ШАССИ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2004 года по МПК F41H7/02 B62D55/08 B62D55/112 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а конкретно к шасси гусеничных машин (ГМ), в том числе различных инженерных машин, и может быть использовано, в частности, для создания бронированного шасси инженерной дорожной машины (ИДМ) на базе шасси танка, отвечающего современным требованиям к этому классу транспортных средств. Указанные ГМ могут применяться как в военных целях, так и при действиях в аварийных ситуациях в условиях радиоактивного заражения местности и в случаях стихийных бедствий.

Одной из приоритетных задач инженерного обеспечения боевых действий войск является создание условий для своевременного и скрытого их развертывания, проведения ими маневра. Опыт эксплуатации ИДМ в войсках подтверждает необходимость и целесообразность развития такого класса машин на базе бронированного гусеничного шасси танка. Особенно это касается шасси ИДМ, обеспечивающих продвижение соединений и частей, находящихся непосредственно в боевых порядках или действующих в составе отрядов обеспечения движения.

Основными видами работ при подготовке путей являются разработка и перемещение больших объемов грунта и проделывание проходов в лесных и каменных завалах. Существенно увеличивается объем работ по преодолению минно-взрывных заграждений, устанавливаемых средствами дистанционного минирования. Применение противником многочисленных средств поражения приводит к увеличению выведенной из строя различной техники, от которой приходится освобождать пути движения войск. В том случае, если на пути движения подразделений будут встречаться препятствия, они должны преодолеваться практически с той же скоростью, что и при движении на марше. При этом заграждения могут прикрываться огнем противника.

В связи с перечисленным ИДМ должна быть не только быстроходной и содержать высокопроизводительное оборудование, но и обладать высокой защищенностью, в том числе и от оружия массового поражения.

Быстроходность ГМ в значительной степени обеспечивается высокой удельной мощностью, равной отношению мощности двигателя к массе машины. Сдерживающими факторами повышения степени защищенности являются масса монтируемого рабочего оборудования и полезная грузоподъемность базового шасси. С повышением степени защиты возрастает масса базового шасси и соответственно снижается полезная грузоподъемность, используемая для монтажа оборудования, масса которого по разным оценкам может достигать 17 т. Поэтому необходимы мероприятия по снижению массы шасси для повышения его грузоподъемности.

Известно шасси инженерной машины разграждения ИМР-3 (см. журнал "Военный парад, №3 за 2002 г., стр. 48), выполненное на базе шасси серийного танка Т-90, стоящего на вооружении армии Российской Федерации (см. книгу "Современные танки" под редакцией Сафонова Б.С. и Мураховского В.И., Москва, "Арсенал-Пресс", 1995 г.). Базовый корпус разделен на три отделения: обитаемое отделение, отделение оборудования и моторно-трансмиссионное отделение (МТО). В МТО установлены планетарная механическая трансмиссия и двигатель мощностью 1000 л.с., что явно не достаточно для выполнения требуемого объема земляных работ, который должен быть в 1,5-2 раза больше достигнутого. Существенным недостатком является и то, что рабочий забронированный объем шасси без учета МТО составляет всего 6м³ и разместить в нем хорошо защищенный экипаж и установить одновременно на шестикатковом на борт шасси высокопроизводительное оборудование не представляется возможным из-за недостаточной грузоподъемности.

Известно шасси бронированной инженерной машины "Гризли" на базе шасси американского танка М-1 "Абраме" (см. журналы "Зарубежное военное обозрение", №11, 1997 г., стр. 23 и "International Defense Review", №10, 1995г., стр. 51), выполненное по семикатковой на борт схеме ходовой части, обладающее высоким уровнем защиты, высокой производительностью оборудования, оснащенное двигателем мощностью 1500 л.с. Однако значительная масса машины (63-64 т) существенно снижает быстроходность, ограничивает возможность использования в качестве высокомобильной ИДМ.

