ПОДВЕСКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА-АМФИБИИ
SUSPENSION FOR AMPHIBIA

Настоящее изобретение относится к подвеске для ведомых валов транспортных средств-амфибий.
Желательно снизить сопротивление при движении по воде транспортных средств-амфибий, особенно сопротивление, вызываемое несоответствием частей транспортного средства, находящихся в контакте с водой. Некоторые такие транспортные средства содержат отводимые назад колеса и ниши, расположенные над ватерлинией, для отвода колес в эти ниши. При глиссировании транспортного средства-амфибии оболочки ниш обычно находятся над ватерлинией; или, как это описано в заявке WO 04/103743A1 на имя заявителя, находящейся на рассмотрении, на дне транспортного средства установлены пластины для как можно большего закрывания ниш для задних ведомых колес. Такие пластины прикрепляют после сборки подвески транспортного средства во время изготовления. Тем не менее, колебания неподрессоренной массы относительно своего центра тяжести, вызываемые ударами волн, или кильватерными струями, или в альтернативных случаях поворотами, могут приводить к попаданию воды в ниши для колес, что может в свою очередь приводить к замедлению движения или развороту транспортного средства. Для минимизации влияния таких явлений существенно важно минимизировать длину таких ниш в продольном направлении транспортного средства.
Использование верхней и нижней рычажных подвесок обеспечивает преимущество, заключающееся в удерживании подвески от воздействия крутящего момента и вибрации. Также пригодным решением является расположение пружинных и демпфирующих узлов внутри ниш для отвода колес; но, как это видно из международной заявки WO 04/103743A1, оба эти решения приводят к необходимости создания больших ниш в корпусе транспортного средства.
Если транспортное средство-амфибия выполнено на базе легкового автомобиля, то должно быть обеспечено согласование компоновки транспортного средства, расположения сидений в транспортном средстве и колесные ниши должны вписываться в конструкцию лодки транспортного средства. Однако если рассматриваются альтернативные концепции компоновки на базе более легких и более компактных транспортных средств, то возникают другие возможности и проблемы. Если сидения располагают вдоль транспортного средства, то его можно сделать более узким, чем легковой автомобиль. Особенно в тех случаях, когда трансмиссия также расположена вдоль транспортного средства, может быть рассмотрена возможность выполнения большего угла (V) лодки корпуса, чем при использовании корпуса типа легкового автомобиля с поперечно расположенными сидениями и двигателем. Применение большего угла (V) обеспечивает возможность более динамичного управления при движении по воде, но требует использования дорожных колес большего диаметра для обеспечения адекватного дорожного просвета; а это требует создания больших колесных ниш и более массивной подвески.
Если эти большие колесные ниши включают в дизайн корпуса транспортного средства, то имеет место тенденция к отрицанию принципов компактности и малого веса узкого транспортного средства-амфибии. Это подчеркивается большим углом (V) корпуса лодки, так как колеса необходимо отводить на большие углы, чтобы они располагались над ватерлинией, когда транспортное средство наклоняется на воде. Однако если сделать так, чтобы колесные ниши выступали за пределы контуров остальной части корпуса лодки транспортного средства, то основная конструкция транспортного средства может быть, тем не менее, сделана узкой и легкой. Следовательно, найден новый стимул к созданию компактной, но при этом прочной отводимой подвески транспортного средства-амфибии, для которой требуются минимальные ниши в корпусе лодки. Аналогично этому, если сидения расположить по существу над трансмиссией транспортного средства, а не спереди трансмиссии или позади нее, то корпус лодки будет относительно коротким; поэтому становится существенно важной минимизация разрывов поверхности глиссирования.
Одна цель настоящего изобретения, таким образом, заключается в создании отводимой подвески транспортного средства-амфибии, в которой каждая ниша в корпусе лодки, по меньшей мере, для нижнего опорного элемента подвески существенно короче в продольном направлении транспортного средства, чем каждая ниша в корпусе лодки в известных транспортных средствах с отводимой подвеской. Это решение особенно пригодно для использования к ведомым колесам.
Согласно настоящему изобретению создано транспортное средство-амфибия, содержащее первичный двигатель, сидения, по меньшей мере, два дорожных колеса и корпус лодки, в котором каждое из двух дорожных колес выполнено так, чтобы их можно было приводить в движение от первичного двигателя, по меньшей мере, посредством ведущего вала и промежуточного вала между каждым колесом и каждым ведущим валом; причем каждый промежуточный вал снабжен на каждом конце шарниром для передачи крутящего момента, чтобы можно было перемещать каждое ведомое колесо вверх из нижнего положения, при котором оно входит в зацепление с землей, в поднятое положение над ватерлинией транспортного средства, где каждое упомянутое ведомое колесо установлено с возможностью вращения на промежуточном элементе подвески, а промежуточный элемент подвески прикреплен к/и расположен между верхним элементом подвески и нижним элементом подвески; нижний элемент подвески размещен внутри узкой ниши, или паза, в корпусе лодки транспортного средства, когда его ведомое колесо находится в поднятом положении; и в котором промежуточный вал окружен кожухом, установленным между промежуточным элементом подвески и корпусом транспортного средства так, чтобы противостоять скручивающим силам, воздействующим на промежуточный элемент подвески, когда колеса вращают или тормозят.
