Транспортные средства повышенной проходимости и управляемости

Серийное производство в Российской Федерации автомобилей с полным и передним приводом малого класса, например, «Лада 4x4» и «Калина», и особо малого класса, например, «Ока», и развитая сервисная сеть для их обслуживания обеспечивают наличие в свободной продаже их комплектующих и снижают стоимость эксплуатации.
Целью данного технического решения является создание транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости на базе узлов и агрегатов вышеуказанных автомобилей с отличающимися характеристиками и преимуществами для круглогодичной эксплуатации в суровых климатических условиях, на бездорожье и болотистой местности, на заснеженной поверхности и в воде. Это достигается путем равномерного распределения масс по осям транспортного средства, применения шин низкого давления большого наружного диаметра и увеличенной ширины, новой компоновки силового агрегата и узлов трансмиссии, а также увеличения до максимума числа управляемых колес. На Фиг. 1 показаны модификации транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости различного назначения, грузоподъемности и вместимости пассажиров. Исходя из этой номенклатуры транспортного средства, покупатель может выбрать наиболее приемлемый вариант для использования его в конкретных условиях эксплуатации, например, при освоении земли, где пока нет дорог.
Близкие по существу транспортные средства, применяющиеся в сельском хозяйстве, это «Роса», «Туман» и «Рубин», но основное их применение - распыление различных растворов и внесение удобрений. Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область применения транспортного средства.
Наиболее близкие по существу транспортные средства - вездеходы «Бурлак» (публикация в журнале «Популярная механика», ноябрь 2017) и «Вымпел» (публикация в журнале «Авторевю», №11 2016). «Бурлак» изготовлен на базе агрегатов ГАЗ, а «Вымпел» - МАЗ, ЯМЗ, КАМАЗ и БТР-60. Последний наиболее близок к предлагаемому техническому решению и выбран в качестве прототипа. Вездеход предназначен для доставки топлива, технологического оборудования и людей на нефтяные и газовые месторождения. «Вымпел» с колесной формулой 8×8 и весом 8 т. принадлежит к другому классу транспортного средства, в то время как предлагаемое транспортное средство с такой же формулой будет весить гораздо меньше, но кинематическая схема трансмиссии останется близкой по существу.
ОПИСАНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ И УЛУЧШЕННОЙ УПРАВЛЯЕМОСТИ
На Фиг. 2 изображены трансмиссия и рулевое управление транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости с колесной формулой 8×8. Оси обозначены: первая - 1, вторая - 2, третья - 3 и четвертая - 22. Силовой агрегат 4 от автомобиля с передним приводом установлен вдоль продольной оси транспортного средства между осями 2 и 3. Коробка передач, имеющая дифференциал и главную передачу, соединяется посредством двух валов 7, снабженных шарнирами равных угловых скоростей, с раздаточными коробками 5. Раздаточные коробки 5, снабженные понижающей передачей и блокировкой дифференциала, сблокированы с одной стороны с редукторами 6 осей 2 и 3, а с другой стороны соединены валами 7 с редукторами 6 осей 1 и 22. Редукторы 6 с дифференциалами и главными передачами посредством валов 7 и 8 соединяются с колесами 9. Редукторы 6 неподвижно закреплены на раме (не показана), а раздаточные коробки 5 крепятся к раме через шаровые опоры (не показаны) для компенсации взаимных отклонений осей валов раздаточных коробок 5 и редукторов 6 в связи с их блокировкой, что позволяет избавиться от дополнительного вала с шарнирами равных угловых скоростей и получить компоновочные преимущества. Раздаточные коробки 5, редукторы 6 и валы 8 - от автомобиля ВАЗ «Лада 4x4», а силовой агрегат 4 и валы 7 - от автомобиля ВАЗ 1118.
