Пневматическая подвеска вездехода с подкачкой шин от турбины Российский патент 2025 года по МПК B60C23/00 B60C23/10 B60G21/06 

Известен способ подкачки колёс от турбины двигателя ВЕЗДЕХОД С УЗЛОМ ПОДКАЧКИ ШИН патент RU 195748 U1

Вездеход, содержащий кабину, раму, двигатель, коробку передач, ходовую часть, связанную с по меньшей мере двумя парами валов с установленными на них колесами с объемными шинами низкого давления, узел подкачки шин, включающий в себя воздушную магистраль, взаимодействующую одновременно со всеми шинами колес и связанную с узлом подкачки шин, отличающийся тем, что двигатель вездехода имеет турбину двигателя, а узел подкачки шин включает в себя распределитель, соединенный с турбиной двигателя.

К недостаткам данного способа можно отнести то что не каждый двигатель оснащён турбиной, и производительность турбины рассчитана на поддержание нормальной работы двигателя и отбор воздуха будет оказывать негативное влияние на мощностные и экологические характеристики двигателя. К тому же в некоторых режимах давление может быть и вовсе ниже атмосферного.

Так же известна ПНЕВМОЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ПОДВЕСКА С ГАСИТЕЛЕМ КОЛЕБАНИЙ (патент RU 2697795 C1). Пневмоциркуляционная подвеска с гасителем колебаний, содержащая систему подрессоривания колес, связанную с шинами колес, которая выполнена в виде воздушной магистрали с образованием замкнутого контура, связанного с каждой шиной посредством воздушных патрубков и узлов вращения и уплотнения, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резервуар с изменяемым объемом, внутренний объем которого соединен с воздушной магистралью, при этом на изменение объема резервуара с изменяемым объемом воздействует упругий элемент, который соединен с ним.

Однако данная система снижает геометрическую проходимость вездехода на косогорах за счет увеличения крена из-за перетекания воздуха из более нагруженных колёс в менее нагруженные. Так же фатальное повреждение одного колеса приведёт к опустошению всей системы. Чем больше колёс одновременно наезжают на препятствия тем менее ощутим эффект демпфирования.

Наиболее близкая по характеристикам подвеска описана в патенте RU 167461 U1 УСТРОЙСТВО ПОДРЕССОРИВАНИЯ И ПОДКАЧКИ КОЛЕС ВЕЗДЕХОДА, который и выбран в качестве прототипа.

Устройство подрессоривания и подкачки колес вездехода, содержащее источник сжатого газа, магистраль сжатого газа, связывающую источник сжатого газа с каждой шиной колеса с помощью трубопроводов с пневмораспределителями, отличающееся тем, что источник сжатого газа выполнен в виде компрессора, связанного трубопроводом с входами линий подачи газа к каждой шине колеса, входы линий подачи газа к каждой шине колеса связаны между собой, на входе в каждую линию подачи газа к шинам колес установлен первый пневмораспределитель, а через второй пневмораспределитель каждая линия подачи газа к шинам колес соединена с атмосферой.

Недостатком прототипа является отсутствие автоматического регулирования, невозможность одновременно пользоваться демпфированием подвески за счёт перетекания воздуха между колёсами и преимуществами при разном давления в шинах, в варианте когда все шины соединены между собой линиями подачи воздуха фатальное повреждение или разбортовка колеса приведёт к быстрому выходу воздуха из всех колёс, что не безопасно например при форсировании рек или водоёмов, а так же в качестве источника сжатого воздуха используется крайне дорогой и не распространённый роторный компрессор либо низко производительный электрический поршневой компрессор.

Активная подвеска направлена на минимизацию кренов вездехода, улучшение демпфирования и простоту управления.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение расположения компонентов подвески.

Для устранения недостатков связанных с избыточным креном перед шинами (1) устанавливаются обратные клапаны (3), которые препятствуют перетеканию воздуха между колёсами, пропуская воздух только из магистрали (2) к шине. Так же клапаны автоматически отсекают целые шины от повреждённой, направляя весь поток воздуха к месту повреждения, что позволяет продолжать движение даже при серьёзном повреждении.

