Квадроцикл повышенной устойчивости
ATV OF THE INCREASED STABILITY

Изобретение относится к области четырехколесной мототехники повышенной проходимости, способной уверенно двигаться по пересеченной местности благодаря полному приводу и развитым грунтозацепам колес.
Известно большое число конструкций квадроциклов, но всем им присущи общие черты: малый вес, полный привод, мотоциклетный руль, малые габариты, мотоциклетная посадка («верхом»), шины с мощным протектором или развитыми грунтозацепами. Сочетание этих качеств придает квадроциклам высокую проходимость и хорошую маневренность.
Главным недостатком квадроциклов является низкая устойчивость против опрокидывания. Учитывая вес конструкции и отсутствие кабины, опрокидывание квадроцикла часто приводит к тяжелым травмам, а иногда -  к трагическим последствиям.
Задачей настоящего изобретения является создание квадроцикла, имеющего высокую устойчивость против опрокидывания, тем самым существенно повысив его безопасность.
Технический результат: создание конструкции квадроцикла, способного перемещать колеса относительно корпуса в вертикальной плоскости, благодаря чему наклоняться в сторону поворота при движении по криволинейным траекториям, а также сохранять вертикальность остова при движении по пересеченной местности и склонам, что существенно повысит устойчивость против опрокидывания и безопасность.
Техническое решение заключается в том, что колеса квадроцикла имеют возможность перемещаться относительно корпуса в вертикальной плоскости вверх-вниз благодаря телескопическим направляющим, закрепленным на раме квадроцикла.
Для привода колес квадроцикла предусмотрено четыре бортовых узла (по одному на каждое колесо). Внутри каждого бортового узла находятся электродвигатель и редуктор. Вертикальное перемещение бортовых узлов вместе с колесами относительно корпуса квадроцикла производится гидроцилиндрами. Причем колеса могут перемещаться независимо друг от друга.
Все колеса квадроцикла могут поворачиваться вокруг вертикальной оси. Поворот колеса осуществляется с помощью электродвигателя и зубчатой передачи.
Изобретение поясняется чертежами:
На фиг.1 -  квадроцикл, вид спереди.
На фиг.2 - квадроцикл при движении на поперечном склоне с выровненным (стабилизированным) остовом.
а
б
На фиг.3,  и  - выравнивание (стабилизация) остова квадроцикла на подъеме и спуске.
На фиг.4 - квадроцикл при движении по криволинейной траектории с наклоном в сторону поворота.
Квадроцикл (фиг.1), включающий в себя раму, рулевое управление, тормозную систему, сиденье, рычаги и педали управления отличается от аналогов тем, что имеет четыре колеса 1, каждое из которых установлено на специальном бортовом узле 2, внутри которого находятся редуктор 3 и электродвигатель 4. Бортовой узел 2 крепится к раме квадроцикла с помощью вертикально расположенных телескопических направляющих 5 с возможностью перемещения вверх-вниз. Каждый бортовой узел 2 вместе с установленным на нем колесом 1 имеет возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси 6, что обеспечивается подшипниками 7 и 8, расположенными в кожухе 9. Последний закреплен на концах телескопических направляющих 5. Поворот бортового узла 2 вокруг вертикальной оси 6 производится электродвигателем 10, закрепленным на кожухе 9, с помощью зубчатой передачи. Шестерня 11 зубчатой передачи расположена на валу электродвигателя 10, а зубчатое колесо 12 жестко связано с бортовым узлом 2. Вертикальное перемещение колес 1 квадроцикла осуществляется четырьмя гидроцилиндрами 13, причем каждое колесо 1 вместе с бортовым узлом 2, на котором оно установлено, может перемещаться соответствующим гидроцилиндром вверх-вниз относительно корпуса квадроцикла независимо от других колес.
Работает устройство следующим образом.
Для движения квадроцикла вперед или назад необходимое напряжение подается на расположенные в узлах 2 электродвигатели 4, которые через редукторы 3 вращают колеса 1 в нужную сторону.
Для поворота квадроцикла используются электродвигатели 10, на валу каждого из которых установлена шестерня 11. Зубчатое колесо 12 кинематически связано с шестерней 11, но при этом жестко закреплено на бортовом узле 2. Поэтому при вращении шестерни 11, установленной на валу электродвигателя 10, бортовой узел 2 поворачивается вокруг вертикальной оси 6 в подшипниках 7 и 8.
Поворотные механизмы колес 1 имеют индивидуальный привод и не связаны напрямую жесткой кинематической связью с рулем квадроцикла. Управляющие сигналы на электродвигатели 10 подаются специальной электронной системой. Поэтому колеса квадроцикла могут поворачиваться в различных режимах: либо все четыре, либо два передних, либо два задних. кроме того, при повороте всех колес в одну сторону на один и тот же угол возможно плоско-параллельное перемещение квадроцикла, называемое «крабовым».
При движении по пересеченной местности, а также по склонам, колеса квадроцикла могут оказаться на разной высоте. Это приводит к наклону квадроцикла, иными словами -  к отклонению его остова от вертикали (вертикального положения).
Чтобы восстановить вертикальное положение остова квадроцикла (стабилизировать его), например, на поперечном склоне, необходимо колеса одного борта переместить вниз -  фиг.2. Осуществляется это перемещение вдоль телескопических направляющих 5 с помощью гидроцилиндров 13. Управление гидроцилиндрами производится специальной автоматической системой стабилизации квадроцикла.
Аналогичным образом производится выравнивание остова квадроцикла при движении по пересеченной местности, только в этом случае каждое колесо перемещается относительно корпуса индивидуально на необходимую высоту.
а
При движении на подъеме или спуске колеса квадроцикла перемещаются попарно: либо передние -  вверх, задние -  вниз (на подъеме), либо передние -  вниз, задние -  вверх (на спуске) -  фиг.3,  и 6 соответственно.
Таким образом, при сохранении вертикальности остова квадроцикла при движении по пересеченной местности и склонам значительно повышается его устойчивость против опрокидывания. Это жизненно важное качество для квадроцикла, которое существенно повышает его безопасность.
Перемещение колес квадроцикла относительно корпуса может повысить безопасность и на горизонтальной поверхности, в случае движения по криволинейным траекториям.
При движении в повороте на транспортное средство действует центробежная сила инерции, направленная от центра поворота наружу. Эта сила может привести к заносу транспортного средства, а при высоком расположении центра масс (как у квадроцикла) -  к опрокидыванию. Переместив колеса одного борта квадроцикла вниз относительно корпуса, можно добиться наклона его остова в сторону поворота -  фиг.4.
Это значительно повысит устойчивость квадроцикла против опрокидывания при движении в повороте. Соответственно повысится и безопасность движения.