МОТОБУКСИРОВЩИК

Заявляемая полезная модель относится к области средств малой механизации на гусеничном ходу, предназначенных преимущественно для перевозки людей (рыбаков, охотников и др.) и грузов по снегу и/или льду.
В последнее время в России используется целый спектр транспортных средств и средств малой механизации на гусеничном ходу различных типоразмеров, отвечающих различным требованиям и имеющих различное назначение. Основные их сходства заключаются в желании разработчиков создать надежные устройства для передвижения в условиях бездорожья, прежде всего - зимнего бездорожья. Основные же их отличия заключаются в габаритах, весе, мощности двигателя, цене, а также в конструкции. Эти отличия и определяют все многообразие их конструкций и технических характеристик. По условной классификации эти средства делятся на снегоходы, мотобуксировщики-снегоходы, мини-мотобуксировщики и даже микро-буксировщики.
Широко известен снегоход «Буран», более 30 лет выпускаемый на Рыбинском заводе моторостроения. Он имеет гусеничную компоновку и лыжу спереди. Водитель сидит на снегоходе. Сзади к нему могут прикрепляться сани или прицепы весом до 500 кг. Основные технические характеристики вариантов «Бурана»: длина - 2450-2845 мм, ширина - 900 мм, высота (со стеклом) - 1320-1260 мм, сухая масса - 275-310 кг, полная масса буксируемого прицепа 250-500 кг, двигатель - 2-х тактный, 2-х цилиндровый мощностью 34 л.с., гусеница (длина и ширина) - 2875,5×380 мм×2 (шт) - 3686×380 мм×2 (шт). Давление на опорные поверхности составляет 0,025 кПа/кг/кв.см. Хотя в технических характеристиках и не указывается скорость передвижения, посетители сайта называют скорость 25-30 км/час по снежной целине (1).
«Буран» - достаточно дорогое транспортное средство. Вследствие большой массы повернуть его на бок для обслуживания трансмиссии можно только двум взрослым мужчинам. Если «Буран» паркуется в городском гараже или др. постройке в черте города, то потребуется специальное транспортное средство для доставки его к месту эксплуатации. К сожалению, легковой автомобиль с багажником здесь не подходит. К положительным качествам «Бурана» относят надежность гусениц, использующих специальную резину с пластмассовыми штифтами. Ряд узлов «Бурана» (например, гусеница и шасси) используется многими производителями в своих конструкциях мотобуксировщиков.
Существенно отличается от «Бурана» другая группа мотобуксировщиков-снегоходов, в которых водитель размещается, как правило, стоя или сидя в волокуше, прицепляемой сзади и управляющий из нее с помощью рулевого управления мотобуксировщика в виде консоли. Эти мотобуксировщики не являются транспортными средствами и не предназначены для езды по шоссе, а относятся к средствам малой механизации. В последние годы мотобуксировщики (мотособаки) стали очень популярными транспортными средствами среди любителей зимней рыбалки. Причин тому несколько:
- во-первых, мотобуксировщики обладают достаточно высокой проходимостью по снегу, в том числе и по рыхлому;
- во-вторых, мотобуксировщики компактны - не занимают много места при транспортировке и при хранении, к месту рыбалки по автодорогам могут транспортироваться в багажнике автомобиля, имеют малый вес;
- в-третьих, мотобуксировщики просты в эксплуатации; для управления ими не требуется получение никаких удостоверений и прав; их не нужно регистрировать в ГИБДД и Гостехнадзоре, как другие транспортные средства. Нет претензий у представителей ГИМС и ГИБДД к мотобуксировщикам и на льду. А владельцев автомобилей за выезд на лед стали повсеместно штрафовать.
- в-четвертых, расход топлива у мотобуксировщиков небольшой, многие детали унифицированы с деталями снегохода «Буран», затраты на их эксплуатацию и ремонт тоже несопоставимо меньше.
- в-пятых, мотобуксировщики в сравнении со снегоходами гораздо дешевле.
