КОЛЁСНЫЙ ВЕЗДЕХОД НА ШИНАХ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
ALL-TERRAIN VEHICLE WITH LOW PRESSURE TIRES

Изобретение относится к колесным вездеходам. Изобретение относится к транспортным средствам - вездеходам, предназначенным для движения в условиях особо тяжелого бездорожья в любое время года по любому типу поверхности и по воде.
Задачей данного изобретения является, создание колесного вездехода на шинах низкого давления повышенной проходимости, за счет высокого крутящего момента и установки крыльчатых колёс на задние полуоси вездехода. Уменьшение нагрузки на двигатель при движении по неустойчивым или нетвердым грунтам малой плотности (болотам). Увеличение скорости передвижения по воде. Улучшение технических и эксплуатационных характеристик. Возможность транспортировки на большие расстояния по дорогам на жесткой сцепке без прицепа на скорости 60-80 км/час.
Известен колёсный вездеход «Шерп» на шинах низкого давления и представляет собой транспортное средство с колесной формулой 4×4, одно объёмным закрытым кузовом, двигателем, трансмиссией. Трансмиссия с механизмом поворота «бортовые фрикционы» выполнена двухступенчатой, первая ступень цепная, вторая ступень выполнена в виде колесного редуктора и работающая в масляной ванне с раздачей мощности на колеса. Рулевое управление выполнено в виде бортовых механизмов поворота с неуправляемыми колесами. Шины колесного движителя низкого давления выполнены с развитыми грунтозацепами и низкой степенью заполнения протектора. Диски колес для закрепления шин низкого давления имеют обода. Колеса снабжены системой регулирования давления в шинах, с места водителя, с подачей газа через рычаги подвески. Колёса жестко заключены на раме, накачка шин осуществляется выхлопными газами двигателя через раму. Роль амортизаторов выполняют шины, соединенные между собой в единую систему трубками. За счёт такого решения газ одной шины свободно передаётся в другие, создавая подобие пневматической подвески. К примеру, при наезде на камень, газ перемещается в другие колёса и люди, сидящие внутри, не чувствуют преодоления препятствия. В настоящее время на Интернет-ресурсах существуют проекты вездеходов на шинах низкого давления с колесными формулами 4×4, 6×4, 6×6 (см. http://www.pnevmohod.ru/node/14; http://arctictrans.ru/node/101; http://www.vsevezdehody.ru/menu-1-1.htm; http://sdmastera.narod.ru/razdel/pnevmohod/kuznehik/kuznehik.html).
Недостатками подобных конструкций является применение агрегатов трансмиссии, которые являются массивными и объемными, для применения цепей требуется постоянная смазка, цепи подвержены вытягиванию, большой износ звёздочек, малый срок эксплуатации. Крутящий момент на шину низкого давления передаётся через ось колеса, что создает на неё большую нагрузку, и часто приводит к её разрушению. Накачка шин выполняется выхлопными газами двигателя, в раме вездехода образуется влага, которая способствует разрушению резины остатками масла, образованию ржавчины, что со временем уменьшает прочность рамы. Небольшая скорость передвижения по воде. Нет блокировки колёс. При движении по болотистой трясине и особенно при полной загрузке вездехода, садится дном на трясину, из которой можно выехать только применив лебёдку.
Наиболее близкий по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является патент на изобретение РФ №2707431 «Колесный вездеход на шинах низкого давления». Колесный вездеход на шинах низкого давления содержит: трансмиссия выполнена из осей, валов и угловых редукторов, крутящий момент передаётся на диски колес низкого давления, состоящих из внешнего корпуса шины низкого давления и внутреннего корпуса шины низкого давления, соединённых между собой распорными вкладышами и распорными втулками при помощи сварки, через двухступенчатую карданную раздачу мощности, где первая ступень выполнена в виде угловых редукторов, а вторая ступень выполнена в виде колесного редуктора, состоящего из шестерёнки внутреннего зацепления диска шины низкого давления и шестерёнок угловых редукторов, работающих в масляной ванне, колеса снабжены системой регулирования давления с места водителя, с возможностью подачи воздуха через оси колёс между внешним и внутренним корпусом диска низкого давления, вездеход имеет редуктор с пониженной и повышенной скоростями, возможность отключать от трансмиссии передние, задние или одновременно все колёса, возможность блокировки колёс при движении по воде при использовании гребных винтов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является трансмиссия, выполненная с механизмом поворота «бортовые фрикционы» с карданной раздачей мощности на колеса, установка крыльчатых колёс на задние полуоси вездехода.
