КОМБИХОД Российский патент 2009 года по МПК B62D55/04 

Изобретение относится к безрельсовым транспортным средствам.

Известны способы передвижения и маневрирования транспортных средств на колесах и на гусеницах, а также транспортные средства для их осуществления, например автомобиль ГАЗ-60 [1], бронемашина по патенту ЕР 0937634 A1 [2], самоходное транспортное средство по а.с. СССР 527331 [3], трактор МТЗ-80 на полугусеничном ходу [4], с.256, 257, самоходная машина [5], трактор [6], трактор-универсал [7] и др.

Недостаток их в том, что для передвижения и маневрирования то колесами, то гусеницами монтируют (демонтируют) гусеницы [1, 2, 4, 6, 7], что неудобно, или же маневрируют только колесами [3, 5], что не во всех дорожных условиях достаточно эффективно, а зачастую и невозможно.

Известны и способ передвижения и маневрирования комбихода приводными от двигателя то колесами, то гусеницами, по которому гусеницами комбиход передвигают на неблагоприятном для колесного хода участке маршрута, и комбиход, содержащий приводимые от двигателя колеса и гусеницы, например тягач по описанию к декларационному патенту Украины на полезную модель 5248 кл. 7 B60F 5/00 [8], в котором приведен ближайший аналог способа передвижения и маневрирования, а также ближайший аналог комбихода в виде полезной модели тягача на базе трактора Т-70С.

Недостаток и способа, и этой модели в том, что скорости передвижения (на гусеничном ходу) малы и переключают их только при полной остановке трактора Т-70С. Так он устроен. Поэтому для перехода с колесного хода на гусеничный останавливают тягач, чтобы включить желаемую передачу коробки переключения передач (далее КПП). Для тракторного тягача такой недостаток терпим, а для комбихода, например машины скорой медицинской помощи в сельской местности, - неприемлем.

Техническим результатом (целью) изобретения является наиболее быстрое передвижение комбихода по маршруту с благоприятными и неблагоприятными для колесного хода участками пути без повреждения твердого дорожного покрытия гусеницами.

Достигают цель тем, что при переходе с колесного хода на гусеничный включают привод гусениц, смещают их вниз относительно корпуса комбихода до контакта с поверхностью пути и регулируют силу прижатия их катками к этой поверхности до достаточного сцепления с ней.

Достигают цель еще и тем, что колеса и гусеницы одновременно приводят от двигателя со взаимным отношением их линейных скоростей, близким к единице, одним и тем же ведущим мостом.

Достигают цель также тем, что звездочка привода гусеницы связана с приводным колесом через эпицикл и водило планетарного редуктора, а его солнечная шестерня охватывает рукав ведущего моста и установлена с возможностью ее торможения.

Достигают цель еще и тем, что рычаги опорных катков гусениц кинематически связаны с гидроцилиндрами, напорная полость которых сообщена через дроссель и обратный клапан с общим маслопроводом, соединенным с регулятором давления масла.

1. Сущность изобретения в том, что способ передвижения и маневрирования комбихода приводными от двигателя то колесами, то гусеницами, по которому гусеницами комбиход передвигают на неблагоприятном для колесного хода участке маршрута, по изобретению при переходе с колесного хода на гусеничный включают привод гусениц, смещают их вниз относительно корпуса комбихода до контакта с поверхностью пути и регулируют силу прижатия их катками к этой поверхности до достаточного сцепления с ней.

2. Сущность способа по п.1 еще и в том, что в соответствии с изобретением колеса и гусеницы приводят от двигателя со взаимным отношением их линейных скоростей, близким к единице, одним и тем же ведущим мостом.

3. Сущность комбихода, содержащего приводимые от двигателя колеса и гусеницы, в том, что звездочка привода гусеницы связана с приводным колесом через эпицикл и водило планетарного редуктора, а его солнечная шестерня охватывает кольцом рукав ведущего моста и установлена с возможностью ее торможения.