Все эти причины вызвали самый настоящий бум спроса на мотобуксировщики. Ведь стоит рыболову, идущему пешком по сугробам увидеть, что кто-то с комфортом обгоняет его на мотособаке, как он и сам начинает задумываться о приобретении собственного мотобуксировщика.
Особенно востребованы мотобуксировщики на больших водоемах. Они позволяют их владельцам забираться довольно далеко от берега, а не ограничиваться лишь прибрежной рыбалкой. Добравшись на автомобиле до берега большого озера, владелец мотособаки за несколько минут собирает мотобуксировщик и может удалиться от места стоянки на не один десяток километров.
Следует отметить, что и производители мотобуксировщиков довольно оперативно отреагировали на покупательский спрос. Появившиеся первыми мотобуксировщики "Райда" быстро стали очень популярными среди рыбаков. Вслед за "Райдой" на рынке появилась целая собачья стая: мотособаки «Рекс» и «Лайка», а также буксировщики «Тунгуска - 890» и «Ерш». В 2010 году в Вологде начато производство еще одного мотобуксировщика, который называется «Чинук». Его большим достоинством является то, что эта мотособака оснащена вариатором "Сафари", применяемым на снегоходах "Буран" и хорошо себя зарекомендовавшим.
Все модели мотобуксировщиков постоянно совершенствуются, так как возникла конкуренция. Производители стремятся пойти навстречу пожеланиям рыболовов-любителей зимней рыбалки, так как именно они являются основными покупателями мотособак. Каждая из моделей мотобуксировщиков стала выпускаться в нескольких вариантах. Они отличались друг от друга прежде всего двигателями и типом сцепления. Вместо двигателей в 6,5 л.с. на последних моделях мотобуксировщиков стали устанавливать движки мощностью 9 и даже 13, 14 и 15 л.с.
Принцип устройства всех мотобуксировщиков один - собачья упряжка заменена мотособакой: на специальной платформе устанавливается небольшой двигатель внутреннего сгорания, вращение вала которого передается с помощью вариатора или автоматического редуктора на ведущую звездочку, которая приводит в движение гусеницу. К платформе на жесткой сцепке крепятся сани, в которых сидит хозяин мотобуксировщика и управляет им с помощью рычагов.
Сани-волокуши для мотобуксировщиков изготовлены из полиэтилена высокого давления, который обеспечивает им хорошее скольжение по снегу и по льду. Материал это достаточно прочный и износоустойчивый. Дно саней ребристое. Продольные ребра служат и для жесткости и для снижения трения и для уменьшения вероятности заноса при поворотах. В санях рыболов может перевозить свой ящик, ледобур и другой рыболовный скарб. Некоторые производители поставляют специальные стульчики для крепления в санях, но большинство рыболовов усаживаются на свой рыболовный ящик, либо ездят стоя.
Скорость мотобуксировщиков невелика, поэтому управление совсем несложное. Нет тут никаких коробок передач, установлен либо автоматический редуктор, либо вариатор. Есть сторонники и противники той и другой схемы, так как у каждой есть и преимущества и недостатки.
Так мотобуксировщик с автоматическим редуктором более тяговит, но имеет меньшую скорость. А мотособака с вариатором бегает побыстрее, но уступает в тяге.
Кроме перечисленных выше мотобуксировщиков, выпускаемых в довольно больших количествах, небольшими мастерскими, просто умельцами - изготавливается немало самых различных самодельных мотобуксировщиков (например, Moto-Dog, "Рыболов-2", да и просто мотособаки безо всякого названия). Техническая мысль не стоит на месте. Мотобуксировщики постоянно совершенствуются, становятся более мощными, проходимыми, экономичными и надежными.
Да и сами владельцы мотобуксировщиков стараются всячески усовершенствовать свою технику - ставят дополнительные галогенные фары, вырезают отверстия в защитном кожухе для выбрасывания снега, закрывают двигатель специальными тентами и т.д. Мотособаки стали надежными помощниками и "друзьями" рыболовов-любителей зимней рыбалки. (2).
Остановимся более подробно на аналогах.
