ПАРОМ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ПЕРЕДНЕПРИВОДНОГО АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2009 года по МПК B63B35/54 B63H21/175 

Изобретение относится к разборным плавучим сооружениям с небольшой осадкой и может быть использовано для самостоятельного передвижения автомобиля по воде.

Передвижение автомобиля по воде, в том числе и по мелководным акваториям, возможно с помощью плавучего сооружения с небольшой осадкой типа понтона, катамарана, плота. Из известных плавучих сооружений, наиболее близких к заявленному устройству, следует выделить плавучие дачи (ПД), представляющие собой мелкосидящий понтон катамаранного типа, в которых движение по воде осуществляется с помощью подвесных или стационарных лодочных моторов либо путем буксировки. Для транспортирования по суше плавучие дачи преобразуются в автомобильный прицеп. Описание плавучих дач как отечественных, так и зарубежных приведено в журналах "Катера и яхты" (см., например, Е.А.Потинг. "Суда-дачи", 1963 г., №1, с.92-95, 4 ил.; краткое описание ПД американской фирмы "Кэиот", 1977 г., №1, с.19-20, 3 ил.; ПД "Аленушка", объединение "Ритм", 1972 г., №1, с.10, а также 1977 г., №1, с.12-14, 1 ил.; быстроходная ПД - катамаран, 1977 г., №6, с.45-46, 2 ил.).

Аналоги не позволяют обеспечить самостоятельного передвижения автомобиля по воде.

Известен понтон для самостоятельного передвижения автомобиля по воде с приводом гребного винта от ведущей оси автомобиля (патент США №3987748 В63Н 25/00, НКИ 115/5А, 1R, 34A).

Недостаток наиболее близкого варианта схемы привода от оси колеса заключается в том, что крепление автомобиля происходит задним мостом на опоре, внутри которого проходит ось привода. Ось гидронасоса не является силовой и передает только крутящий момент, не воспринимая вес автомобиля, и соответственно сам гидронасос крепится в своей опоре только от проворачивания по оси вала, не воспринимающей веса автомобиля. При этом конструкция опоры гидронасоса очень громоздка и состоит из 3-х регулируемых опор. Таким образом, такой вариант имеет целых две опоры и множественные механизмы, позиционирующие их крепление относительно друг друга.

Такая схема привода не может быть применена на переднеприводных автомобилях, так как у них нет "моста" между ведущими колесами, который бы крепился к опорам. Сам гидропривод по сравнению с механической трансмиссией имеет гораздо меньший КПД передачи и значительно больший вес.

Недостатком крепления передних колес является то, что регулируется положение только одного крепежа, что, в зависимости от поперечных габаритов автомобиля, приводит к общему смещению центра тяжести автомобиля и соответственно крену в эту сторону на плаву.

Также недостатком известного понтона является то, что он является "подавляющей" конструкцией, в габаритах которой сам автомобиль скрывается и как бы не является его функциональной частью.

Известен понтон-катамаран для самостоятельного передвижения автомобиля по воде с приводом гребного винта от ведущих колес автомобиля (аналог - патент США №1804262 В63Н 25/00, НКИ 115/5A, 1R, 34A).

Недостатком известного устройства является ненадежность крепления колес и прежде всего ведущих, нестабильности передачи крутящего момента от шин на барабаны, неиспользованию предусмотренных конструкцией автомобиля силовых элементов шасси и кузова в конструкции катамарана для перераспределения усилий и снижения общего веса.

Известен разборный понтон-катамаран для самостоятельного передвижения переднеприводного автомобиля по воде, который транспортируется при езде по суше в виде прицепа. Он содержит собранные из 4-х секций плоские поплавки. Они соединены балками и имеют установленные на поплавках колесные ниши и складные упоры под бамперы для въезда-выезда, размещения и закрепления автомобиля на понтоне во время плавания. Имеются поворотные гребные винты с приводом от передних колес, которые установлены в поворотных ложементах, жестко связанных с приводом гребных винтов, состоящим из вращаемого колесом автомобиля барабана, который через редуктор связан с гребным винтом (аналог - патент РФ №2270131 от 29.03.2004 г., В63В 35/54, В63Н 21/175).