Крутящий момент на шину низкого давления левого переднего колеса 20 подаётся: от дифференциала 24, по кардану, на распределительный угловой редуктор 11, ось ведущей шестерни распределительного углового редуктора 86, ведомую шестерню 85, ведомую шестерню 83, ось ведомой шестерни распределительного углового редуктора 85, кардан левого переднего колеса 13, передний узел крепления ведущей шестерни к раме левого борта вездехода 16, шлицевая ось ведущей шестерни 76, ведущую шестерню 77 и ведомую шестерню 3, закреплённую в диск шины низкого давления. Разъёмная распирающая втулка 78, расположена между правой стороной ведущей шестернёй 77 и внутренней обоймой подшипника узла крепления ведущей шестерни к раме вездехода 79, обеспечивая постоянное сцепление ведущей шестерни 77 с ведомой шестерни 3 (фиг. 5).
Крутящий момент на шину низкого давления левого заднего колеса 1 подаётся от дифференциала 24, по кардану, на распределительный угловой редуктор 11, ось ведущей шестерни распределительного углового редуктора 86, ведомую шестерню 85, ведомую шестерню 82, ось ведомой шестерни распределительного углового редуктора 80, кардан левого переднего колеса 9, задний узел крепления ведущей шестерни к раме левого борта вездехода 6, шлицевая ось ведущей шестерни 76, ведущую шестерню 77 и ведомую шестерню 3, закреплённую в диск шины низкого давления. Разъёмная распирающая втулка 78, расположена между правой стороной ведущей шестернёй 77 и внутренней обоймой подшипника узла крепления ведущей шестерни к раме вездехода 79, обеспечивая постоянное сцепление ведущей шестерни 77 с ведомой шестерни 3 (фиг. 5).
Крутящий момент на шины низкого давления правого переднего колеса 32 и заднего колеса 50 подаётся аналогично шинам низкого давления 1, 2.
Узел осей передних колёс 27 соединяет концы оси левого переднего колеса 22 и ось правого переднего колеса 29. Через узел осей передних колёс 27 происходит накачка и скачка передних колёс, компрессором с ресивером 51, по внутренним отверстиям в осях, воздухом, поступающим по трубопроводу подкачки передних колёс 26.
Для максимальной проходимости осуществляется блокировка колёс узлом блокиратора 54. Узел блокиратора 54 обеспечивает, накачку и скачку задних, колёс компрессором с ресивером 51, по внутренним отверстиям в осях 4, 47, воздухом, поступающим по трубопроводу подкачки задних колёс 52.
Возможность перемещаться на вездеходе с использование передних или задних колёс при транспортировке на жёсткой сцепке, отключать от трансмиссии все колёса (фиг. 6).
На оси левого заднего колеса 4 установлено крыльчатое колесо 55, закреплённое внешним стопорным кольцом 57 и внутренним стопорным кольцом 63, фиксируются болтами. Предотвращение прокручивания крыльчатого колеса на оси обеспечивают шлицы 56.
На оси правого заднего колеса 47 установлено крыльчатое колесо 53, закреплённое внешним стопорным кольцом 57 и внутренним стопорным кольцом 63, фиксируются болтами. Предотвращение прокручивания крыльчатого колеса на оси обеспечивают шлицы 56.
Крыльчатое колесо выполнено из резины, для прочности усилено капроновыми нитями. Лопасти 60, левый боковой корпус 59 и правый боковой корпус 62 крыльчатого колеса, выполнены как одно целое. Для исключения порыва концов лопастей, над ними размещен трос 61, закреплённый на левом 59 и правом 62 боковом корпусе крыльчатого колеса. Внутри крыльчатого колеса размещен шлицевой корпус 58. Лопасти крыльчаток расположены под углом, обеспечивающие максимальную проходимость по болотистой топи.