За прототип принимается известное шасси инженерной гусеничной машины "Пионирпанцер-2" на базе шасси танка "Леопард-2" (см. журнал "Техника и вооружение", №1, 1988 г. и книгу "Современные танки" под редакцией Сафонова Б.С. и Мураховского В.И., Москва, "Арсенал-Пресс", 1995 г.). Забронированный рабочий объем равен 8 м³, а в МТО объемом 6,9 м³ установлен двигатель мощностью 1500 л.с. и гидромеханическая трансмиссия, машина имеет высокую защищенность и высокопроизводительное оборудование, общая масса составляет 55 т. В машине реализована высокая быстроходность, ходовая часть выполнена по семикатковой на борт схеме, в системе подрессоривания применена индивидуальная торсионная подвеска с фрикционными амортизаторами на 1, 2, 3, 6, 7 узлах и гидравлическими подрессорниками.

Недостатком известного шасси является то, что большой объем МТО приводит к неоправданному увеличению показателя массы шасси на единицу забронированного рабочего объема и перегрузке ходовой части, которая сама имеет повышенную массу, что снижает грузоподъемность. Кроме того, гидравлические подрессорники ограничивают перемещение опорных катков только в крайних верхних положениях и не разгружают подвески в промежуточных положениях статического и динамического хода, что снижает возможности при работе телескопической стрелой навесного оборудования.

Целью настоящего изобретения является создание ценой умеренных затрат с точки зрения показателя "стоимость-эффективность" шасси ГМ, в частности бронированной ИДМ на базе шасси танка, с повышенными техническими и эксплуатационными характеристиками, улучшенной конструкцией ходовой части и МТО.

Поставленная цель достигается за счет того, что шасси выполнено на базе шасси танка с малогабаритным МТО, первые и последние пары подвесок ходовой части снабжены гидравлическими амортизаторами, а, как минимум, вторые и предпоследние пары подвесок снабжены управляемыми из обитаемого отделения устройствами выключения торсионных подвесок, выполненными с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси в любом их положении и используемыми в качестве пневматических амортизаторов во включенном положении.

Ходовая часть образована путем увеличения длины базового корпуса за счет установки перед МТО вставного модуля, снабженного дополнительной парой подвесок.

Каждое устройство выключения торсионной подвески содержит гидравлический цилиндр, связанный с подвеской, и шток, снабженный поршнем и соединенный с базовым корпусом шасси, при этом гидравлический цилиндр снабжен дополнительным стопорным поршнем с направляющей штангой, подпружиненным относительно поршня и расположенным под ним с возможностью взаимодействия торцевыми упорными поверхностями, причем полость под указанным дополнительным поршнем связана через гидравлический замок с нагнетающей магистралью гидравлической системы шасси.

Устройства выключения торсионных подвесок связаны с системой управления шасси с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси при трогании с места и торможении шасси.

Траки гусеничной ленты содержат по два металлических звена с обрезиненной беговой дорожкой под опорные катки, связанных несущими пальцами и выполненных с возможностью установки в них съемных асфальтоходных обрезиненных башмаков или съемных металлических грунтозацепов.

В МТО может быть установлена электрическая трансмиссия.

Анализ основных отличительных признаков показал, что:

- выполнение шасси с малогабаритным МТО типа танка Т-80 обеспечило снижение массы шасси при большем забронированном объеме;

- образование ходовой части путем увеличения длины базового корпуса, например танка Т-80, за счет установки перед МТО вставного модуля, снабженного дополнительной парой подвесок, обеспечило ценой малых затрат повышение грузоподъемности и увеличение до 8,2 м³ рабочего забронированного объема;

- снабжение, как минимум, вторых и предпоследних пар подвесок управляемыми из обитаемого отделения устройствами выключения торсионных подвесок, выполненными с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси в любом их положении, исключило крен и раскачку шасси при работе бульдозерным и крановым оборудованием;