Недостатком известного понтона-катамарана является сложность конструкции, ненадежность и сложность закрепления автомобиля на катамаране, неэффективность передачи вращения от ведущих колес на гребные винты через барабаны.

Известен паром для перевозки автомобиля, причем корпус парома выполнен в виде катамарана, поплавки которого связаны между собой с возможностью их взаимного перемещения и снабжены убирающимися шасси и направляющими грузовыми дорожками с откидными аппарельными сходами, выполненными с грунтозацепами, причем каждый из поплавков выполнен складным, состоящим по меньшей мере из двух частей, связанных между собой шарнирно, при этом кинематическая связь движителя со спаренными ведомыми опорными роликами включает в себя зубчатый механизм, а кинематическая связь рулевого устройства с поворотными ложементами включает в себя рычажную систему.

Кроме того, поворотные ложементы включают в себя поворотные кронштейны с установленными в них спаренными ведомыми опорными роликами для колес переднего ведущего управляемого моста, причем кинематическая связь движителя со спаренными ведомыми опорными роликами снабжена вертикальными ведущими валами, совмещенными с осями поворота упомянутых рычагов и связанными с зубчатым механизмом, при этом поворотные кронштейны снабжены тормозными устройствами.

Также паром снабжен поворотно-откидной колонкой, на которой смонтирован упомянутый движитель и установлено подводное кормовое крыло крыльевой системы, которой снабжен паром (прототип - патент РФ №2048376 от 22.11.19991 г., В63В 35/54, В63Н 21/175).

Недостатком ближайшего аналога является ненадежность и сложность закрепления автомобиля на катамаране, нестабильность передачи крутящего момента от ведущих колес на барабаны, неэффективное использование предусмотренных конструкцией автомобиля силовых элементов шасси и кузова в конструкции катамарана для перераспределения усилий и снижения общего веса.

Задача изобретения - создать понтон-катамаран с надежным и простым закреплением автомобиля, повысить эффективность передачи вращения от ведущих колес на гребной винт, используя при этом штатные силовые элементы шасси и кузова автомобиля в конструкции понтона-катамарана для перераспределения усилий при движении, что приводит к снижению общего веса конструкции.

Для достижения поставленной задачи в известном пароме для перевозки автомобиля, выполненном в виде катамарана, поплавки которого соединены между собой балками и снабжены направляющими грузовыми дорожками со сходами, и имеющем устройства для осуществления кинематической связи между элементами привода ведущих колес автомобиля и гребным винтом, а также ложементы для установки не ведущих (ведомых) колес автомобиля, и имеющем кинематическую связь рулевого устройства катамарана с элементами рулевого управления автомобиля, согласно изобретению каждое устройство кинематической связи между элементами привода ведущего колеса и гребным винтом включает в себя фланец, устанавливающийся на посадочное место ведущего колеса автомобиля, ось которого проходит через верхнюю втулку силовой опоры для автомобиля с возможностью передачи вращения через гибкую связь на карданный вал, связанный с угловой передачей, приводящей во вращение через гребной вал гребной винт, причем силовая опора установлена с возможностью поперечного перемещения на силовых балках, концы которых жестко крепятся к элементам, зафиксированным в поплавках, а ложементы крепления «ведомых» колес установлены с возможностью поперечного перемещения на силовых балках, концы которых жестко крепятся к элементам, установленным в поплавках с возможностью продольного перемещения, при этом гребной вал установлен в дейдвудной трубе, один конец которой воспринимает усилие от гребного винта, а второй - передает это усилие через промежуточные элементы на силовые балки.