4. Сущность комбихода по п.3 еще и в том, что по изобретению рычаги опорных катков гусениц кинематически связаны с гидроцилиндрами, напорная полость которых сообщена через дроссель и обратный клапан с общим маслопроводом, соединенным с регулятором давления масла.

Благодаря таким признакам при любой скорости движения комбиход переводят с колесного хода на гусеничный и наоборот без остановки движения, т.к. линейные скорости приводимых от двигателя колес и гусениц совпадают или почти совпадают (их отношения близки к единице). Кроме того, при определенных дорожных условиях, например при заносах дороги поперечными полосами снежных сугробов, комбиход передвигают и колесами, и гусеницами, в поднятом положении последних, так долго, как того требуют дорожные условия. При прохождении, например, болотистого участка маршрута опорные катки и гусеницы гидроцилиндрами опускают на поверхность пути и увеличивают давление масла в напорной (безштоковой) полости гидроцилиндров до необходимого сцепления гусениц с поверхностью пути (но не более) без остановки передвижения комбихода. При переходе с гусеничного хода на колесный осуществляют те же операции, но в обратном порядке.

Вариант комбихода с кузовом амфибии и с движителем по воде преодолевает и заболоченные, и более крутые берега водоема, чем только колесная амфибия, да и по болоту проходит.

Устроен комбиход, например машина скорой медицинской помощи, следующим образом.

На фиг.1 схематично изображен комбиход при движении на колесном ходу.

На фиг.2 - комбиход в момент перехода на гусеничный ход и передвижения приводными от двигателя колесами и гусеницами одновременно.

На фиг.3 - принципиальная кинематическая и гидравлическая схема ведущего моста комбихода.

На фиг.4 - ведущий мост и гусеницы, расположенные на меньшей колее, чем колеса, вид сверху.

На фиг.5 - вариант: ведущий мост и гусеницы, расположенные на одной и той же колее, что и колеса, вид сверху.

На фиг.6 - опорный каток и поддерживающий ролик гусеницы с рычагами их установки и гидроцилиндр подъема-опускания гусеницы, вид сбоку.

На фиг.7 - то же, что и на фиг.6, но вид сверху.

На фиг.8 - гидравлическая схема соединения регулятора давления масла через общий маслопровод с гидроцилиндрами подъема-опускания гусениц и прижатия их к поверхности пути этими гидроцилиндрами до достаточного сцепления гусениц с поверхностью пути.

Условные обозначения на фиг.1-8.

1 - корпус комбихода (далее корпус),

2 - поворотное (управляемое рулем) неприводное колесо с пневматической шиной (далее колесо 2),

3 - приводное от двигателя колесо с пневматической шиной (далее колесо 3),

4 - звездочка привода гусеничного полотна (далее звездочка),

5 - гусеничное полотно (далее гусеница),

6 - натяжное колесо гусеницы с механизмом его натяжения (далее натяжник),

7 - опорный каток гусеницы (далее каток),

8 - ролик, поддерживающий верхнюю ветвь гусеницы (далее ролик),

9 - рычаг катка (далее рычаг 9),

10 - рычаг ролика (далее рычаг 10),

11 - торсион подвески рычагов 9 и 10 (далее торсион),

12 - пустотелая балка для размещения торсиона (далее балка),

13 - прикрепленная к корпусу втулка-подшипник балки (далее подшипник),

14 - рычаг балки (далее рычаг),

15 - гидроцилиндр, соединяющий рычаг 13 с корпусом 1 (далее цилиндр 15),

16 - дроссель с обратным клапаном (далее дроссель),

17 - датчик давления масла в общем маслопроводе к безштоковой полости цилиндров 15 (далее датчик),

18 - гидрораспределитель регулятора давления масла (далее распределитель 18),

19 - регулятор давления масла (далее регулятор),

20 - блок управления давлением масла (на выходе регулятора), пропорциональным перемещению рукоятки (далее рукоятка),