- использование хорошо отработанных элементов шасси современного танка, например Т-80, обеспечило высокую надежность при одновременном снижении массы ходовой части и шасси в целом;

- выполнение каждого из траков гусеничной ленты из двух металлических звеньев с обрезиненной беговой дорожкой под опорные катки, связанных несущими пальцами, упростило конструкцию, позволяет изготавливать высокопроизводительным методом штамповки, а выполнение пальцев из круглого проката с использованием высокотемпературной механической обработки обеспечивает высокую несущую способность траков;

- выполнение каждого из траков гусеничной ленты с возможностью установки съемных металлических грунтозацепов обеспечивает повышение сцепных свойств;

- установка в МТО электрической трансмиссии обеспечивает наиболее эффективное бесступенчатое и плавное увеличение крутящего момента на ведущих колесах при падении числа оборотов на них и пропорционально увеличению сопротивления движению, оставляя число оборотов двигателя практически неизменным, что обеспечивает надежную и длительную работу двигателя, а также эффективную работу землеройного оборудования.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - вид сбоку на шасси гусеничной машины;

на фиг.2 - вид сверху на шасси гусеничной машины;

на фиг.3 - вид А фиг.1, вид на вторую подвеску;

на фиг.4 - устройство выключения подвески в разрезе;

на фиг.5 - гидравлическая схема;

на фиг.6 - трак гусеницы со съемными обрезиненными башмаками;

на фиг.7 - трак гусеницы со съемными обрезиненными башмаками в разрезе;

на фиг.8 - трак гусеницы со съемными металлическими грунтозацепами;

на фиг.9 - трак гусеницы со съемными металлическими грунтозацепами в разрезе;

на фиг.10 - устройство выключения подвески во включенном положении;

на фиг.11 - устройство выключения подвески в выключенном положении.

Шасси гусеничной машины, например бронированное шасси ИДМ на базе шасси танка, содержит базовый корпус 1 (см фиг.1, 3) разделенный на обитаемое отделение 2 (см фиг.2), отделение оборудования 3 и моторно-трансмиссионное отделение (МТО) 4, и ходовую часть, включающую гусеничный движитель с гусеницей 5, ведущим 6 и направляющим 7 колесами и опорными катками 8, установленными на торсионных подвесках 9, первые и последние из которых снабжены гидравлическими амортизаторами 10, а вторые и предпоследние - устройствами выключения торсионных подвесок 11, которые при необходимости могут быть установлены дополнительно и на другие подвески. Для повышения грузоподъемности шасси оно может изготавливаться из шасси танка, в котором длина базового корпуса увеличена за счет установки перед МТО 4 модуля 12, снабженного парой подвесок 9 с устройствами выключения торсионных подвесок 11.

Каждое из устройств выключения подвесок 11 может быть выполнено следующим образом (см. фиг.3, 4). В гидравлическом цилиндре 13, связанном с подвеской 9, размещены с возможностью осевого перемещения шток 14 с поршнем 15, соединенный с базовым корпусом 1, и дополнительный стопорный поршень 16 с направляющей штангой 17, на которой установлена пружина 18. Поршни 15 и 16 снабжены упорными торцевыми поверхностями "А" и "Б", размещенными навстречу друг другу. Полость "В" между стопорным поршнем 16 и днищем цилиндра 13 соединена трубопроводом 19 через гидравлический замок 20 (см фиг.5) и распределитель 21, размещенный в обитаемом отделении 2, с нагнетающей магистралью гидравлической системы шасси. Гидравлический замок 20 снабжен предохранительным клапаном 22, а распределитель 21 - электромагнитами 23 и 24. Распределитель 21 связан также с системой управления шасси (не показана). Гусеница 5 образована траками 25 (см. фиг.10, 11), каждый из которых содержит по два металлических звена 26 (см. фиг.6, 7, 8, 9), которые снабжены обрезиненной беговой дорожкой 27 под опорные катки 8 и связаны между собой несущими пальцами 28. Для снижения стоимости изготовления и повышения несущей способности пальцы 28 выполнены из круглого проката с использованием технологии высокотемпературной обработки, а звенья 26 - методом штамповки.