Известен снегоход-буксировщик Фомичева (3), состоящий из малогабаритного тягача с гусеничным движителем и руль-тяги с органами управлением движением, предназначенный для использования в качестве снегоходного индивидуального транспортного средства.
Известен мотобуксировщик (4), содержащий в составе шасси раму с гусеничным движителем, платформу с двигателем и багажником, узел соединения с буксируемым объектом, расположенный в задней части рамы, и устройство управления в составе закрепляемого на платформе рычага с органами управления сцеплением и средством регулировки газа, предназначенный для индивидуального передвижения людей на санях (волокушах) или лыжах и перевозки груза по снежному покрову в зимнее время. Недостатками этой полезной модели являются относительная сложность конструкции, повышенные весовые характеристики, излишняя материалоемкость и необходимость выделения дополнительных материальных и временных затрат в ходе осуществления сборки всей конструкции из-за наличия в составе последней одновременно двух опорно-несущих конструкций в виде жестко скрепленных между собой платформы и рамы. Недостатком этой полезной модели является также снижение ходовых качеств вследствие дисбаланса между суммарным весом конструкции и полной мощностью двигателя.
Известен мотобуксировщик (5), конструкция которого направлена на устранение недостатков полезной модели (4), включая упрощение конструкции и уменьшение массогабаритных характеристик мотобуксировщика с одновременным снижением материальных и временных затрат при осуществлении его крупномасштабного серийного производства. Кроме того, полезная модель позволяет привести в соответствие соотношение массы конструкции буксировщика и мощности его двигателя. При этом решена задача создания малогабаритного мотобуксировщика-снегохода на гусеничном ходу для буксировки приспособленных для гужевой тяги транспортных средств, особенности конструкции которого позволяют повысить его потребительские качества, включая улучшение ходовых и эксплуатационных характеристик в отношении увеличения массы перевозимого груза только за счет снижения веса конструкции без дополнительного увеличения мощности двигателя. Это достигнуто по мнению автора тем, что в мотобуксировщике-снегоходе (5), содержащем шасси с двигателем и гусеничным движителем, включающим, по крайней мере одну, гусеницу, и устройство управления, например в виде руля по типу рамной конструкции, в отличие от ближайшего аналога-прототипа (4), шасси выполнено в виде опорно-несущей рамы и снабжено устройством для ее подвижно-упругого соединения с гусеничным движителем, выполненным, например, по типу механического амортизатора, при этом упомянутый гусеничный движитель содержит, по крайней мере одно устройство автоматического самонатяжения гусеницы.
Кроме того, поставленная в (5) цель достигается тем, что опорно-несущая рама имеет, преимущественно трубчатую (с формой поперечного сечения любой конфигурации), облегченную конструкцию с заранее предусмотренными и жестко прикрепленными к ней вертикально ориентированными стойками-опорами - также облегченной конструкции, а устройство для подвижно-упругого соединения рамы с гусеничным движителем выполнено в виде поддерживающих катков, соединенных с упомянутыми стойками-опорами рамы посредством пружинно-рычажных механизмов.
Наиболее удобным и эффективным с точки зрения практического использования мотобуксировщика-снегохода для достижения основных целей его создания является основной - оптимальный вариант, при котором мотобуксировщик-снегоход снабжен установленным на его опорно-несущей раме коробом-капотом и прикрепленной к ней (раме) сцепкой, преимущественно жесткой конструкции, для соединения с буксируемым объектом, а руль имеет ∏-образную форму в плане и прикреплен к раме посредством шарнирного соединения с возможностью складывания, например при транспортировке мотобуксировщика.
Возможен вариант, при котором руль имеет телескопическую конструкцию.
Сцепка также может быть выполнена телескопической, например, в виде полого раздвижного стержня с устройствами фиксации, при необходимости сцепка может быть выполнена гибкой.
