УСТРОЙСТВО ПОДРЕССОРИВАНИЯ И ПОДКАЧКИ КОЛЕС ВЕЗДЕХОДА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к пневматическим подвескам и системам регулирования давления воздуха в колесах вездеходных транспортных средств.
Известен аналог - пневматическая система вездехода - патент РФ №2549226, 20.04.2015, содержащая воздушный компрессор, соединенный с рамой вездехода и по текучей среде сообщающийся с, по меньшей мере, одной пневматической пружиной для избирательной подачи воздуха в, по меньшей мере, одну пневматическую пружину, причем при работе воздушного компрессора для подачи воздуха к, по меньшей мере, одной пневматической пружине воздушный компрессор втягивает воздух из атмосферы и одновременно подает воздух к, по меньшей мере, одной пневматической пружине, модуль управления, электрически соединенный с воздушным компрессором для управления работой воздушного компрессора, и вспомогательный выход воздуха, по текучей среде сообщающийся с воздушным компрессором для избирательной подачи воздуха из воздушного компрессора в устройство, другое, чем, по меньшей мере одна, пневматическая пружина.
Основным недостатком аналога является ограничение, заключающееся в возможности использования системы только в составе сложных подвесок колес, имеющих множество промежуточных подвижных узлов между кузовом и колесами, и, из-за своей сложности, являющихся недостаточно надежными для использования в составе вездеходных транспортных средств.
Существуют вездеходные транспортные средства, конструкция подвесок колес которых не содержит промежуточных подвижных узлов между кузовом и колесами, колеса в них крепятся жестко к кузову, а подрессоривание осуществляется за счет относительно низкого давления газа в баллонах колес.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является устройство подрессоривания и подкачки колес вездехода, патент РФ №2564778, 22.07.2003, выбранное в качестве прототипа, выполненное в виде воздушной магистрали, выполненной в раме вездехода, образованной лонжеронами и поперечинами, или вне рамы с образованием замкнутого контура, связанного с каждой шиной посредством трубопроводов с запорными клапанами, в качестве пневмопривода и системы подкачки шин которой использована выхлопная система двигателя, которая снабжена заслонкой и связана с воздушной магистралью посредством трубопровода с запорным клапаном.
Недостатком прототипа является низкая функциональность, которая негативно влияет на эксплуатационные характеристики вездехода. Низкая функциональность выражается в невозможности оперативного управления подкачкой и жесткостью подрессоривания каждого колеса по отдельности, парой колес или всеми колесами вместе, невозможность быстрой подкачки или смены жесткости подрессоривания при любых режимах работы двигателя вездехода, в том числе при неработающем двигателе.
Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства подрессоривания и подкачки колес вездехода.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в увеличении эксплуатационных характеристик вездеходного транспортного средства.
Решение технической задачи в устройстве подрессоривания и подкачки колес вездехода, содержащем источник сжатого газа, магистраль сжатого газа, связывающую источник сжатого газа с каждой шиной колес с помощью трубопроводов с пневмораспределителями, достигается тем, что источник сжатого газа выполнен в виде компрессора, связанного трубопроводом со входами линий подачи газа к каждой шине колес, входы линий подачи газа к каждой шине колес связаны между собой, на входе в каждую линию подачи газа к шинам колес установлен первый пневмораспределитель, а через второй пневмораспределитель каждая линия подачи газа к шинам колес соединена с атмосферой.
В разрыв трубопровода, связывающего компрессор со входами линий подачи газа к шинам колес, может быть установлен ресивер сжатого газа с возможностью заполнения от второго компрессора.
На фиг. 1 изображена схема устройства подрессоривания и подкачки колес вездехода.
На фиг. 2 изображена схема устройства подрессоривания и подкачки колес вездехода с ресивером.
Устройство подрессоривания и подкачки колес вездехода содержит компрессор 1, связанный трубопроводом 2 со входами линий подачи газа 3 к каждой шине колес 4, на входе в каждую линию подачи газа 3 к шинам колес 4 установлен первый пневмораспределитель 5, а через второй пневмораспределитель 6 каждая линия подачи газа 3 к шинам колес 4 соединена с атмосферой. Позицией 7 показана связь линий подачи газа 3 с атмосферой. Входы линий подачи газа 3 к шинам колес 4 связаны между собой. В разрыв трубопровода 2, связывающего компрессор 1 со входами линий подачи газа 3 к каждой шине колеса 4 может быть установлен ресивер сжатого газа 8, как показано на рисунке 2.
3
3
Рассмотрим пример конкретной реализации устройства подрессоривания и подкачки колес вездехода. Устройство устанавливается на вездеходное транспортное средство, в конструкции которого нет промежуточных узлов подвески между кузовом и колесами. Колеса крепятся жестко к кузову, а подрессоривание осуществляется за счет низкого, относительно колес обычных транспортных средств, давления газа в шинах четырех колес. Суммарный объем четырех колес с шинами Pine 1540×540-24" составляет 2.8 м. Компрессор выполнен ротационным с расходом 4 м/мин. Большая производительность компрессора является решающим фактором в обеспечении работоспособности устройства. В качестве компрессора может быть использована установка Robuschi RBS 15/F. Трубопроводы выполнены гибкими армированными полиамидными трубами диаметром 36 мм, а соединение осуществляется быстроразъемными фитингами. В качестве трубопроводов могут использоваться трубы большего сечения, например 50 или 60 мм. В качестве пневомраспределителей 5 и 6 используются электропневматические распределители серии FESTO Tiger Classic. Для контроля давления в линии подачи газа 3 установлены манометры 9. На входе в линии подачи газа 3 установлен регулятор давления 10, представляющий из себя электропневматический распределитель серии FESTO Tiger Classic, выходное отверстие которого открыто на выпуск воздуха из системы в атмосферу. Для открытия запорных клапанов 5 и 6 используется электрический коммутатор их соленоидов 11.