Для исключения сомнений шарнир для передачи крутящего момента, присоединенный к валу, содержит выходной элемент и входной элемент, которые можно вращать относительно друг друга, необязательно в направлении вращения вала, но вдоль оси вала; причем через этот шарнир можно передавать крутящий момент, когда упомянутые элементы расположены под углом относительно друг друга; и содержит карданные шарниры.
Предпочтительно кожух представляет собой трубу, которой окружен, по меньшей мере, в основном промежуточный вал. Кожух может содержать нижний элемент подвески. Ширина ниши в корпусе лодки может быть меньше в продольном направлении транспортного средства, чем радиус ведомого колеса. Корпус лодки может быть выполнен с возможностью глиссирования, а верхний элемент подвески является предпочтительно поперечным рычагом подвески, установленным на корпусе транспортного средства с возможностью поворота. Хотя поперечный рычаг подвески обычно содержит два сходящихся рычага, рычаги могут быть расположены по существу параллельно друг другу. В качестве альтернативы верхний элемент подвески может содержать стойку МакФерсона.
Шарниры для передачи крутящего момента могут быть карданными шарнирами, которые могут в свою очередь содержать шарниры равных угловых скоростей. Такие шарниры равных угловых скоростей могут быть снабжены фиксированным внутренним шарниром и погружаемым наружным шарниром, как это описано в находящейся на рассмотрении заявке WO 04/039614A1 на имя заявителя, содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки. В случае использования корпуса лодки с большим углом (V) может возникнуть необходимость поворачивать дорожные колеса при их отводе, как это показано на чертежах, для гарантированного обеспечения того, чтобы колеса оставались на расстоянии от воды при совершении поворотов. Например, ось вращения отводимого дорожного колеса, проходящая по существу горизонтально, когда колеса находятся в выведенном положении и касаются земли, может быть повернута, по меньшей мере, на тридцать градусов от горизонтальной плоскости при отведении колес, предпочтительно на сорок градусов.
Для уменьшения объемности ниш для подвески в корпусе лодки пружинные и демпферные узлы каждого дорожного колеса могут быть установлены удаленно от верхнего и нижнего элементов подвески, предпочтительно внутри водонепроницаемого внутреннего отсека транспортного средства. Средства для отвода и выведения подвески дорожных колес могут быть аналогичным образом установлены удаленно от подвески колес. Определенно, пружинные и демпферные узлы и средства для отвода и выведения должны быть механически соединены с элементами верхней и нижней подвески. Средства для отвода и выведения могут быть соединены с поворотным рычагом, к каждому концу которого прикреплены пружины и демпферы. Кожух может быть герметически уплотнен для предотвращения проникновения воды.
Сидения для пассажиров могут быть расположены вдоль или параллельно продольной оси транспортного средства. Первичный двигатель может также быть расположен вдоль или параллельно продольной оси транспортного средства.
Вариант осуществления изобретения описан ниже на примере со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
на Фиг.1 - вид сбоку транспортного средства-амфибии согласно изобретению;
на Фиг.2 - частичный поперечный разрез II-II на Фиг.1, когда колеса находятся в верхнем отведенном положении;
на Фиг.3 - еще один поперечный разрез II-II на Фиг.1, когда колеса находятся в нижнем выведенном положении;
на Фиг.4 - вид спереди подвески задних колес транспортного средства, показанного на Фиг.1, когда колеса сняты;
на Фиг.5 - вид сбоку частей подвески, показанной на Фиг.4, когда колеса сняты;
на Фиг.6 - вид в плане подвески задних колес транспортного средства, показанного на Фиг.1, когда колеса сняты;
на Фиг.7 - вид в плане подвески задних колес транспортного средства, показанного на Фиг.1, когда колеса опущены и находятся в выведенном положении.
Транспортное средство-амфибия 2 содержит первичный двигатель 4, которым приводят в движение средства 6 для движения по воде посредством трансмиссии (не показана). Средства 6 для движения по воде могут быть выполнены в виде струйного двигателя. Движение по земле обеспечивают посредством колес 8 и шин 10, которые приводят в движение посредством трансмиссии (не показана). Колеса и шины укрыты в колесных нишах 12. Корпус 14 и корпус лодки 16 могут быть изготовлены отдельно и соединены по линии разъема 18, которая находится на ватерлинии. Корпус лодки может содержать поверхность 20 глиссирования. Установлено, по меньшей мере, сидение 22 для водителя; может быть установлено одно или более пассажирских сидений 24 позади сидения для водителя. Ось сидений может быть расположена вдоль продольной оси транспортного средства или параллельно ей. Ось первичного двигателя может также быть расположена вдоль или параллельно продольной оси транспортного средства. Установлены средства управления, например, рукоятки 26. Может быть установлено ветровое стекло 28 для защиты от погодных воздействий и брызг. Средства для удаления брызг (не показаны) могут также быть встроены в корпус лодки, а также киль и пояс наружной обшивки (обшивок).