Рулевое управление транспортного средства колесной формулы 8x8 имеет шесть управляемых колес, что позволяет получить уменьшенный радиус поворота. Управляемыми являются оси 1, 2 и 22, а центр радиуса поворота располагается на продолжении оси 3. На всех управляемых осях установлены рейки рулевые 10 с одинаковым ходом, при этом длина рычагов 11 и 12, 20 и 21, 13 и 19 определяет углы поворота соответствующих колес. Ведущей является рейка оси 1, а остальные рейки задают требуемое положение колес на соответствующих осях. Управление положением колес оси 2 осуществляется посредством тросов 17 через опорные ролики 15, концы которых соединены с соответствующими рычагами 20 и 21. Управление положением колес оси 22 осуществляется посредством тросов 16 через опорные ролики 15, концы которых соединены с соответствующими рычагами 14 и 18.
На базе транспортного средства колесной формулы 8×8 можно получить два варианта транспортного средства с формулой 6×6, а также транспортное средство с формулой 4×4.
Если отсоединить ось 22 и заблокировать дифференциал в раздаточной коробке 5 оси 3, то получится транспортное средство колесной формулы 6×6 с задним расположением силового агрегата. Если отсоединить ось 1 и заблокировать дифференциал в раздаточной коробке 5 оси 2, то получится транспортное средство колесной формулы 6×6 с передним расположением силового агрегата. Если отсоединить оси 1 и 22, то получится транспортное средство колесной формулы 4×4.
В качестве примера на Фиг. 3 изображено транспортное средство колесной формулы 6×6 с двумя управляемыми осями и передним расположением силового агрегата, а на Фиг. 4 изображен простейший вариант транспортного средства колесной формулы 4×4 с одной управляемой осью без раздаточных коробок.
Работает транспортное средство с колесной формулой 8×8 следующим образом. При движении по сухой поверхности блокировки находятся в свободном состоянии. Крутящий момент от силового агрегата 4 симметрично передается на переднюю пару осей 1 и 2 и на заднюю пару осей 3 и 22 соответственно посредством редукторов 5, которые также симметрично делят крутящий момент между осями 1 и 2 и между осями 3 и 22. Если необходимо движение транспортного средства на очень низких скоростях, то включается пониженная передача в раздаточных коробках 5. При движении по сыпучим грунтам, мокрым и покрытым льдом поверхностям можно заблокировать дифференциалы в раздаточных коробках 5. Для повышения проходимости можно снабдить блокировками редукторы 6. Распределение крутящего момента по осям составит 25% на каждой оси.
Работает рулевое управление следующим образом. При повороте вправо рычаг 12 тянет тросы 16 и 17 правого борта и рычаги 21 и 14 через опорные ролики 15. Поворотные колеса правого борта начинают поворот, при этом воздействуя через рычаг 21 и рычаги 14 и 19 через рейки 10 на колеса левого борта, поворачивая их в сторону для движения вправо. При повороте влево рычаг 11 тянет тросы 16 и 17 левого борта и рычаги 20 и 18 через опорные ролики 15. Поворотные колеса левого борта начинают поворот, при этом воздействуя через рычаг 20 и рычаги 18 и 13 через рейки 10 на колеса правого борта, поворачивая их в сторону для движения влево. Рулевой механизм - от автомобиля ВАЗ 1111. Электромеханический усилитель рулевого управления (не показан) - от автомобиля ВАЗ 1118.
Изображенное на Фиг. 3 транспортное средство колесной формулы 6×6 с передним расположением силового агрегата имеет схему распределения крутящего момента по осям в соотношении 50%, 25% и 25%. Транспортное средство колесной формулы 6×6 с задним расположением силового агрегата (не показано) имеет схему распределения крутящего момента по осям в соотношении 25%, 25% и 50%. Соответствующим образом меняется схема управляемых осей и их рулевой привод. У транспортного средства колесной формулы 4×4 распределение крутящего момента по осям составляет 50% и 50% соответственно, при этом обе оси могут быть управляемыми.
Необходимое водоизмещение для плавания по воде достигается за счет объема колес, погруженных в воду, и нижней части пространственной рамы, также находящейся в воде и заполненной на необходимую величину плавучим материалом, например, вспененным полиуретаном. Движение по воде осуществляется за счет вращения колес, а маневрирование - за счет их поворота.