КОЛЕСО С ВНУТРЕННИМ ПОДРЕССОРИВАНИЕМ
INNER CUSHIONING WHEEL

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструкции упругих колес.
При движении по неровной дороге транспортное средство совершает значительные по величине и продолжительные по времени вертикальные колебания, приводящие к значительным динамическим нагрузкам, действующим на агрегаты трансмиссии и ходовой части, а следовательно, приводит к снижению производительности транспортного средства, увеличению расхода топлива, сокращению службы агрегатов трансмиссии и ходовой части, а также к быстрой утомляемости водителя и пассажиров [1].
Одним из путей повышения плавности хода является установка на транспортное средство колесных движителей с внутренним подрессориванием, содержащих пневматическую шину и раздельно выполненные ступицу и обод, соединенные между собой упругими элементами.
Известны конструкции упругих колес, ступица и обод которых соединены между собой упругими элементами [2], [3], [4], [5], [6] и [7].
В известных конструкциях колес Tweel и Airless фирмы Michelin [2] упругие элементы выполнены из полимерных материалов, что уменьшает массу и сопротивление качению колес, увеличивает коэффициент боковой жесткости и срок службы, а также повышает плавность хода и безопасность движения.
Известны конструкции колес [3] и [4], упругие элементы которых для получения необходимых значений коэффициентов радиальной и боковой жесткостей, выполненые с переменными по ширине и толщине сечениями.
Известны также конструкции колес [5] и [6], для уменьшения массы и сопротивления качению и увеличения срока службы которых, а также для повышения плавности хода транспортного средства, упругие элементы выполнены из полимерного композиционного материала.
Известна также конструкция колеса повышенной эластичности [7], содержащее ступицу, связанную с ободом упругими элементами. Упругий элемент выполнен из многожильного металлического троса, уложенного петлеобразно и закрепленного на ступице посредством охватывающих его втулок, а на ободе - жестко.
К основным недостаткам колес с внутренним подрессориванием можно отнести большие концентрации напряжений в местах крепления упругих элементов, недостаточную прочность, а следовательно, и надежность как упругих элементов, так и упругих колес в целом.
Технический результат заключается в улучшении плавности хода транспортных средств, а также повышении прочности и надежности упругих колес.
Технический результат достигается тем, что упругие элементы в виде незамкнутых колец установлены с определенным напряжением относительно друг друга, что обеспечивает работу всех упругих элементов. Повышение прочности и надежности упругих элементов достигается тем, что они не только деформируются, но и работают на скручивание за счет того, что жестко закреплены лишь в одном месте, к ободу. Следует отметить, что при выходе из строя одного или нескольких упругих элементов это не отразится на безопасности движения транспортного средства при его эксплуатации, благодаря переменному поперечному сечению упругого элемента, представленному в виде буртиков на концах, выполняющих роль ограничителей в случае среза болта или раскола упругого элемента в месте крепления.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На них изображено колесо с внутренним подрессориванием для легкового автомобиля малого класса.
Колесо с внутренним подрессориванием (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3, Фиг.4) состоит из раздельно выполненных диска колеса 9 и стандартного обода 11. Диск и обод соединены упругими элементами 10, изготовленными в виде незамкнутых колец постоянного радиуса и прямоугольного поперечного сечения. Упругие элементы изготовлены из рессорно-пружинной стали. В роли направляющих для упругого элемента служат металлические 12 и полимерные скобы 13, являющиеся также ограничителями от бокового увода обода относительно ступицы. Полимерная скоба 13 выполняет роль подшипника скольжения, обеспечивая снижение трения в местах контакта упругого элемента 10 и скобы 12. Начало упругих элементов закреплено на ободе 11 при помощи болтов 1, шайб 8 и гаек 4. Скобы 12 и 13 крепим при помощи винтов 2 к диску колеса 9 и болтов 14 с гайками 4 к ободу колеса 11. Колесо в сборе со стандартной ободной лентой 6, камерой 5 и пневматической шиной 7.
Практический интерес представляет применение колес с внутренним подрессориванием на транспортных средствах без подвески, что существенно упростит конструкцию ходовой части и уменьшит массу как неподрессоренных частей, так и всего транспортного средства в целом.
Кроме того, применение колес с внутренним подрессориванием уменьшит динамические воздействия на опорную поверхность и обеспечит более продолжительный срок службы дорожного покрытия. В перспективе - заменить стальные упругие элементы на полимерные материалы, что значительно снизит массу и момент инерции колесных движителей с внутренним подрессориванием.
Источники информации
1. Р.В.Ротенберг. Подвеска автомобиля. Изд. 3-е переработано и дополнено М.: Машиностроение, 1972. - 392 с.
2. Изобретение колеса. / Михаил Васильев. / Мотор. - 2005 г. - апрель.
3. Патент №2133675 Российская Федерация, МПК B60B 9/04. Колесо с внутренним подрессориванием. А.А.Енаев, В.В.Мазур, Н.Н.Яценко. - №97102469/28; Заявлено 17.02.97; Опубл. 27.07.99, Бюл. №21.
4. Патент №2184658 Российская Федерация, МПК B60B 9/00. Колесо транспортного средства. А.А.Енаев, В.В.Мазур, Н.Н.Яценко. - №99110534/28; Заявлено 19.05.99; Опубл. 10.07.2002, Бюл. №19.
5. Патент №2180290 Российская Федерация, МПК B60B 9/04. Колесо транспортного средства повышенной эластичности. А.А.Енаев, В.В.Мазур. - №2000111344/28; Заявлено 06.05.2000; Опубл. 10.07.2002, Бюл. №7.
6. Патент №2228273 Российская Федерация, МПК B60B 9/04. Колесо с внутренним подрессориванием. А.А.Енаев, В.В.Мазур. - №2002113483/11; Заявлено 23.05.2002; Опубл. 27.01.2004, Бюл. №3.
7. Авторское свидетельство СССР №981019, 1980.
8. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989, - 240 с.
9. Вахламов В.К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. М.: Издательский центр «Академия», 2005.
10. Пархиловский И.Г. Автомобильные листовые рессоры. - М.: Маш., 1978,
11. Краткий автомобильный справочник. Девятое издание переработано и дополнено, - М.: Транспорт, 1982. - 464 с.
12. Енаев А.А., Мазур В.В., Яценко Н.Н. Математическая модель колебаний масс, сосредоточенных на подвеске автомобиля, содержащей колеса с внутренним подрессориванием. Труды Братского индустриального института: Материалы XIX научно-технической конференции. - Братск: БрИИ, 1998. - 298 с.
13. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3-х т. T.1. - 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н.Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001.