ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1994 года по МПК B60B19/00 B62D57/02 

Изобретение относится к активным колесным движителям транспортных средств высокой проходимости, отталкивающимся от опорной поверхности и упорной поверхности, имеющей низкий коэффициент трения.

Известен пневмодвижитель транспортного средства, содержащий установленную в корпусе транспортного средства неподвижную ось, на которой шарнирно смонтирована ступица с распределенными по наружной поверхности выдвигающимися опорными элементами, установленными на силовых элементах, сообщенных каналами в ступице, и установленным на оси распределительным устройством с источником текучей среды под давлением и отводящей среду магистралью.

Недостатком этого пневмодвижителя является то, что он имеет низкую надежность распределителя текучей среды, т.к. в результате попадания абразива (пыли) в сопряжение трущихся поверхностей ступицы и распределителя они быстро изнашиваются, а также то, что его перевод с активного режима работы в ведомый режим конструктивно возможен только за счет поворота распределителя в положение, при котором все силовые элементы из взаимодействующих с грунтом соединены с одноименными полостями ступицы, либо за счет перекрытия отводящего канала. Такое выполнение распределительного устройства не обеспечивает оптимального расхода энергоносителя и энергозатрат на качение движителя в ведомом режиме. В первом случае движитель продолжает расходовать рабочее тело без совершения им полезной работы, а во втором наблюдается повышенное сопротивление качению. Все это вызывает повышенные энергозатраты на передвижение транспортного средства.

Новым в движителе транспортного средства является то, что распределительное устройство образовано копирами, взаимодействующими с подпружиненными клапанами, которые установлены в каналах ступицы, разделенной на две полости, одна из которых соединена с источником текучей среды, а другая - с отводящей магистралью, при этом распределительное устройство снабжено механизмом вывода копиров из контакта с клапанами, а сами клапаны подпружинены в сторону их закрытия.

Кроме того, для компенсации утечек рабочего тела механизм вывода копиров из контакта с клапанами расположен в полости, связанной с источником текучей среды под давлением, снабжен ограничителем хода клапанов, препятствующим их полному закрытию.

На фиг. 1 представлен пример выполнения (схематично) движителя и его установки на корпусе транспортного средства; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Движитель 1 установлен на полуосях 2, закрепленных на корпусе 3 транспортного средства и сообщающихся с каналами 4 подвода рабочего тела под давлением и отводящей магистралью 5. На корпусе транспортного средства установлен упорный элемент 6, взаимодействующий с опорными элементами 7, установленными на силовых элементах 8, выполненных, например, в виде гибких камер, связанных общим бандажом.

Ступица 9 движителя установлена на полых полуосях 2, снабжена каналами 10 и разделена перегородкой 11 на две полости, одна из которых сообщена через полую полуось 2 с каналом 4 подвода рабочего тела под давлением, а другая сообщена с отводящей магистралью 5. В каналах 10 ступицы 9 установлены подпружиненные в сторону закрытия клапаны 12, взаимодействующие через ролики 13 с копирами 14. Копиры 14 связаны через валы 15 с механизмами их поворота 16 относительно оси вращения движителя, а полыми штоками 17 с гидроцилиндрами 18, с помощью которых обеспечивается их перемещение вдоль оси вращения движителя и вывод из контакта с роликами 13 клапанов 12. Клапаны 12 выполнены, например, в виде шиберных затворов.

Ход гидроцилиндра 18, установленного со стороны подвода рабочего тела под давлением, может быть несколько меньше, чем рабочий ход клапанов 12, для обеспечения неполного закрытия этих клапанов и компенсации через остающуюся щель утечек рабочего тела через неплотности различных соединений. Причем с увеличением этой разницы увеличиваются вредные перетечки рабочего тела при работе пневмодвижителя в ведомом режиме. Практически конструкция выполняется таким образом, чтобы проходное сечение остающейся щели было в несколько раз меньше проходного сечения открытого клапана 12. Минимальный размер рассчитывается, исходя из имеющихся в движителе утечек рабочего тела через неплотности различных соединений.

Кроме того, клапаны 12 могут быть любой другой известной конструкции, например такой же, как у прототипа. Механизм вывода копиров из взаимодействия с клапанами может иметь любой другой подходящий привод, например электрический или пневматический. Сами копиры могут иметь иную конструкцию, чем в конкретном примере выполнения пневмодвижителя, представленном в прилагаемых графических иллюстрациях. Цель изобретения достигается и в движителях без упорного элемента (хотя в этом случае достигаемый эффект несколько меньше), и в движителях, использующих в качестве рабочего тела жидкость, но также имеющих распределитель клапанного типа.