21 - емкость для масла регулятора (далее бак),

22 - маслянный насос регулятора (далее насос 22),

23 - предохранительный клапан (далее предохранитель),

24 - редуктор главной передачи (далее редуктор 24),

25 - редуктор главной передачи с дифференциалом (далее редуктор 25),

26 - рукав балки ведущего моста (далее рукав),

27 - полуось с фланцем привода колеса 3 (далее полуось),

28 - планетарный редуктор (далее редуктор 28),

29 - водило планетарного редуктора со ступицей колеса 3 (далее водило),

30 - сателлит водила (далее сателлит),

31 - солнечная шестерня планетарного редуктора (далее шестерня),

32 - диски трения гидроподжимного тормоза шестерни (далее фрикционы),

33 - эпицикл, жестко соединенный с защитным кожухом планетарного редуктора (далее эпицикл),

34 - кольцеобразный поршень сжатия пакета фрикционов (далее поршень),

35 - гидроцилиндр, имеющий кольцеобразное поперечное сечение (далее цилиндр 35),

36 - трехлинейный двухпозиционный гидрораспределитель с электрическим управлением (далее распределитель 36),

37 - насос гидравлического контура сжатия пакета фрикционов (далее насос 37),

38 - цепной привод гусеницы в варианте с расположением колес и гусениц на одной и той же колее (далее цепь).

Корпус 1 (фиг.1 и 2) комбихода через рессоры и амортизаторы опирается на мост управляемых колес 2 и на ведущий мост колес 3. На ведущем мосту установлена также звездочка 4 привода гусениц 5, которая охватывает эту звездочку, натяжник 6, катки 7, ролики 8 и расположена на меньшей колее, чем колеса (фиг.4). Катки и ролики установлены на рычагах 9 и 10 (фиг.6 и 7), прикрепленных к концам торсионов 11, расположенных внутри балок 12 и защемленных этой балкой в ее средней части, а сама балка установлена подвижно в двух подшипниках 13. К балке приварен рычаг 14, конец которого шарнирно соединен со штоком цилиндра 15, соединенного также шарнирно с корпусом комбихода. Безштоковая полость каждого этого цилиндра через односторонний дроссель 16 (фиг.8) сообщена с общим маслопроводом, который в свою очередь сообщен с расположенным в кабине комбихода датчиком 17 давления масла, но имеет дополнительную шкалу в процентах от номинального веса комбихода, приходящегося на катки при наличном давлении масла. Общий маслопровод сообщен с управляющим каналом распределителя 18, другой управляющий канал которого через другой маслопровод сообщен со штоковой полостью каждого цилиндра 15. Распределитель 18 является составной частью регулятора 19 давления масла в безштоковой (напорной) полости цилиндров 15. Регулятор 19 содержит рукоятку 20, бак 21, насосы 22, предохранители 23 и необходимые маслопроводы [9], с.150, 151, рис.4.23, 4.24, 4.25, табл.4.17.

Ведущий мост комбихода (фиг.3) содержит конический редуктор 24 и конический редуктор 25 с дифференциалом и с таким же передаточным числом, расположенные в двухкамерной коробке. Ее средняя стенка (перегородка) имеет отверстие для прохода масла. Ведущие шестерни редукторов 24 и 25 соединены карданными валами с двухпоточной коробкой переключения передач (далее КПП) типа КПП трактора Т-150, которая на выходных валах имеет еще и тормоза [10], с.100, 101, рис.54, позиция 24 и 41. К каждой боковой стенке коробки редуктора приварен пустотелый рукав 26. Внутри его расположена полуось 27, один конец которой связан шлицами с солнечной шестерней дифференциала, а другой - фланцевым соединением с редуктором 28 через его водило 29, установленным на рукаве моста посредством двух подшипников и выполненным заодно со ступицей колеса 3. Одна из полуосей связана шлицами еще и с ведомой шестерней редуктора 24. Сателлиты 30 водила находятся в зацеплении с шестерней 31 и центрируют ее. Тело шестерни 31 выполнено в виде кольца и охватывает пакет фрикционов 32, часть которых соединена шлицами с шестерней 31, а другая часть (через один первой части) - с рукавом 26. Эпицикл 33 скреплен с защитным кожухом редуктора 28, находится в зацеплении с сателлитами водила и соединен со звездочкой 4, установленной на рукаве 26 посредством ступицы с двумя подшипниками. Внутреннее пространство редуктора 28 сообщено с полостями редукторов 24 и 25 через рукава 26, заполнено маслом до уровня полуосей 27, а подвижные соединения уплотнены манжетами, например, по ГОСТ 8752-79. К фрикционам 32 примыкает охватывающий рукав 26 кольцом поршень 34 цилиндра 35, полость которого сообщена маслопроводом с управляющим каналом распределителя 36 [9], с.109, рис.4.2(б), например, типа ЗСУ-8 [9], с.167, рис.4.43, с электрическим управлением из кабины комбихода. Насос 37 сообщен маслопроводом с полостью редуктора 25. Гидравлический контур имеет предохранитель 23.