Для того что бы сохранить функцию демпфирования и регулирования давления на каждом колесе устанавливается клапан (7) сброса избыточного давления с возможностью регулировки. Ослабляя или усиливая прижим пружины клапана при помощи линейного привода, в шинах удерживается необходимое давление. При наезде колесом на препятствие шина деформируется, в результате чего её объём уменьшается, а давление повышается. Но так как давление не может подняться выше чем позволяет клапан сброса, лишний воздух из шины сбрасывается в атмосферу. При съезде с препятствия давление понижается и шина заполняется воздухом из магистрали. При такой схеме все колёса вездехода работают независимо друг от друга и наезд одного колеса на препятствие не оказывает никакого действия на другие колёса, за счет чего достигается лучшая плавность хода.

Для минимизации кренов кузова вездехода при движении по наклонной поверхности давление шин находящихся выше нужно снижать, а шин находящихся ниже увеличивать. При этом складывается такая ситуация что весь поток воздух из магистрали будет выходить через клапан сброса колеса с самым низко установленным давлением и давления в магистрали не будет хватать для пополнения колёс с высоким давлением. Для борьбы с этим эффектом предусмотрены заслонки (4) управления потоков, которые создают дополнительное сопротивление потоку из воздушной магистрали до колёс с установленным давлением ниже среднего. Таким образом в магистрали сохраняется давление позволяющее нормально работать подвеске.

Во время работы подвески существенное количество воздуха выходит из системы в атмосферу. Для постоянного восполнения шин воздухом нужен высокопроизводительный компрессор, способный работать в постоянном режиме. Поэтому используется турбокомпрессор (6) от серийного ДВС подключенный в разрыв штатной выхлопной системы (8) с возможностью регулировки его производительности путём открытия байпасного клапана (5).

Данное решение имеет преимущество в виде высокой производительности, компактности, доступности, большого ресурса, высокого КПД за счёт использования энергии отработанных газов.

Для повышения простоты управления и автоматической адаптации к изменяющимся условиям в системе используется электронный блок управления (ЭБУ) наклона кузова с датчиками. Датчики угла наклона отслеживают продольный и поперечный крен кузова. Датчики давления отслеживают давление воздуха в шинах и в воздушной магистрали. На основании этих показаний ЭБУ управляет клапанами сброса, дроссельными заслонками и регулирует работу турбины.

Изобретение относится к пневматической подвеске. В пневматической подвеске упругим элементом является воздух внутри шин, связанный с каждой шиной посредством воздушной магистрали. Пневматическая подвеска содержит обратные клапаны, клапаны сброса избыточного давления, заслонки управления потоков и электронный блок управления (ЭБУ) наклона кузова с датчиками. Обратные клапаны установлены перед шинами, пропуская воздух только из магистрали к шине. Клапан сброса избыточного давления с возможностью регулировки устанавливается на каждом колесе. Заслонки управления потоков установлены до шин. Турбокомпрессор подключен в разрыв штатной выхлопной системы с возможностью регулировки его производительности путём открытия байпасного клапана. ЭБУ управляет клапанами сброса избыточного давления с возможностью регулировки заслонками управления потоков и регулирует работу турбины. Воздушная магистраль совмещает в себе функции несущей рамы. 1 ил.

1. Пневматическая подвеска, в которой упругим элементом является воздух внутри шин, связанный с каждой шиной посредством воздушной магистрали, отличающаяся тем, что перед шинами установлены обратные клапаны, препятствующие перетеканию воздуха между колёсами, пропуская воздух только из магистрали к шине, на каждом колесе устанавливается клапан сброса избыточного давления с возможностью регулировки, удерживающий необходимое давление в шинах, заслонки управления потоков, также установленные до шин, создающие дополнительное сопротивление потоку из воздушной магистрали, турбокомпрессор, подключенный в разрыв штатной выхлопной системы с возможностью регулировки его производительности путём открытия байпасного клапана, а для адаптации к изменяющимся условиям подвеска содержит электронный блок управления (ЭБУ) наклона кузова с датчиками, отслеживающими продольный и поперечный крен кузова, а также давление воздуха в шинах и в воздушной магистрали, на основании которых ЭБУ управляет клапанами сброса избыточного давления с возможностью регулировки заслонками управления потоков и регулирует работу турбины.

2. Подвеска по п. 1, отличающаяся тем, что воздушная магистраль совмещает в себе функции несущей рамы.