УСТРОЙСТВО ПРОТИВОСКОЛЬЖЕНИЯ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к автомобилестроению и может быть использована для повышения сцепления колес транспортного средства (автомобиля) с опорной (контактируемой) поверхностью (дорога, дорожное полотно) в условиях гололеда или бездорожья.
Автомобильная шина (покрышка) - один из наиболее важных элементов колеса, представляющая собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод колеса, и обеспечивающая контакт транспортного средства с дорожным полотном. Формирование оптимального пятна контакта шины с дорожным полотном происходит за счет протектора (наружный элемент шины) шины. Протектор обладает определенным рисунком, который различается в зависимости от назначения шины (шины высокой проходимости имеют более глубокий рисунок протектора и грунтозацепы на его боковых сторонах). Одним из основных элементов протектора зимних шин являются так называемые ламели (узкие надрезы на боках протектора), которые помогают протектору цепко держаться на льду и укатанном снеге.
В целях повышения безопасности движения автомобиля в условиях гололеда и обледенелого снега применяют также металлические шипы противоскольжения, которые обеспечивают лучшее сцепление с дорогой и более эффективное торможение в условиях гололеда и обледенелого снега (эффект увеличения коэффициента сцепления происходит посредством врезания шипа и защемлением ламелями дорожного покрытия). Несомненным преимуществом шипованной резины является 70-процентное сокращение тормозного пути на льду. Однако, на ходу автомобиль делается заметно более шумным, ухудшается его топливная экономичность, при этом, в снежно-грязевой каше или в глубоком рыхлом снегу эффективность шипов невелика, а на твердом сухом или влажном асфальте шипованные шины даже проигрывают «обычным»: из-за снижения площади пятна контакта шины с дорогой, тормозной путь автомобиля увеличивается на 5-10%.
Шипованные шины нельзя применять на дальномагистральных грузовых автомобилях по причине того, что такие автомобили за одну поездку часто преодолевают разные климатические зоны и, выезжая из пункта отправки в условиях отрицательных температур, часть пути (иногда значительную) они могут передвигаться в условиях плюсовой температуры и сухого асфальта. В таких условиях при движении на шипованной резине снижается управляемость и резко увеличивается тормозной путь, что может привести к ДТП. Кроме того, шипованные шины не рассчитаны на эксплуатацию в условиях сухого асфальта и плюсовой температуры. Даже непродолжительная эксплуатация в таких условиях приведет к повреждению шины и выходу ее из строя. Кроме того, стоимость шипованной шины в среднем 30-40 тысяч рублей. На один грузовой автомобиль требуется минимум шесть шин, и все они могут выйти из строя за одну поездку. Следует также заметить, что шипованная резина даже на легковых автомобилях приводит к резкому увеличению износа дорожного полотна. Тяжелые грузовые автомобили на шипованной резине за очень короткое время разрушат дороги, по которым они передвигаются.
Шипованные шины не удовлетворяют водителей дальномагистральных грузовых автомобилей еще и по той причине, что на скользких заснеженных подъемах их эффективность не намного выше, чем у всесезонных, обычно применяемых водителями, и в условиях снегопада тяжелый автомобиль на подъеме все равно застрянет и создаст автомобильную пробку.
Известно (патент №2363595 С2, В60С 27/04, В60С 15/00, опубликовано 20.10.2008 г.) устройство противоскольжения Дрожжина, включающее П-образные грунтозацепы. Каждый грунтозацеп имеет довольно сложную конструкцию, так как выполнен в виде звена, по крайней мере, из двух П-образных скоб, соединенных между собой продольными перемычками, закрепленными снаружи на боковых сторонах П-образных скоб, при этом концы скоб изогнуты к внешней стороне с образованием U-образного крюка, а П-образный грунтозацеп снабжен накладкой, с внешней стороны которой сформированы ребра протектора и грязеотводные каналы, причем ребра протектора снабжены шипами, а с другой стороны накладки расположен слой из эластичного материала.
Следует отметить трудоемкость и массивность известного устройства, представляющего собой цепь противоскольжения, состоящую, по крайней мере, из трех П-образных грунтозацепов: два грунтозацепа при большой нагрузке и длинном пути по бездорожью могут соскочить с колеса, а использование одного П-образного грунтозацепа возможно только, если требуется кратковременное преодоление препятствия, например выезд с места буксования. Такие устройства, как правило, не имеют массового распространения вследствие сложности устройства и неудобства их установки в полевых условиях.