Причем ложемент выполнен в виде седла с установленным в нем регулируемым хомутом со скобами, предназначенными для охвата верхней части не ведущих (ведомых) колес автомобиля.

Силовая опора в нижней части установлена не менее чем на двух силовых балках и воспринимает и передает через фланец, установленный в верхней части силовой опоры, все нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, на элементы автомобиля.

Гребной вал установлен с возможностью изменения его углового положения в вертикальном направлении и находится в жесткой дейдвудной трубе, также установленной с возможностью изменения ее положения в вертикальном направлении.

В передней верхней (приводной) части гребного вала установлена карданная муфта, а в передней верхней части дейдвудной трубы установлены шарнирные скобы, геометрическая ось которых находится на оси карданной муфты.

Промежуточные элементы выполнены в виде установленных на дейдвудной трубе шарнирных скоб, в свою очередь связанных с корпусом угловой передачи, размещенной в перемычке силовых балок.

На фиг.1 - паром, вид сбоку (винт поднят);

На фиг.2 - паром, вид сбоку (винт опущен);

На фиг.3 - то же, вид в плане;

На фиг.4 - то же, вид спереди;

На фиг.5 - аксонометрия (силовые опоры);

На фиг.6 - аксонометрия (общий вид);

На фиг.7 - крепление не ведущего (ведомого) колеса;

На фиг.8 - принципиальная кинематическая схема движительной системы и рулевого устройства парома для перевозки автомобиля с переднеприводными управляемыми колесами.

Самоходный паром имеет водоизмещающий корпус, состоящий из двух плавсредств глиссирующего типа, образующих катамаранную систему, снабженную подводными крыльями (не показаны). Плавсредства парома состоят из водоизмещающих поплавков 1. Катамаран парома образуется посредством поперечных балок - передних 2 и задних 3, связывающих между собой поплавки 1. Плавсредства парома снабжены въездными направляющими дорожками 4, оснащенных ребордами. Кроме направляющих дорожек 4 имеются съемные сходни 5 с грунтозацепами. Направляющие дорожки 4 расположены на ширине колеи перевозимого транспортного средства, в данном случае легкового автомобиля 6. Поплавки 1 парома снабжены ложементами 7, расположенными в створе направляющих дорожек 4 и сходней 5.

Каждое устройство кинематической связи между элементами привода ведущего колеса автомобиля и гребным винтом 8 включает в себя фланец 9, устанавливающийся на посадочное место (ступицу) ведущего колеса автомобиля, ось 10 которого проходит через верхнюю втулку 11 силовой опоры 12 для автомобиля 6 с возможностью передачи вращения через гибкую связь 13 на карданный вал 14, связанный с угловой передачей 15, приводящей во вращение через гребной вал 16 гребной винт 8, причем силовая опора 12 установлена с возможностью поперечного перемещения на силовых балках 2, концы которых жестко крепятся к элементам 17, зафиксированных в поплавках 1, а ложементы 7 установлены с возможностью поперечного перемещения на силовых балках 3, концы которых жестко крепятся в элементах, аналогичных элементам 17, и зафиксированных в поплавках 1, но с возможностью продольного перемещения. При этом гребной вал установлен в дейдвудной трубе 19, которой воспринимает усилие от гребного винта, и передает это усилие через промежуточные элементы на силовые балки 2.

Каждый ложемент 7 выполнен в виде седла с установленным в нем регулируемым хомутом 20 со скобами 21, предназначенными для охвата верхней части не ведущих (ведомых) колес автомобиля.

Каждая силовая опора 12 в нижней части установлена не менее чем на двух силовых балках 2 и воспринимает, и передает через фланец 9, установленный в верхней части силовой опоры 12, все нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, на элементы автомобиля.

