполнены в виде правого и левого гидроцилиндров 23п и 23л, связанных кривошипно-рычажным механизмом 24 с рулем 22 и объединенных трубопроводами с соответствующими внутренними цилиндрами тормозных суппортов с образованием левого 25 и правого 26 замкнутых гидравлических контуров таким образом, что в зависимости от командного положения руля 22 они задействуют в требуемой комбинации внутренние цилиндры 20 тормозных суппортов 18п и 18л. В систему управления входят также типовые командные средства управления узлами приводной и/или тормозной системы машины и другие необходимые для функционирования узлы, такие например, как панель управления с приборами, ножные педали, рычаг ручного тормоза, пускатель силовой установки и т.п., которые здесь не представлены, т.к. их конкретное выполнение не является предметом данной полезной модели.
Если в качестве силовой установки ГМВ оснащен, например, одноцилиндровым четырехтактным бензиновым ДВС с водяным охлаждением, то в нем предусмотрен топливный бак 27.
В конкретном примере исполнения, в соответствии с представленными чертежами, ГМВ выполнен в виде одноместной минимашины с рулем велосипедного типа и сидением, выполненным по мотоциклетному типу, с упомянутым выше ДВС, в частности объемом 498 см3, мощностью 32,6 л/с с электронной системой зажигания, например ДВС от квадрацикла Kazuma Jaguar 500. Основание в нем выполнение в виде трубчатой пространственно рамы, облицованной панелями, например пластиковыми.
Водитель сидит на сидении поверх основания, охватывая его ногами, значит он находится в более комфортных услових, чем в прототипе, в котором из-за «заглубленного» размещения сидений для водителя и пассажиров при езде лица, сидящих в нем людей, находятся на более близком (некомфортном) расстоянии от зоны работающих гусениц и значит не защищены от отлетающих от гусениц частиц грунта, снега или посторонних предметов.
Для транспортного перемещения ГМВ запуском ДВС и работой всех агрегатов приводной системы в штатном режиме обеспечивается движение машины «по прямой». Курсовая устройчивость заданного движения при этом обеспечивается работой дифференциала 8. При необходимости поворота машины поворотом руля 22 задается его направление, например вправо. При этом рулем 22 приводятся в движение звенья связанного с ним кривошипно-рычажного механизма 24 и его конечное звено воздействует на шток поршня правого гидроцилиндра 23п, перемещая его, и обеспечивает вытеснение рабочей среды в трубопровод правого гидравлического контура 26 и далее в полость соответственно правого внутреннего цилиндра 20, прижимающего тормозные колодки тормозного суппорта 18п к диску 19 на приводном валу 15п, останавливая его, - в результате тормозится правая гусеница 3 и работой гусеницы 4 обеспечивается поворот ГМВ вправо. Поворот влево достигается в том же порядке только с участием узлов систем с левым расположением. В режиме поворота работой дифференциала 8, благодаря его функции по обеспечению вращения левой и правой ведущих звездочек 14 с разными скоростями, достигается более маневренный и точный (чем в прототипе) поворот ГМВ.
Предлагаемый ГМВ прост и экономичен в изготовлении, т.к. не требует специальных материалов, оборудования и технологий - он может быть изготовлен на имеющемся универсальном оборудовании с использованием в его конструкции уже широко освоенных промышленностью узлов и агрегатов. От известных аналогов его отличают комфортность, улучшенные ходовые качества, компактность и топливная эффективность.
Реализация полезной модели будет способствовать созданию недорогих многофункциональных отечественных минимашин - мотовездеходов.