Двухколёсное транспортное средство с колёсной формулой 2х2 Российский патент 2025 года по МПК B62K3/02 

Изобретение относится к области транспорта, а именно к двухколёсным транспортным средствам с колёсной формулой 2х2, в частности, к велосипедам, мотоциклам, мопедам с требуемым уровнем управления.

Известно двухколёсное транспортное средство с колёсной формулой 2х2, содержащее раму, состоящую из передней секции с установленным в рулевой колонке рулём и задней секции, связанных между собой вертикальной осью с возможностью относительного поворота вокруг её оси вращения, совпадающей с центром качания шарнира равных угловых скоростей (ШРУС), силовой привод создания крутящего момента в виде двигателя, приводной вал которого взаимосвязан посредством цепной передачи с полуосью ШРУС, и посредством цепных или карданных передач с передним и задним ведущими колёсами, установленными на передней и задней подвесках передней и задней секций рамы, при этом руль связан с задней секцией рамы рулевой тягой, а на передней секции рамы размещены сиденье и подножки (RU, № 2782283 С1, МПК F16H 61/14 (2006.01), B62K 11/00 (2006.01), опубл. 25.10. 2022 г.).

Эксплуатация известного транспортного средства в процессе его движения вызывает неустойчивое равновесие и разбалансирование, что приводит к ненадёжному управлению транспортным средством при езде.

Это обусловлено тем, что взаимосвязь массивной передней и задней секций вертикальной осью приводит к воздействию на заднюю секцию значительных весовых нагрузок, приводящих к нестабильному управлению транспортным средством. Также усложняет управление транспортным средством взаимосвязь задней секции рамы с рулевой тягой, поскольку поворот транспортного средства в нужную сторону требует наличия дополнительных необходимых элементов, усложняя конструкцию и увеличивая вес транспортного средства.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является двухколёсное транспортное средство с колёсной формулой 2х2, содержащее раму с сиденьем и подножками, выполненную в виде передней секции с установленным в рулевой колонке рулём и задней секции, связанных между собой осью с возможностью относительного поворота вокруг её оси вращения, совпадающей с центром качания ШРУС, закреплённого на передней и задней секциях рамы, силовой привод создания крутящего момента, приводной вал которого взаимосвязан с полуосью шарнира равных угловых скоростей жёстким соединением и посредством цепных передач с передним и задним ведущими колёсами, установленными на передней и задней подвесках, при этом ось установлена с наклоном в сторону заднего колеса под углом, равным 30-89° к поперечной оси ШРУС в вертикальной плоскости, сиденье размещено на задней секции рамы, а подножки расположены соответственно на передней и задней секциях рамы (RU, № 2810226 С1, МПК B62K 3/00 (2006.01), опубл. 25.12. 2023 г.).

Управление известным транспортным средством недостаточно отвечает требуемому безопасному уровню езды в условиях бездорожья.

Это вызвано тем, что выполнение рамы в виде передней и задней секций, связанных между собой осью с наклоном в сторону заднего колеса под углом, равным 30-89° к поперечной оси ШРУС в вертикальной плоскости, вызывает разбалансирование транспортного средства, обусловленного реакцией на рулевую колонку от воздействия человека на подножки, смещая равновесие секций, что приводит к усложнению управления и ухудшает устойчивость транспортного средства.

В связи с тем, что седло размещено на наклонной оси, нагрузка на заднее колесо при сцеплении с поверхностью дороги составляет около 70%, от общей нагрузки, что приводит к неравномерному распределению момента инерции на колёса, вызывая трудности в управлении.

Закрепление ШРУС на передней и задней секциях приводит к неравномерному распределению момента инерции на колёса, вызывая разбалансирование транспортного средства, снижая безопасность управления в условиях бездорожья, при этом такое закрепление ШРУС вызывает неудобства в обслуживании из-за затруднённого доступа.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования двухколёсного транспортного средства с колёсной формулой 2х2, в котором за счет конструктивных особенностей обеспечивается оптимальное распределение момента инерции на переднее и заднее ведущие колёса в соответствии с нагрузкой на них при сцеплении с поверхностью дороги, улучшая равновесие и балансирование, что приводит к безопасному управлению транспортным средством в условиях бездорожья и улучшении удобства в обслуживании.