На звеньях 26 выполнены посадочные места под установку съемных асфальтоходных обрезиненных башмаков 29 или съемных металлических грунтозацепов 30.

В зависимости от назначения шасси и требуемой внешней характеристики МТО 4 может оборудоваться электрической трансмиссией (не показана).

Работа

При движении шасси по пересеченной местности опорные катки, преодолевая препятствия, совершают колебательные движения на подвесках 9. При этом амортизаторы 10 за счет гидравлического сопротивления демпфируют, то есть гасят угловые колебания и вертикальную раскачку шасси. Устройства выключения подвесок 11 в этом случае работают в качестве пневматических амортизаторов (см. фиг.10) за счет того, что в соответствии с перемещением подвески 9 относительно корпуса 1 гидравлический цилиндр 13 перемещается относительно штока 14. При этом воздух из поршневой полости "Г" перетекает в штоковую полость "Д" и наоборот, дросселируя с определенным сопротивлением через каналы "Е" (см. фиг.4), соединяющие эти полости, а из-за разности в объемах указанных полостей в них изменяется давление, что также повышает сопротивление устройств 11. Гидрораспределитель 21 (см. фиг.5) находится в нейтральном положении "1", соединяя полости "В" гидравлических цилиндров 13 через предохранительные клапаны 22 со сливом. При необходимости выключения торсионных подвесок 9, например при работе ИДМ с крановым оборудованием, ручным включением электромагнита 23 гидрораспределитель 21 переводится в положение "2". При этом рабочая жидкость от нагнетающей магистрали через гидравлический замок 20 направляется в полость "В" цилиндра 13 и перемещает дополнительный стопорный поршень 16 в сторону поршня 15 до контакта упорных торцевых поверхностей "А" и "Б" между собой (см. фиг.11). Пружина 18 сжимается, сохраняя устойчивость на направляющей штанге 17. Далее, электромагнит 23 выключается, переводя гидрораспределитель 21 в исходное положение "1", гидравлический замок 20 запирается, не позволяя рабочей жидкости вытекать из полости "В" и препятствуя перемещению катка 8 в сторону корпуса 1. Таким образом, подвеска выключена, при этом шасси может перемещаться на малых скоростях движения. При воздействии на каток 8 значительных внешних нагрузок и возрастании давления в полости "В" до критического значения открывается предохранительный клапан 22, перепуская рабочую жидкость из полости "В" на слив, предотвращая тем самым поломку устройства выключения подвески 11. По окончании работы ручным включением электромагнита 24 гидрораспределитель переводится в положение "З", рабочая жидкость от нагнетающей магистрали отпирает гидравлический замок 20, полость "В" соединяется со сливом. Под действием пружины 18 дополнительный стопорный поршень 16 перемещается в сторону дна гидравлического цилиндра 13, вытесняя рабочую жидкость из полости "В" и освобождая поршень 15. Таким образом, подвеска включена и устройства выключения подвесок 11 работают в качестве пневматических амортизаторов, как было описано выше.

При трогании с места и при резком торможении шасси электромагнит 23 срабатывает автоматически по сигналу от системы управления шасси.

При торможении выключается вторая пара подвесок 9, исключая "клевок" носа базового корпуса 1, а при трогании с места выключается предпоследняя пара подвесок, исключая "приседание" машины на корму.

При движении по асфальту и другим дорогам с улучшенным покрытием на звенья 26 (см. фиг.6, 7, 8, 9) устанавливают съемные обрезиненные башмаки 29. При движении по бездорожью и при работе бульдозерным оборудованием устанавливаются съемные металлические грунтозацепы 30, которые повышают сцепные свойства гусеницы 5. При этом электрическая трансмиссия увеличивает момент на ведущих колесах 6 при падении числа оборотов на них пропорционально увеличению сопротивления движению, оставляя число оборотов двигателя практически неизменным.