Движитель работает следующим образом.

В полость ступицы, сообщенной с каналом 4 подвода рабочего тела под давлением, поступает, например, сжатый воздух, который затем через открытые в определенном порядке копирами 14 клапаны 12 поступает в верхние передние по ходу движения и задние нижние силовые элементы 8, взаимодействующие через опорные элементы 7 с опорной поверхностью и упорным элементом 6. В результате такого взаимодействия за счет отталкивания этих элементов создается вращающий момент, который через взаимодействие с опорной поверхностью реализуется в силу тяги.

Из указанных верхних передних по ходу движения и задних нижних силовых элементов после прохождения ими рабочей фазы воздух через отводящую магистраль поступает к источнику давления текучей среды. Для движения транспортного средства в обратном направлении с помощью механизма поворота 16 копиры 14 поворачиваются на 90^о. При этом порядок открытия клапанов меняется на обратный. Механизмом поворота 16 обеспечиваются также различные режимы работы движителя в зависимости от положения копиров 14 и, следовательно, момента начала наполнения очередного силового элемента.

Для перевода активных движителей в пассивный (ведомый) режим работы с помощью гидроцилиндров 18, связанных полыми штоками 17 с копирами 14, последние перемещаются вдоль оси вращения движителя. При этом копирная поверхность выходит из контакта с роликами 13 клапанов 12. Клапаны 12 под действием пружин закрываются и отключают все силовые элементы движителя от полостей ступицы 9, тем самым предотвращая как непроизводительный расход текучей среды, так и какие-либо перетечки рабочего тела между отдельными силовыми элементами, вызывающие повышенное сопротивление качению пневмодвижителя-прототипа.

Если ход копира 14, установленного в полости ступицы 9, связанной с подводящей магистралью, несколько меньше, чем необходимо для полного закрытия всех соответствующих клапанов, то при вращении ступицы через приоткрытые клапаны 12 будет осуществляться подпитка силовых элементов рабочим телом под давлением и таким образом будут компенсироваться утечки через неплотности соединений. В то же время из-за малого проходного сечения и короткого времени взаимодействия опорных элементов с опорной поверхностью или упорным элементом паразитные перетечки рабочего тела из одних силовых элементов в другие, вызывающие дополнительные потери энергии на качение в ведомом режиме, будут малы.

Использование: в активных колесных движителях транспортных средств высокой проходимости, отталкивающихся от опорной поверхности и упорной поверхности, имеющей низкий коэффициент трения. Сущность изобретения: движитель транспортного средства содержит установленную на полых полуосях 2 ступицу 9, разделенную перегородкой 11 во внутренней части на две полости, одна из которых сообщена с источником текучей среды под давлением, а другая - с каналом отвода рабочей среды, и выполненную с закрепленными по ее внешней поверхности выдвигающимися силовыми элементами, снабженными опорными элементами и соединенными при помощи каналов в ступице с указанными полостями через распределительное устройство, состоящее из установленных в каналах ступицы подпружиненных клапанов 12, взаимодействующих с копирами 14. Распределительное устройство снабжено механизмом вывода копиров 14 из контакта с клапанами 12, а сами клапаны подпружинены в сторону их закрытия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий установленную в корпусе неподвижную ось, на которой шарнирно смонтирована ступица с распределенными по ее внешней поверхности выдвигающимися опорными элементами, установленными на силовых элементах, сообщенных каналами в ступице, и установленными на оси распределительным устройством с источником текучей среды под давлением и отводящей среду магистралью, отличающийся тем, что распределительное устройство образовано копирами, взаимодействующими с подпружиненными клапанами, которые установлены в каналах ступицы, разделенной на две полости, одна из которых соединена с источником текучей среды под давлением, а другая - с отводящей магистралью, при этом распределительное устройство снабжено механизмом вывода копиров из контакта с клапанами, а сами клапаны подпружинены в сторону их закрытия. 2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что механизм вывода копиров из контакта с клапанами, расположенными в полости ступицы, связанной с источником текучей среды под давлением, снабжен ограничителем хода клапанов, препятствующим их полному закрытию.