В соответствии с нашими вычислениями, например, при D/d=3/2, i=Z/z=2; а при D/d=5/3, i=1,5; при этом V=U, где D - диаметр пневматического колеса, d - диаметр звездочки, Z - число зубьев эпицикла, z - число зубьев шестерни, i - передаточное число редуктора 28, V - линейная скорость пневматического колеса, U - линейная скорость звездочки, гусеницы.

Устройство управления поворотами комбихода при движении на гусеницах (а также на гусеницах и колесах одновременно) аналогично такому же устройству трактора типа Т-150, но его рулевое колесо соединено кинематически еще и с устройством рулевого управления колесами 2 комбихода.

Работает комбиход следующим образом.

Пусть, например, к больному в сельской местности вызвали из райцентра машину скорой медицинской помощи - комбиход, а маршрут следования содержит участок дороги с твердым покрытием, участок грунтовой дороги с подъемами-спусками и болотистыми низинами после дождя.

В исходном положении комбихода гусеницы 5 подняты в крайнее верхнее положение (фиг.1) цилиндрами 15 (фиг.6, 7 и 8), а фрикционы 32 не сжаты, шестерня 31 не заторможена. Поэтому звездочка 4 отключена от привода и не вращается (фиг.1 и 3).

На участке маршрута с твердым покрытием комбиход ведут как обычный автомобиль на наибольшей допустимой скорости. После выезда на грунтовую дорогу со скользкой после дождя поверхностью распределителем 36 подают масло от насоса 37 в цилиндры 35 и поршнем 34 этого цилиндра сжимают пакет фрикционов 32 до полного затормаживания шестерни 31 редуктора 28. В результате выполненное заодно со ступицей колеса 3 водило 29 с сателлитами 30, обкатывающимися по заторможенной шестерне 31, начнет вращать эпицикл 33 с соединенной с ним звездочкой 4, которая начнет перематывать гусеницу 5 с такой же линейной скоростью, как у колеса 3 и у еще не успевшего замедлиться комбихода. Одновременно рукояткой 20 (фиг.8) подают масло в безштоковые полости цилиндров 15, которые опускают гусеницы 5 на поверхность дороги, а далее увеличивают давление масла и прижатие гусениц к поверхности дороги до достаточного с ней сцепления для устойчивого движения комбихода без заметного буксования движителей (гусениц 5 и колес 3). Этим давлением масла в цилиндрах 15 частично разгружают рессоры подвески мостов и их колеса 2 и 3. На заболоченных участках колеса 2 и 3 разгружают еще больше или полностью, чтобы они не заглублялись и не мешали тем самым маневрированию гусеницами, которое выполняют сообщая правой и левой гусенице неодинаковые скорости ротации посредством двухпоточной КПП и редукторов 24, 25, как это более подробно изложено в описании к патенту Украины 3155 на полезную модель "Машина гусенична" [11]. На подъеме давление масла в цилиндрах 15 и прижатие гусениц 5 к поверхности пути увеличивают, а на спусках - уменьшают, т.к. передвижение груза на колесах (при отсутствии существенного буксования) менее энергоемко, чем на гусеницах. Этим экономят горючее. При передвижении на гусеницах и колесах или только на гусеницах они копируют неровности поверхности пути благодаря тому, что одноименные полости цилиндров 15 сообщены между собой общим маслопроводом и одновременно работают как амортизаторы катков 7 благодаря дросселям 16 с обратными клапанами.