Для предотвращения попадания грязи в шестерни 3,19,31,49, они помещены в защитные кожухи (на чертеже не изображены).
Тормозные диски колёс совмещены с осями колёс и совместно работают с тормозными дисками валов 23, 28, при разворотах вездехода.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на:
Фиг. 1 Схема колёсного вездехода на шинах низкого давления:
Шина низкого давления левого заднего колеса;
Диск шины низкого давления левого заднего колеса;
Ведомая шестерёнка левого заднего колеса;
Ось левого заднего колеса;
Узел крепления левой оси заднего колеса к раме вездехода;
Задний узел крепления ведущей шестерни к раме левого борта вездехода;
Муфта;
Шлицевой узел кардана левого заднего колеса;
Кардан левого заднего колеса;
Муфта;
Распределительный угловой редуктор левого борта;
Вал распределительного углового редуктор левого борта;
Кардан левого переднего колеса;
Шлицевой узел кардана левого переднего колеса;
Муфта;
Передний узел крепления ведущей шестерни к раме левого борта вездехода;
Тормозной барабан;
Диск шины низкого давления левого переднего колеса;
Ведомая шестерёнка левого переднего колеса;
Шина низкого давления левого переднего колеса;
Узел крепления левой оси переднего колеса к раме вездехода;
Ось левого переднего колеса;
Тормозной диск вала распределительного углового редуктор левого борта;
Дифференциал;
Двигатель;
Трубопровод подкачки передних колёс;
Узел осей передних колёс;
Тормозной диск вала распределительного углового редуктор правого борта;
Ось правого переднего колеса;
Узел крепления правой оси переднего колеса к раме вездехода;
Ведомая шестерёнка левого переднего колеса;
Шина низкого давления правого переднего колеса;
Диск шины низкого давления правого переднего колеса;
Передний узел крепления ведущей шестерни к раме правого борта вездехода;
Муфта;
Шлицевой узел кардана правого переднего колеса;
Кардан правого переднего колеса;
Муфта;
Распределительный угловой редуктор правого борта;
Вал распределительного углового редуктор правого борта;
Муфта;
Кардан правого заднего колеса;
Шлицевой узел кардана правого заднего колеса;
Муфта;
Диск шины низкого давления правого заднего колеса;
Задний узел крепления ведущей шестерни к раме правого борта вездехода;
Ось правого заднего колеса;
Узел крепления правой оси заднего колеса к раме вездехода;
Ведомая шестерёнка левого заднего колеса;
Шина низкого давления правого заднего колеса;
Компрессор с ресивером;
Трубопровод подкачки задних колёс;
Крыльчатое колесо задней оси правого борта;
Узел блокиратора;
Крыльчатое колесо задней оси левого борта.
Фиг. 2 Крыльчатое колесо:
56. Шлицы;
57. Внешне стопорное кольцо;
58. Шлицевой корпус крыльчатого колеса;
59. Левый боковой корпус крыльчатого колеса;
60. Лопасть крыльчатого колеса;
61. Предохранительный трос;
62. Правый боковой корпус крыльчатого колеса;
63. Внутреннее стопорное кольцо.
Фиг. 3 Узел блокиратора:
4. Ось левого заднего колеса;
64. Клиновидный ремень;
65. Корпус узла блокиратора;
66. Внутренний рычаг;
67. Левый блокировочный диск;
68. Прижимной ролик;
69. Ось;
70. Внешний рычаг;
71. Ролик;
72. Шлицы;
47. Ось правого заднего колеса;
73. Правый блокировочный диск;
Фиг. 4 Узел осей передних колёс:
22. Ось левого переднего колеса;
26. Трубопровод подкачки передних колёс;
29. Ось правого переднего колеса;
74. Корпус узла осей передних колёс;
Фиг. 5 Постоянное сцепление ведущей и ведомой шестерни. Фиг. 6 Вывод ведущей шестерни из-за сцепления с ведомой шестерней:
1. Шина низкого давления;
2. Диск шины низкого давления;
3. Ведомая шестерня;
7. Муфта;
9. Кардан;
75. Прижимное кольцо;
76. Шлицевая ось ведущей шестерни;
77. Ведущая шестерня;
78. Разъёмная распирающая втулка.