Гребной вал 16 установлен с возможностью изменения его вертикально-углового положения в продольном направлении и находится в дейдвудной трубе 19, также установленной с возможностью изменения ее вертикально-углового положения в продольном направлении,

В передней верхней (приводной) части гребного вала 16 установлена карданная муфта 22, а в передней верхней части дейдвудной трубы 19 установлены шарнирные скобы 23, геометрическая ось которых находится на оси карданной муфты.

Промежуточные элементы выполнены в виде шарнирных скоб 23, установленных между дейдвудной трубой 19 и угловым редуктором 15, размещенным в перемычке 24 силовых балок 2 и связанных с ними.

Кинематическая связь рулевого устройства 25 катамарана с элементами рулевого управления автомобиля осуществляется известными способами: либо рулем (не показан) автомобиля через зубчато-рулевую рейку, связанную с рулем направления катамарана механической связью, либо с помощью известного электродистанционного механизма управления с электросервоприводом 26.

Подготовка парома к эксплуатации производится в следующем порядке.

Устанавливаются сходы, которые своими грунтозацепами закрепляют паром к берегу. Лучше, если подготовка ведется таким образом, чтобы носовая часть понтона была бы в воде. Ложементы и силовые опоры раздвигаются (при необходимости) по колее автомобиля, а также (при необходимости) регулируется положение ложементов исходя из базы автомобиля и закрепляются. Гребной вал вместе с дейдвудной трубой и гребной винт находятся в верхнем положении. Автомобиль заезжает по сходам и направляющим дорожкам на катамаран. Домкратом поочередно вывешивают передние колеса, снимают их и присоединяют к ступицам колес фланцы силовых опор. Задние колеса закрепляют в седлах с помощью хомутов. Устанавливают связь автомобиля с рулевым устройством катамарана одним из известных способов. Сходы устанавливаются в походное положение. Паром отталкивается от берега, гребной вал вместе с дейдвудной трубой и гребным винтом устанавливается в необходимое положение, выдвигается переднее подводное крыло, запускается двигатель автомобиля, включается скорость и паром, управляемый водителем перевозимого транспортного средства, приобретает движение. При этом передние оси колес передают вращение на гребные винты. Направление движения определяется положением "штурвала" рулевого колеса автомобиля или, если используется электродистанционный механизм управления, на руле автомобиля крепится джойстик или штурвал (руль автомобиля при этом зафиксирован, так как опоры не позволяют ему вращаться), от которого идет проводка назад автомобиля (аналогично как питание у фаркопов) и там стыкуется с сервоприводом на руле направления катамарана. Сервопривод при этом крепится на подъемном кронштейне гребного винта.

Заявленный понтон-катамаран позволяет серийному автомобилю без всякой переделки самостоятельно передвигаться по воде. При этом управление движением происходит из кабины так же, как при езде по суше. В конструкции плавмодуля нет лишних, не функциональных деталей и вес всей конструкции при этом минимально необходимый.

Преодолен основной недостаток известных решений - ненадежность крепления колес и прежде всего ведущих, что вело: к повреждению кузова в местах закрепления; нестабильности передачи крутящего момента от ведущих колес на барабаны; неиспользованию предусмотренных конструкцией автомобиля силовых элементов шасси и кузова в конструкции катамарана для перераспределения усилий и к снижению общего веса.

В заявляемом решении передача крутящего момента от двигателя автомобиля осуществляется путем присоединения фланца силовой опоры непосредственно к посадочному месту (ступице) ведущего колеса. Таким образом, автомобиль на катамаране закрепляется на предусмотренное штатное место восприятия нагрузок, тем самым отпадает необходимость в дополнительном крепеже кузова, обеспечивается полная передача крутящего момента, включение элементов автомобиля в силовую схему катамарана уменьшает количество необходимых элементов для обеспечения безопасности и комфортабельности передвижения автокатамарана на воде, так как штатные амортизаторы автомобиля снижают динамические нагрузки при движении на волнении.