В общем случае сцепка крепится к предусмотренному на раме мотобуксировщика узлу соединения, преимущественно механическим способом, например с помощью скобы такелажной
В условиях серийного производства изготовление такой конструкции мотобуксировщика-снегохода осуществляют с использованием известных материалов и оборудования путем последовательного выполнения взаимосвязанных стадий технологического процесса, причем наличие стандартных комплектующих узлов и деталей в значительной степени упрощает и облегчает эксплуатацию и техническое обслуживание мотобуксировщика. Коммерческое название опытного образца, изготовленного согласно полезной модели (5) - «Рекс».
Известен мотобуксировщик «Райда», модель КБ-48 (6, 7), содержащий шасси с двигателем и гусеничным движителем, включающим одну гусеницу и устройство управления, например, в виде руля по типу рамной конструкции, при этом шасси выполнено в виде опорно-несущей рамы, а передача крутящего момента от двигателя на гусеничный движитель осуществляются с помощью цепного привода, состоящего из двух ветвей. При этом вторая ветвь привода осуществляет передачу крутящего момента от двигателя посредством промежуточного вала на заднюю ось буксировщика (заднюю по ходу движения мотобуксировщика). При этом буксировщик использует гусеницу от снегохода «Буран» шириной 380 мм. Основные технические характеристики буксировщика Райда (КБ-48-380):
Габаритные размеры в рабочем состоянии, мм - 2750×430×580
Габаритные размеры при перевозке (транспортировке), мм - 1500×430×625
Масса, кг - 78
Скорость, км/час - до 20
Мощность двигателя, кВт (л.с.) - 4,5 (6)
Двигатель - LIFAN или Honda GX 200, 4-х тактный, воздушного охлаждения, одноцилиндровый
Масса перевозимого груза, кг: в буксировщике - до 40 кг, водитель и 2 чел. Или водитель и 200 кг груза
Бензин - АИ-95 или АИ-92
Расход топлива - до 2 л.
Мотобуксировщик «Райда» модель КБ-48-380 (6) по совокупности технических характеристик и сходства ряда конструктивных признаков (цепной привод, состоящий из двух ветвей) принимаем за прототип.
Недостатком конструкции прототипа, по нашему мнению, является компоновка двигателя и цепного привода, приводящая к повышенному износу цепи и звездочек. Так на прототипе двигатель расположен в задней части рамы, промежуточный вал расположен за двигателем, ведущий вал с большой звездочкой находится в задней нижней части гусеничного движителя. Из-за подобного расположения межосевое расстояние для моторной и приводной цепи меньше 200 мм, что не соответствует рекомендациям и вызывает повышенный износ шестерен и цепи.
Кроме того, натяжение цепей осуществляется за счет перемещения двигателя и промежуточного вала, что не позволяет компенсировать вытяжку цепи в процессе эксплуатации.
Кроме того, расстояние от шестерни ведущего вала до дорожного покрытия составляет 20 мм, что делает цепь уязвимой от качества дорожного покрытия.
Кроме того, имеется возможность снизить вес мотобуксировщика.
Техническое решение задачи заявляемой полезной модели заключается в сохранении положительных качеств прототипа и устранении указанных выше недостатков.
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика содержит шасси с двигателем и гусеничным движителем с одной гусеницей, а также устройство управления, например, в виде руля по типу рамной конструкции, при этом шасси выполнено в виде опорно-несущей рамы, двигатель расположен в задней части рамы, а передача крутящего момента от двигателя на гусеничный движитель осуществляются с помощью цепного привода, состоящего из двух ветвей и промежуточного вала, и характеризуется тем, что промежуточный вал расположен перед двигателем, а ведущий вал гусеницы расположен в передней верхней части гусеничного движителя.
При такой компоновке цепного привода на мотобуксировщике момент передается через моторную и приводную цепь. Длина моторной и приводной цепи определяется межцентровым расстоянием, которое рекомендуется из соотношения 30…50Р (где P - шаг зуба). На заявляемом мотобуксировщике обе цепи унифицированы и их шаг составляет 9 мм. Значит, оптимальное межосевое расстояние должно составлять 270-450 мм. Чем больше межосевое расстояние, тем большее количество звеньев на шестерне и звездочке передают крутящий момент. Для заявляемого мотобуксировщика межосевое расстояние приводной цепи составляет 630 мм, а моторной цепи - 270 мм, что соответствует рекомендациям.