Таким образом, предлагаемое шасси гусеничной машины, выполненное на база танка, обеспечивает получение шасси, например, бронированной ИДМ с повышенными техническими и эксплуатационными характеристиками.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано, например, для создания бронированного шасси инженерной гусеничной машины на базе танка, которая может применяться как в военных целях, так и при действиях в аварийных ситуациях в условиях радиоактивного заражения местности. Первые и последние пары подвесок ходовой части шасси гусеничной машины снабжены гидравлическими амортизаторами, а, как минимум, вторые и предпоследние пары подвесок снабжены управляемыми из обитаемого отделения устройствами выключения торсионных подвесок, выполненными с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси в любом их положении. Устройства выключения торсионных подвесок во включенном положении используются в качестве пневматических амортизаторов. Шасси выполнено на базе шасси отечественного танка с малогабаритным моторно-трансмиссионным отделением объемом менее 6,9 м³, например танка Т-80. Описано выполнение устройства выключения торсионной подвески, связь устройства выключения торсионной подвески с системой управления шасси с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси при трогании с места и торможении шасси, предложена конструкция траков гусеничной ленты. Предусмотрена возможность установки в электрической трансмиссии. Технический результат – повышение технических и эксплуатационных характеристик шасси за счет улучшения конструкции ходовой части и моторно-трансмиссионного отделения. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Шасси гусеничной машины, например бронированной инженерной дорожной машины на базе шасси танка, содержащее базовый корпус, разделенный на обитаемое отделение, отделение оборудования и моторно-трансмиссионное отделение, ходовую часть, включающую гусеничный движитель с опорными катками, торсионные подвески и амортизаторы, отличающееся тем, что первые и последние пары подвесок ходовой части снабжены гидравлическими амортизаторами, а, как минимум, вторые и предпоследние пары подвесок снабжены управляемыми из обитаемого отделения устройствами выключения торсионных подвесок, выполненными с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси в любом их положении и используемыми в качестве пневматических амортизаторов во включенном положении.2. Шасси по п.1, отличающееся тем, что шасси выполнено на базе шасси отечественного танка с малогабаритным моторно-трансмиссионным отделением объемом менее 6,9 м³, например танка Т-80.3. Шасси по п.1, отличающееся тем, что ходовая часть образована путем увеличения длины базового корпуса за счет установки перед моторно-трансмиссионным отделением вставного модуля, снабженного дополнительной парой подвесок.4. Шасси по п.1, отличающееся тем, что каждое устройство выключения торсионной подвески содержит гидравлический цилиндр, связанный с подвеской, и шток, снабженный поршнем и соединенный с базовым корпусом шасси, при этом гидравлический цилиндр оборудован дополнительным стопорным поршнем с направляющей штангой, подпружиненным относительно поршня и расположенным под ним с возможностью взаимодействия торцевыми упорными поверхностями, при этом полость под указанным дополнительным стопорным поршнем связана через гидравлический замок с нагнетающей магистралью гидравлической системы шасси.5. Шасси по п.1, отличающееся тем, что устройства выключения торсионных подвесок связаны с системой управления шасси с обеспечением возможности фиксации опорных катков от перемещения в сторону корпуса шасси при трогании с места и торможении шасси.6. Шасси по п.1, отличающееся тем, что траки гусеничной ленты содержат по два металлических звена с обрезиненной беговой дорожкой под опорные катки, связанных несущими пальцами и выполненных с возможностью установки в них съемных асфальтоходных обрезиненных башмаков или съемных металлических грунтозацепов.7. Шасси по п.1, отличающееся тем, что в моторно-трансмиссионном отделении установлена электрическая трансмиссия.