Известно (SU, а.с. №1801790 А1, В60С 27/20, В60С 27/00, опубликовано 15.03.93 г.) устройство противоскольжения пневматических шин, содержащее грунтозацеп. Данное устройство металлоемко и сложно в изготовлении, так как содержит помимо Г-образного грунтозацепа два крюка для зацепа за кромки отверстий в диске колеса, элемент связи крюков в виде жесткой скобы, а также механизм натяжения грунтозацепа и крюков относительно друг друга. Недостатком известного устройства является также невозможность использования его на других типах колес, где могут быть по-иному расположены отверстия в диске или вообще отсутствовать.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является известное (патент №2107633 С1, В60С 27/04, опубликовано 27.03.98 г.) устройство для повышения сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги, включающее грунтозацеп, выполненный с возможностью установки его на шине колеса автомобиля в плоскости, совпадающей с осью колеса, при этом грунтозацеп выполнен с по меньшей мере двумя отверстиями для крепления его болтовым соединением и обеспечения регулировки положения грунтозацепа по высоте.
Изготовление известного устройства довольно трудоемко при наличии в нем нескольких конструктивных составляющих помимо одеваемого на шину колеса грузозацепа: устройство содержит выполненный в виде крюка с одной стороны для зацепа за кромку отверстия в диске колеса узел прикрепления, снабженный также отверстием для крепления в нем грунтозацепа с другой стороны, и Г-образную боковую пластину, прикрепляемую к грунтозацепу с возможностью регулировки устройства по ширине колеса.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, состоит в расширении ассортимента существующих устройств противоскольжения транспортных средств.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, состоит в реализации указанного назначения путем создания простого в изготовлении и удобного в эксплуатации универсального устройства для предотвращения проскальзывания колес транспортного средства.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство противоскольжения колес транспортного средства, включающее выполненный с возможностью установки на шине колеса транспортного средства в плоскости, совпадающей с осью колеса, грунтозацеп с отверстиями для его крепления болтовым соединением и для регулировки положения грунтозацепа по высоте колеса, дополнительно содержит упорную пятку, представляющую собой неразъемное соединение втулки с резьбовым отверстием с плоским или в виде скобы, повторяющей форму боковины шины, элементом; грузозацеп выполнен в виде П-образной металлической скобы, на наружной поверхности горизонтального элемента которой расположены элементы, увеличивающие сцепление грунтозацепа с опорной поверхностью; по меньшей мере, три сквозных отверстия для крепления грунтозацепа болтовым соединением и регулировки его по высоте колеса выполнены в одном из боковых элементов скобы грунтозацепа и расположены вертикально в ряд, причем на внутренней поверхности этого бокового элемента соосно указанным отверстиям приварены гайки, каждая с резьбовым отверстием, размер которого равен диаметру соответствующего отверстия в боковом элементе скобы грунтозацепа.
Высота боковой части (боковины) шины колеса отличатся у разных моделей автомобилей. Рекомендуемое количество используемых для установки крепежного болта сквозных отверстий (установочные отверстия) в боковом элементе грунтозацепа, расположенных вертикально в ряд на различном расстоянии от горизонтального элемента скобы грунтозацепа - не менее трех, что гарантирует установку упорной пятки устройства посередине (половина высоты боковины шины) или как можно ближе к середине боковины шины колеса. Так как шины не сильно различаются по высоте, то рекомендуемое расстояние по вертикали между центрами этих отверстий (или между центрами резьбовых отверстий приваренных гаек) составляет не более 10 мм.
То есть, наличие нескольких установочных отверстий позволяет регулировать положение скобы грунтозацепа по высоте боковины шины, и, таким образом, использовать устройство на колесах различных типоразмеров по диаметру. То есть, устройство является универсальным, подходящим для всех размеров шин, применяемых, в том числе, на дальномагистральных автомобилях, а также для специального грузового транспорта (пожарные, аварийные, снегоуборочные), которому время от времени приходится преодолевать скользкие подъемы, заснеженные участки или бездорожье, в том числе по второстепенным плохо убираемым от снега или грунтовым дорогам.
Упорная пятка устройства предотвращает контакт установочного болта с шиной колеса.
Возможны следующие варианты исполнения и/или расположения отдельных элементов устройства:
- выполнение множества отверстий или рифления, или клинообразных выступов на всей или части наружной поверхности горизонтального элемента скобы;
- выполнение на внутренней стороне горизонтального элемента скобы грунтозацепа клинообразных выступов, создающих сцепление грунтозацепа с поверхностью протектора шины колеса за счет вхождения в протектор и препятствующих перемещению всего устройства вдоль (по дуге) колеса;
- выполнение элементов, увеличивающих сцепление скобы грунтозацепа с опорной поверхностью, в виде множества отверстий или рифления;
- установка на наружной поверхности горизонтального элемента скобы грунтозацепа металлических шипов противоскольжения;
- выполнение плоского элемента упорной пятки устройства в форме прямоугольника или диска;
- расположение выполненных в обращенном при установке устройства наружу относительно автомобиля боковом элементе скобы грунтозацепа установочных отверстий по оси симметрии этого бокового элемента.