79. Узел крепления ведущей шестерни к раме вездехода.
Фиг. 7 Распределительный угловой редуктор:
80. Ось ведомой шестерни распределительного углового редуктора;
81. Корпус распределительного углового редуктора;
82. Ведомая шестерня;
83. Ведомая шестерня;
84. Ось ведомой шестерни распределительного углового редуктора;
85. Ведущая шестерня;
86. Ось ведущей шестерни распределительного углового редуктора.
Работа колёсного вездехода на шинах низкого давления осуществляется следующим образом. В исходном положении перед началом движения вездехода трансмиссия от колёс подключена, крутящий момент на шины низкого давления колес подаётся от дифференциала 24, по карданам, на распределительные угловые редуктора 11, 39, оси ведущих шестерён распределительных угловых редукторов 86, ведомых шестерней 85, ведомых шестерней 82, оси ведомой шестерней распределительного углового редуктора 80, карданы 9, 13, 37, 42, узлов крепления ведущих шестерней к раме вездехода 6, 16, 34, 46 шлицевых осей ведущих шестерней 76, ведущих шестерней 77 и ведомых шестерней 3, 19, 31, 49 закреплённых в диск шин низкого давления.
Разъёмная распирающая втулка 78, расположена между правой стороной ведущей шестерней 77 и внутренней обоймой подшипника, узла крепления ведущей шестерни к раме вездехода 79, обеспечивая постоянное сцепление ведущей шестерни 77 с ведомыми шестернями 3, 19, 31, 49. Фиг. 5. Что обеспечивает движение вездехода.
Для движения вездехода могут использоваться передние или задние колёса.
При использовании движения задних колёс, разъёмная распирающая втулка задних колёс 78 находится в положении, показанном на фиг. 5, а распирающая втулка 78 передних колёс в положении, показанном на фиг. 6. При использовании движения передних колёс разъёмная распирающая втулка задних колёс 78 находится в положении, показанном на фиг. 6, а распирающая втулка 78 передних колёс в положении, показанном на фиг. 5. При транспортировке вездехода на жёсткой сцепке все распирающие втулки 78 находятся в положении, показанном на фиг. 6.
При движении вездехода крыльчатые колёса не касаются твёрдого грунта.
При движении и погружении колёс вездехода, по жидкому болотистому грунту, трясине, вступает в работу крыльчатое колесо задней оси правого борта 53 и крыльчатое колесо задней оси левого борта 55. Что значительно улучшает проходимость вездехода по болотистому грунту. Предохранительный трос 61 предохраняет концы лопастей от повреждения. При движении по воде скорость увеличится значительно.
В случае необходимости повышения проходимости вездехода используется узел блокиратора 54. Блокировка осуществляется путём перемещения внешнего рычага 70, который через ось 69 и прижимной ролик 68 прижимает клиновидный ремень 64, к стороне левого блокировочного диска 67 и к стороне правого блокировочного диска 73. Тем самым осуществляется блокировка колёс вездехода.
Развороты вездехода влево осуществляются: притормаживанием тормозными барабанами левого заднего, левого переднего колес и тормозным диском вала распределительного углового редуктора левого борта 23. Вправо: притормаживанием тормозным барабанами правого заднего, правого переднего колеса и тормозным диском вала распределительного углового редуктора правого борта 28.
Торможение осуществляется одновременным затормаживанием тормозных барабанов колёс 1,20,32,50 и тормозных дисков 23,28.
Накачка шин низкого давления выполняется компрессором 51 через ресивер по трубопроводу подкачки передних колёс 26, трубопроводу подкачки задних колёс 52, узлу осей передних колёс 27, узлу блокиратора 54 и по полым осям 4, 22, 29, 47. Уменьшение давления в шинах колёс осуществляется краном, расположенным на компрессоре.
Предложенное техническое решение не известно из доступных источников информации о вездеходах на шинах низкого давления, из которого следует, что может быть практически реализовано в производстве, то есть соответствует критериям патентоспособности.