Преимущество разъемной конструкции лодки и корпуса, как это показано на Фиг.2 и на других чертежах, заключается в том, что механические компоненты могут быть встроены в корпус лодки, образующий шасси, или платформу; кроме того, верхний корпус присоединен к платформе для образования цельного транспортного средства. На Фиг.2 и 3, на которых показана только нижняя часть транспортного средства, платформа обозначена позицией 30. С каждой стороны транспортного средства имеется паз 32, проходящий вверх от поверхности глиссирования 20 корпуса лодки. Когда колеса 8 отведены, как это показано на Фиг.2, каждый паз 32 закрыт снизу крышкой 34, которую удерживают в закрытом положении с помощью кронштейнов 36 и 38, выступающих вниз от трубы 40 подвески. Труба 40 установлена с возможностью поворота внутри корпуса лодки на подшипниках, один из которых показан в виде круга 42 на Фиг.2 и указан позициями 44 и 46 на Фиг.5. Герметичные уплотнения (не показаны) смонтированы у этих подшипников для поддержания водонепроницаемости внутреннего пространства транспортного средства. Внутреннее пространство транспортного средства может быть разделено на отсеки (не показано).
У наружного конца каждой трубы 40 расположены кронштейны 50 (см. Фиг.4), присоединенные с возможностью поворота к нижнему концу промежуточного элемента 52 подвески, несущему ступицу 54 на подшипнике, к которой прикрепляют болтами колесо 8. Промежуточный элемент подвески 52 у его верхнего конца присоединен с возможностью поворота к верхнему элементу подвески, или тяге, 56, которая в свою очередь присоединена с возможностью поворота к платформе 30 в месте 58.
Транспортное средство 2 содержит первичный двигатель 4, которым приводят трансмиссии для движения по земле и по воде. Силовая передача содержит ведущие валы 60, посредством каждого из которых приводят в движение промежуточные валы 62, соединенные со и приводящие в движение ступицу 54. У внутреннего конца каждая труба 40 прикреплена к ближнему концу продольного вала 64 (см. Фиг.5). Отдаленный конец вала 64 прикреплен к поворотному рычагу 66, который в свою очередь прикреплен к узлу 68 подвески, содержащему цилиндрическую пружину и соосный телескопический демпфер. Узел 68 в свою очередь прикреплен к отводящему коромыслу 70 подвески (см. Фиг.6 и 7). Рычаг 70 шарнирно соединен в месте 72 с платформой транспортного средства. Отводящий силовой цилиндр 74 подвески установлен на платформе 30 посредством шарнира 76, и его поршень перемещают, создавая давление (пневматически или гидравлически), для отвода колес или опускания колес, как это показано на Фиг.6 (отведенное положение) и Фиг.7 (опущенное на землю положение).
Расположение на одной линии по существу в горизонтальной плоскости пружинных и демпферных узлов 68 подвески (как это особенно четко показано на Фиг.2 и 3) обеспечивает возможность точного расположения отводимой подвески ниже линии разъема 18 (см. Фиг.1). Этим обеспечивают низкое расположение центра тяжести и метацентрической высоты, что способствует хорошей управляемости как при движении по земле, так и по воде. Пружины и демпферы также располагают внутри водонепроницаемого внутреннего пространства транспортного средства, благодаря чему исключают потенциальные проблемы, связанные с коррозией и заеданием шарнирных соединений.
Следует отметить, что дальнейшую модификацию компоновки и систем транспортных средств можно также осуществлять согласно требованиям, не отступая от объема изобретения. В частности, может быть найдено целесообразным использование ходового винта, приводимого с помощью электродвигателя, для отвода и опускания колес. Узлы 68 подвески могут быть расположены вертикально или под углом между вертикальным и горизонтальным положением, если это будет найдено удобным для надлежащей компоновки. Может быть использована подвеска на пневматических рессорах или могут быть использованы гидравлические рессоры и демпферные узлы. Последние можно использовать совместно со средствами для отвода подвески, как это описано в находящейся на рассмотрении заявке WO 01/74612 на имя заявителя.
Трансмиссия для передачи мощности от первичного двигателя к колесам может содержать электрический или гидравлический привод. Хотя первичный двигатель, указанный в формуле изобретения, может быть двигателем внутреннего сгорания, он может быть любым другим пригодным движущим средством, например электродвигателем, питаемым током, получаемым от топливного элемента. Конструкция транспортного средства может содержать открытый каркас, несущий корпус лодки или любую другую оболочку.