Кроме того, на заявляемом мотобуксировщике ведущий вал движителя расположен в верхней части и от приводной шестерни до дорожного покрытия зазор составляет 90 мм (у прототипа - 20 мм).
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика характеризуется также тем, что промежуточный вал расположен на лонжероне рамы.
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика характеризуется также тем, что передаточное число цепного редуктора составляет 9,2.
Такое соотношение позволяет иметь необходимый крутящий момент при использовании цепей меньшей размерности, чем у прототипа, потому что они длинные и менее нагруженные, а значит и более долговечные. В целом такое соотношение представляется достаточно оптимальным для достижения необходимых хороших тягово-сцепных качеств мотобуксировщика.
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика характеризуется также тем, что в цепном приводе использован по меньшей мере один плавающий подпружиненный натяжитель.
В основном варианте исполнения использованы два подпружиненных натяжителя - по одному на каждую ветвь. Они служат для увеличения дуги охвата шестерен и компенсации вытяжки цепи.
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика характеризуется также тем, что моторная и приводная ветви цепного привода имеют одинаковую размерность.
В основном варианте исполнения используется цепь с размерностью 9 мм. Выполнение обеих ветвей цепи одинаковой размерности соответствует востребованному стремлению к унификации цепей, а также шестерен и звездочек и снижению затрат при эксплуатации мотобуксировщика.
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика характеризуется также тем, что гусеничный движитель использует снизу две продольные направляющие.
Использование направляющих позволяет снизить вес мотобуксировщика, по сравнению с использованием катков у прототипа.
Заявляемая полезная модель мотобуксировщика характеризуется также тем, что крепление гусеничного движителя к раме осуществляется с каждой стороны в одном месте - в центральной зоне рамы и движителя.
Такое крепление является достаточным для заявляемой конструкции мотобуксировщика, обладающего меньшей массой по сравнению с прототипом.
Заявляемая полезная модель представлена на прилагаемых чертежах.
Фиг.1 - фото фрагмента мотобуксировщика.
Фиг.2 - вид сбоку на мотобуксировщик.
Фиг.3 - вид сверху на мотобуксировщик.
Фиг.4 - вид спереди на мотобуксировщик.
Фиг.5 - вид ¾ спереди на буксировщик.
Фиг.6 - принципиальная схема цепного привода мотобуксировщика.
Фиг.7 - принципиальная схема цепного привода прототипа.
Мотобуксировщик согласно заявляемой полезной модели состоит из двигателя 1, горизонтальной металлической рамы 2, гусеничного движителя 3, рулевого управления 4 рамной конструкции с рукоятками и приводом акселератора 5. К мотобуксировщику прицепляется поддон для водителя и груза (не показан).
На раме 2 устанавливаются двигатель внутреннего сгорания 1 с системами впуска, питания и зажигания, элементы цепного привода гусеничного движителя и сам гусеничный движитель 3.
Гусеничный движитель 3 состоит из левой и правой балок 6, на которых установлен ведущий передний вал 7 с ведомой звездочкой 8 цепного редуктора. На валу 7 установлены 2 звездочки 9 привода резинометаллической гусеницы 10. Спереди к балкам 6 крепится ось 11 с катками 12, задняя ось 13 со звездочками. Резинометаллическая гусеница в основном варианте исполнения имеет ширину 380 мм.
Гусеничный движитель 3 соединен неподвижно с рамой с помощью планок 14. К балкам 6 крепятся две продольные направляющие 15, являющиеся опорами нижней ветви гусеницы 10, взамен опорных катков в центре, используемых на прототипе.