При выезде комбихода на участок маршрута с твердой поверхностью дороги перечисленные выше операции по управлению движением комбихода выполняют в обратном порядке: гусеницы поднимают над поверхностью пути, выключают их перематывание и продолжают движение только на колесах.

Благодаря такому способу передвижения и маневрирования комбихода, а также такому его устройству становится возможной доставка людей и грузов одним рейсом по маршруту с участками дороги: с твердым покрытием, грунтовой дороги в распутицу, по болотистой местности, по дороге со снежными заносами и др. Кроме того, на наш взгляд, комбиход с признаками по сути изобретения, но с кузовом амфибии и движителем по воде, существенно увеличивает эксплуатационные возможности амфибий. Такая амфибия-комбиход проходит к водной поверхности и по топким, и по более крутым берегам, чем только колесная.

Литература

1. Репродукция с журнала "За рулем", №7, 1979, 1 с., приложена.

2. ЕР 937634 Bull. 1999/34. European patent application. Tracke vehicle with torsion bar suspension. 11 pags.

3. A.c. СССР 527331, Бюл. №10, 15.03.1978. Описание изобретения "Самоходное транспортное средство", 4 с.

4. Тракторы "Беларусь" класса 1, 4. Пособие по агрегатированию. Минск, ПО МТЗ, 1990, 300 с.

5. Патент Украïни 67437, Бюл. №12, 2006. Опис до патенту на винахiд "Самохiдна машина", 3 с.

6. Патент Украïни 3646, Бюл. №12, 2004. Опис до патенту на корисну модель "Трактор".

7. Патент Украïни 3477, Бюл. №11, 2004. Опис до патенту на корисну модель "Трактор-унiшверсал", 3 с.

8. Патент Украïни 5248, Бюл. №2, 2005. Опис до патенту на корисну модель "Тягач", 3 с.

9. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильних машин: Справочник - М.: Машиностроение, 1983. - 3 с.

10. Трактор Т-150 (устройство и эксплуатация). Под. ред. Б.П.Кашубы и И.А.Коваля. М., "Колос", 1978, 288 с.

11. Патент Украïни 3155. Бюл. №10, 2004. Опис до патенту "Машина гусенична", 3 с.

Изобретение относится к безрельсовым транспортным средствам и может быть применено при перевозке людей и грузов по маршруту с благоприятными и с неблагоприятными для колесного хода условиями. Комбиход содержит приводимые от двигателя колеса и гусеницы. Звездочка привода гусеницы связана со ступицей приводного колеса через эпицикл и водило планетарного редуктора, а его солнечная шестерня охватывает кольцом рукав ведущего моста и установлена с возможностью ее торможения. Рычаги опорных катков гусениц кинематически связаны с гидроцилиндрами, напорная полость которых сообщена через дроссель и обратный клапан с общим маслопроводом, соединенным с регулятором давления масла. Техническим результатом является наиболее быстрое передвижение комбихода по маршруту с благоприятными и с неблагоприятными для колесного хода участками пути. 8 ил.

Комбиход, содержащий приводимые от двигателя колеса и гусеницы, отличающийся тем, что звездочка привода гусеницы связана со ступицей приводного колеса через эпицикл и водило планетарного редуктора, а его солнечная шестерня охватывает кольцом рукав ведущего моста и установлена с возможностью ее торможения, при этом рычаги опорных катков гусениц кинематически связаны с гидроцилиндрами, напорная полость которых сообщена через дроссель и обратный клапан с общим маслопроводом, соединенным с регулятором давления масла.