Поставленная задача решается тем, что в двухколёсном транспортном средстве с колёсной формулой 2х2, содержащем раму с сиденьем, подножками и установленным в рулевой колонке рулём, силовой привод создания крутящего момента, приводной вал которого взаимосвязан с полуосью шарнира равных угловых скоростей и посредством цепных передач с передним и задним ведущими колёсами, установленными на передней и задней подвесках, согласно изобретению шарнир равных угловых скоростей закреплён на рулевой колонке жёсткой рамы полуосью, взаимосвязанной цепной передачей с приводным валом, так, что её ось вращения перпендикулярна оси поворота руля, а ось вращения другой полуоси, взаимосвязанной посредством цепной передачи с передним колесом, параллельна оси вращения переднего колеса.

Целесообразно, чтобы цепные передачи переднего и заднего колёс были снабжены натяжителями цепи с роликами, а на подвеске одного из колёс или на подвесках обоих колёс были установлены амортизаторы.

Возможно закрепление на рулевой колонке карданного шарнира в качестве шарнира равных угловых скоростей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано транспортное средство с колёсной формулой 2х2 в виде велосипеда, вид сбоку (справа); на фиг. 2 – разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 – разрез Б-Б на фиг. 1.

Велосипед содержит жёсткую раму 1, состоящую из полых труб с рулевой колонкой 2, в которой установлен руль 3 и подседельной трубой 4, на которой посредством подседельного зажима 5 установлено седло 6.

Велосипед содержит силовой привод создания крутящего момента, представляющий собой размещённый в каретке 7 приводной вал 8 с установленными на нём приводными звёздами 9, 10 и шатунами 11, 12 с подножками в виде педалей 13, 14.

На раме размещены передняя и задняя подвески, выполненные в виде передней и задней вилок 15, 16 с амортизаторами 17, 18. На передней и задней вилках 15, 16 закреплены соответственно переднее колесо 19 и заднее колесо 20 осями 21, 22, на которых закреплены ведомые звёздочки 23, 24.

Приводной вал 8 взаимосвязан приводной звездой 10 через цепную передачу 25 с ведомой звёздочкой 24 оси 22 заднего колеса 20.

На рулевой колонке 2 закреплён ШРУС 26 полуосью 27, при этом ось вращения полуоси 27 перпендикулярна оси поворота руля 3, связанного с передней вилкой 15, а ось вращения другой полуоси 28 ШРУС параллельна оси вращения переднего колеса 19.

На полуоси 27 закреплена передающая звезда 29, взаимосвязанная цепной передачей 30 с приводной звездой 9 приводного вала 8. На полуоси 28 закреплена передающая звезда 31, взаимосвязанная цепной передачей 32 с ведомой звёздочкой 23 оси 21 переднего колеса 19.

Цепные передачи 32 и 25 переднего и заднего колёс 19, 20 снабжены натяжителями 33, 34 цепи с роликами.

Устройство работает следующим образом.

Человек, расположившись на седле 6, закреплённом на подседельной трубе 4 подседельным зажимом 5 жёсткой рамы 1, держась руками за установленный в рулевой колонке 2 руль 3, удерживает равновесие.

Затем, отталкиваясь от поверхности дороги, воздействует силой мышц ног на педали 13, 14, приводя их во вращение. При этом, создаваемый крутящий момент передаётся посредством шатунов 11, 12 на размещённый в каретке 7 приводной вал 8.

Крутящий момент от приводного вала 8 передается на приводные звёзды 9, 10 и посредством цепной передачи 25 передаётся на ведомую звёздочку 24, а посредством цепных передач 30, 32 передается на ведомую звёздочку 23 через передающие звёзды 29, 31, связанные с полуосями 27, 28 ШРУС 26.