Передача крутящего момента от двигателя на гусеничный движитель осуществляется с помощью оригинальной и специально рассчитанной цепной передачи (цепного редуктора), состоящей из двух ветвей - моторной и приводной, обеспечивающих оптимизацию в распределении нагрузки при передаче крутящего момента, что позволило использовать цепи меньшего типоразмера, чем у ранее выпускаемых мотобуксировщиков. Так на выходном валу двигателя 1 соосно установлено сцепление 16 центробежного типа и ведущая малая звездочка, на которую одета моторная цепь 17 цепного редуктора, передающая крутящий момент на ведомую большую звездочку 18. В свою очередь ведомая большая звездочка 18 закреплена на промежуточном валу 19, установленном на подшипниках в цилиндрическом корпусе с внутренней стороны мотобуксировщика, а с наружной (левой) стороны на этом валу установлена ведущая малая звездочка 20, на которую одета приводная цепь 21 цепного редуктора, передающая крутящий момент на ведомую большую звездочку 8, закрепленную на ведущем валу 7 гусеничного движителя, расположенном в передней и верхней части гусеничного движителя. Моторная цепь 17 цепного редуктора имеет натяжитель, включающий звездочку 22, установленную на оси, закрепленной на рычаге 23, прижимаемом к моторной цепи посредством винтовой пружины 24. Нижний конец рычага 23 установлен на оси, прикрепленной к раме 2. Приводная цепь 21 цепного редуктора натягивается с помощью подпружиненной звездочки 25. Мотобуксировщик имеет защитный кожух 26 цепного редуктора и 2 рейлинга 27 для крепления груза. Сзади мотобуксировщика установлено сцепное устройство для волокуши (не показано).
Основные технические характеристики заявляемого мотобуксировщика (коммерческое название - «Джек») (в скобках - характеристики прототипа):
Габаритные размеры в рабочем состоянии, мм - 1850×540×560 мм (2750×430×580)
Габаритные размеры при перевозке (транспортировке), мм - 1250×540×560 (1500×430×625)
Масса, кг - 58 (сухая) (78)
Скорость, км/час - до 20 (до 20)
Мощность двигателя, кВт (л.с.) - 4,5 (6) (4,5 (6))
Двигатель - LIFAN (LIFAN или Honda GX 200, 4-х тактный, воздушного охлаждения, одноцилиндровый)
Масса перевозимого груза, кг: - в буксировщике - до 40 кг (до 40 кг)
- на волокуше - водитель и 2 чел. или водитель и 200 кг груза (водитель и 2 чел. или водитель и 200 кг груза)
Бензин - АИ-92 (АИ-92)
Расход топлива - до 2 л. (до 2 л.)
Таким образом заявляемая полезная модель буксировщика обладает хорошими тягово-сцепными характеристиками за счет оптимизации компоновки цепного редуктора, приводящей к унификации цепей, звездочек и шестерен, использованию цепей меньшей размерности и расположением в целом цепного привода выше, что повышает долговечность цепного редуктора.
Габаритные размеры мотобуксировщика со сложенной рамой рулевого управления 1250×560×540 позволяют разместить его в любом малолитражном автомобиле, включая «классику» ВАЗ и автомобиль Ока.
Энерговооруженность (6,5 л.с), размеры опорной поверхности гусеницы (380×720) и передаточное число цепного редуктора 9,2 позволяют реализовать тяговые свойства, необходимые для транспортировки 200 кг полезного груза по укатанному снегу.
Буксировщик благодаря конструктивным решениям имеет массу около 58 кг (сухую), а также планируемую сравнительно низкую цену изделия, что также повышает его конкурентоспособность на отечественном рынке.
Литература:
1. . Описание снегохода «Буран» производства ОАО «Русская механика».
2. . Мотобуксировщики-мотособаки.
3. Свидетельство РФ на полезную модель №4517, B62D 55/00, опубл. 16.07.1997 г., автор Фомичев А.В.
4. Патент РФ на полезную модель №36813, B62M 27/02, опубл. 27.03.2004 г.
5. Патент РФ на полезную модель №64601, B65D 55/00, B62M 27/02, опубл. 10.07.2007 г., автор Лебедев В.А.
6. Буксировщик Райда (КБ-48-380). ; .