Устройство подрессоривания и подкачки колес вездехода может содержать ресивер сжатого газа 8, представляющий из себя металлический сосуд объемом 50 л, который установлен в разрыв трубопровода 2, связывающего компрессор 1 со входами линий подачи газа 3 к шинам колес 4. Для заполнения ресивера 8 используется дополнительный компрессор высокого давления Беркут (на рисунке не показан) с расходом 100 л/мин и максимальным рабочим давлением 8 атм. Ресивер используется в качестве альтернативного запасного источника газа в случае выхода из строя компрессора Robuschi RBS 15/F. При наличии ресивера 8 с компрессором высокого давления эксплуатация устройства подрессоривания и подкачки колес вездехода возможна без компрессора низкого давления Robuschi RBS 15/F.
Рассмотрим устройство подрессоривания и подкачки колес вездехода в работе. Перед первым запуском давление в системе равно атмосферному. Осуществляют запуск компрессора 1, открытие пневмораспределителей 5для пропускания воздуха в линии подачи газа к шинам колес и накачку шин колес 4 воздухом до избыточного давления 1 атм, при достижении которого закрывают пневмораспределители 5 и отключают компрессор 1. Вездеход готов к эксплуатации. С этого момента в устройстве постоянно имеется избыточное давление воздуха. Компрессором высокого давления заполняют ресивер 8 до давления 8 атм, после чего компрессор высокого давления отключают. Далее описываются различные режимы работы устройства.
При движении вездехода по бездорожью возникает необходимость увеличения мягкости подрессоривания. Для этого сначала часть воздуха из шин 4 стравливают в атмосферу путем открытия пневмораспределителей 6. После этого пневмораспределители 6 закрывают, а пневмораспределители 5 открывают для сообщения линий подачи газа 3 к шинам колес 4 между собой. В этом режиме, при наезде на препятствие одним колесом, воздух перетекает из шины 4 колеса наехавшего на препятствие в шины 4 других колес, обеспечивая мягкое демпфирование колесом, наехавшим на препятствие.
В режиме движения вездехода вдоль уклона колеса с одного борта вездехода расположены ниже по уклону относительно колес с другого борта вездехода. В этом режиме клапаны-пневмораспределители 6 линий 3 подачи газа к шинам колес, расположенных ниже по уклону, закрывают для удержания давления газа в них, так как они более нагружены в этом режиме движения вездехода. Пневмораспределители 6 линий 3 подачи газа к шинам 6 колес, находящихся выше по уклону, открываются для стравливания газа из шин этих колес до меньшего давления. Таким образом удается стабилизировать положение кузова вездехода относительно горизонта благодаря разности клиренсов бортов. Это дает вездеходу преимущество перед прототипом - минимизацию угла уклона, которая обеспечивает:
а) более комфортное движение по уклону,
б) дает возможность вездеходу преодолевать более резкие уклоны (косогоры), особенно, при длительном движении по косогору.
Путем снижения давления в шинах колес задней оси относительно шин передней достигают увеличения клиренса передней оси относительно задней, что обеспечивает оптимальный режим движения вездехода при спуске с горы. Путем снижения давления в шинах колес передней оси относительно шин задней достигают увеличения клиренса задней оси относительно передней в целях обеспечения оптимального режима движения вездехода при подъеме в гору.
Существуют случаи, в которых необходимо поддерживать или изменять давление в шинах 4 колес при выключенном двигателе вездехода. Это может понадобиться в случаях буксировки вездехода другим вездеходом при неисправном двигателе или вынужденной остановке из-за неисправности двигателя при преодолении водной преграды, когда шины колес поддерживают вездеход над водой. В этих случаях использование компрессора 1, работающего независимо от двигателя вездехода, и возможность управлять давлением колес в таких ситуациях являются жизненно важными отличиями предлагаемого технического решения от прототипа.
Управление коммутацией соленоидов пневмораспределителей 5, 6 и регулятора давления может управляться микроконтроллером и осуществляться в автоматическом режиме.
Технический результат полезной модели достигается благодаря применению компрессора с повышенным объемным расходом газа для накачки шин колес воздухом, обеспечению возможности управлять подкачкой и подрессориванием каждого колеса по отдельности, парой колес или всеми четырьмя колесами вместе, применению ресивера для увеличения скорости накачки шин колес, что увеличивает скорость реакции на управляющее воздействие.
Дополнительным преимуществам предложенного технического решения относительно прототипа является ее безопасность использования для водителя и пассажиров. Это обусловлено тем, что в прототипе для накачки шин колес используются выхлопные газы, а в качестве трубопровода рама вездехода. Выхлопные газы при утечке могут попадать в салон вездехода и причинять вред здоровью водителя и пассажиров. В предлагаемом техническом решении для накачки шин используется воздух из атмосферы.