Возникающая при этом необходимость демонтажа и затем монтажа ведущих колес решается обычным путем - вывешиванием колес с помощью домкрата, что является привычной операцией для автомобилистов, а с учетом того, что отпадает необходимость в крепеже кузова и переделки кузова серийного автомобиля под его крепление в непредусмотренных производителем местах, в конечном счете обеспечивается надежная и более быстрая установка автомобиля на катамаране.

Изобретение относится к разборным плавучим сооружениям с небольшой осадкой и может быть использовано для самостоятельного передвижения автомобиля по воде. Паром для перевозки переднеприводного автомобиля выполнен в виде катамарана, поплавки которого соединены между собой балками и снабжены направляющими грузовыми дорожками со сходами. Каждое устройство кинематической связи между приводом ведущих колес автомобиля и гребным винтом включает в себя фланец, установленный на посадочное место ведущего колеса автомобиля с возможностью передачи вращения через гибкую связь на карданный вал. Карданный вал связан с угловой передачей, приводящей во вращение гребной винт. Силовая опора установлена с возможностью поперечного перемещения на силовых балках, концы которых крепятся к поплавкам. Ложементы установлены с возможностью поперечного перемещения на силовых балках, концы которых крепятся к поплавкам с возможностью продольного перемещения. Технический результат направлен на создание понтона - катамарана с надежным и простым закреплением автомобиля, повышение эффективности передачи вращения от ведущих колес на гребной винт, снижение общего веса конструкции. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Паром для перевозки переднеприводного автомобиля, выполненный в виде катамарана, поплавки которого соединены между собой балками и снабжены направляющими грузовыми дорожками со сходами, и имеющий устройства для осуществления кинематической связи между элементами привода ведущих колес автомобиля и гребным винтом, а также ложементы для установки не ведущих (ведомых) колес автомобиля, и имеющий кинематическую связь рулевого устройства катамарана с элементами рулевого управления автомобиля, отличающийся тем, что каждое устройство кинематической связи между элементами привода ведущего колеса и гребным винтом включает в себя фланец, установленный на посадочное место ведущего колеса автомобиля, ось которого проходит через верхнюю втулку силовой опоры для автомобиля с возможностью передачи вращения через гибкую связь на карданный вал, связанный с угловой передачей, приводящей во вращение через гребной вал гребной винт, причем силовая опора установлена с возможностью поперечного перемещения на силовых балках, концы которых жестко крепятся к элементам, зафиксированным в поплавках, а ложементы установлены с возможностью поперечного перемещения на силовых балках, концы которых жестко крепятся к элементам, установленным в поплавках с возможностью продольного перемещения, при этом гребной вал установлен в дейдвудной трубе, один конец которой воспринимает усилие от гребного винта, а второй - передает это усилие через промежуточные элементы на силовые балки.2. Паром по п.1, отличающийся тем, что ложемент выполнен в виде седла с установленным в нем регулируемым хомутом со скобами, предназначенными для охвата верхней части не ведущих (ведомых) колес автомобиля.3. Паром по п.1, отличающийся тем, что силовая опора в нижней части установлена не менее чем на двух силовых балках и воспринимает и передает через фланец, установленный в верхней части силовой опоры, все нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, на штатные, предназначенные для этого элементы автомобиля.4. Паром по п.1, отличающийся тем, что гребной вал установлен с возможностью изменения вертикально-углового положения в продольной плоскости и находится в жесткой дейдвудной трубе, также установленной с возможностью изменения ее положения в продольном направлении, что позволяет поднимать винт из воды при подходе к берегу.5. Паром по п.1, отличающийся тем, что в передней верхней (приводной) части гребного вала установлена карданная муфта, а в передней верхней части дейдвудной трубы установлены шарнирные скобы, геометрическая ось которых находится на оси карданной муфты.6. Паром по п.1, отличающийся тем, что промежуточные элементы выполнены в виде установленных на дейдвудной трубе шарнирных скоб, в свою очередь, связанных с корпусом угловой передачи, размещенной в перемычке силовых балок.