Изготовление конструктивных элементов (скоба и упорная пятка) устройства не требует применения сложного и дорогостоящего оборудования. Монтаж и демонтаж устройства не требует специальных знаний и приспособлений: водитель застрявшего автомобиля за 3-5 минут надевает устройство, выезжает из сложных условий, так же за 3-5 минут снимает устройство и двигается дальше. При этом не создается автомобильная пробка, которая без использования такого устройства может парализовать целую магистраль.
Полезная модель не является альтернативой шипованной резине, необходимой для надежного движения автомобиля по обледенелой дороге, а предназначена для деблокирования застрявшего автомобиля, в том числе и «обутого» в шипованную резину.
Для пояснения сущности заявленной полезной модели представлены следующие графические материалы:
- фиг.1 - скоба грунтозацепа устройства в изометрии,
- фиг.2 - упорная пятка устройства (три проекции в аксонометрии),
- фиг.3 - устройство в сборе, закрепленное на колесе транспортного средства.
Ниже, на примере выполнения конкретного устройства противоскольжения транспортного средства приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленной полезной модели с выполнением указанного технического результата.
Устройство состоит из грунтозацепа в виде изготовленных из стали Ст5Гпс (возможно использование стали 3 сп (пс) или другой аналогичной по свойствам) скобы 1, упорной пятки 2 и крепежного болта 3.
Скоба 1 грунтозацепа представляет собой П-образную металлическую полосу, расстояние между внутренними поверхностями боковых элементов 4 и 5 которой определяется (превышает ширину протектора с учетом толщины плоского элемента упорной пятки и приваренной гайки) шириной протектора автомобильной шины.
Для усиления сцепления шины с дорогой на части наружной поверхности горизонтального элемента 6 скобы 1 грунтозацепа выполнены параллельные ряды отверстий 7, которые увеличивают сцепление скобы грунтозацепа со скользкой поверхностью дороги (опорная поверхность).
Рельефный матричный рисунок 8 на внутренней, обращенной к боковой поверхности шины колеса, поверхности бокового элемента 4 скобы 1 грунтозацепа увеличивает сцепление скобы 1 грунтозацепа с шиной.
В боковом элементе 5 скобы 1 грунтозацепа, обращенном при установке устройства наружу (относительно автомобиля), выполнены расположенные вертикально в ряд по оси симметрии этого бокового элемента три сквозных установочных отверстия 9 (9', 9”, 9'”), соосно которым на внутренней (обратной) поверхности этого бокового элемента 5 скобы 1 грунтозацепа приварены гайки 10 (10', 10”, 10'”) для установки в одну из них крепежного болта 3. Расстояние между центрами установочных отверстий 9 составляет по вертикали ~ 10 мм, а размеры диаметров указанных установочных отверстий 9 соответствуют диаметрам резьбовых отверстий приваренных гаек 10.
Упорная пятка 2 устройства представляет собой неразъемное соединение шестигранной втулки 11 и диска (круглая сплошная пластина) 12. Диаметр резьбового отверстия во втулке 11 упорной пятки 2 соответствует диаметру резьбовых отверстий приваренных гаек 10.
Все составляющие элементы устройства изготавливаются из стали путем металлообработки. Необходимое оборудование: вырубной или фрезерный станок, или установка лазерной резки, гибочный и сверлильный станок, сварочный аппарат.
Порядок сборки устройства и его установки на шину колеса:
- изнутри скобы 1 грунтозацепа, к отверстию 9' в ее боковом элементе 5 подводится втулка 11 упорной пятки 2, при этом диск 12 упорной пятки 2 обращен в сторону шины колеса;
- с наружной стороны скобы 1 грунтозацепа через отверстие 9' вставляется крепежный болт 3, который ввинчивается в гайку 10' скобы 1 грунтозацепа и далее в резьбовое отверстие втулки 11 упорной пятки 2;
- устройство насаживается на шину колеса, после чего крепежный болт 3 затягивается до упора - до сдавливания шины на 5-10 мм.
До установки крепежного болта 3 рекомендуется предварительная примерка устройства для выбора одного из трех установочных отверстий на боковом элементе устройства: упорная пятка устройства должна располагаться посередине боковины шины колеса.
Используемое при буксовании транспортного средства на скользком подъеме, на участке, занесенном снегом, или на грунтовой дороге предлагаемое устройство устанавливается на ведущие колеса, при прокручивании которых кромка горизонтального элемента скобы грунтозацепа устройства зацепляется за поверхность дороги, сдвигая застрявший автомобиль.