Одновременно через приводные звёзды 9, 10, приводятся во вращение переднее и заднее колёса 19, 20, закреплённые осями на 21, 22 на передней и задней вилках 15, 16 с амортизаторами 17, 18, приводя в движение велосипед. При движении велосипеда в условиях бездорожья, возникающие вибрации поглощаются амортизаторами 17, 18, обеспечивая устойчивость велосипеда, улучшая балансирование. В процессе движения велосипеда в условиях бездорожья, воздействующие на вилки 15, 16 вибрации вызывают их колебательные движения, приводящие к изменению натяжения цепных передач 32, 25. Посредством натяжителей 33, 34 цепи с роликами цепные передачи приводятся к исходному натяжению.

Поворот в необходимую сторону в процессе движения велосипеда осуществляется поворотом руля 3, при этом совместно с передней вилкой 15 поворачивается полуось 28 ШРУС 26. Совмещение оси поворота руля 3 с осью поворота вилки 15 переднего колеса обеспечивается устойчивое и надёжное равновесие.

Закрепление ШРУС 26 на рулевой колонке 2 полуосью 27 так, что её ось вращения перпендикулярна оси поворота руля 3, а ось вращения полуоси 28 параллельна оси вращения переднего колеса 19 обеспечивает распределение момента инерции на переднее и заднее ведущие колёса 19, 20 в соответствии с нагрузкой на них при сцеплении с поверхностью дороги в процессе движения в условиях бездорожья (примерно 15% - на переднее колесо, 85% - на заднее колесо). При этом, вес человека приходится на заднюю подвеску в виде задней вилки 16, а управление велосипедом за счет поворота переднего ведущего колеса 19 осуществляется рулём 3 с пониженной нагрузкой на руки человека. Переднее и заднее колёса участвует в движении велосипеда без буксования, что приводит к более точному и безопасному управлению. Установка руля, связанного с передней подвеской в виде передней вилки 15 обеспечивает возможность управления велосипедом поворотом руля в каждую сторону до 25°.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения обеспечивает оптимальное распределение момента инерции на переднее и заднее ведущие колёса в соответствии с нагрузкой на них при сцеплении с поверхностью дороги, улучшая равновесие и балансирование, что приводит к безопасному управлению транспортным средством в условиях бездорожья и улучшении удобства в обслуживании.

Изобретение относится к области транспорта, в частности к велосипедам, мотоциклам, мопедам с требуемым уровнем управления. Двухколёсное транспортное средство содержит раму (1) с сиденьем, подножками и установленным в рулевой колонке рулём, силовой привод создания крутящего момента, приводной вал (8) которого взаимосвязан с полуосью шарнира равных угловых скоростей (26) и посредством цепных передач с передним и задним ведущими колёсами (19), (20), установленными на передней и задней подвесках. Шарнир равных угловых скоростей закреплён на рулевой колонке (2) жёсткой рамы полуосью, взаимосвязанной цепной передачей с приводным валом, так, что её ось вращения перпендикулярна оси поворота руля, а ось вращения другой полуоси, взаимосвязанной посредством цепной передачи с передним колесом, параллельна оси вращения переднего колеса. Обеспечивается оптимальное распределение момента инерции на переднее и заднее ведущие колёса в соответствии с нагрузкой на них при сцеплении с поверхностью дороги, улучшая равновесие и балансирование, что приводит к безопасному управлению транспортным средством в условиях бездорожья при улучшении удобства в обслуживании. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Двухколёсное транспортное средство с колёсной формулой 2х2, содержащее раму с сиденьем, подножками и установленным в рулевой колонке рулём, силовой привод создания крутящего момента, приводной вал которого взаимосвязан с полуосью шарнира равных угловых скоростей и посредством цепных передач с передним и задним ведущими колёсами, установленными на передней и задней подвесках, отличающееся тем, что шарнир равных угловых скоростей закреплён на рулевой колонке жёсткой рамы полуосью, взаимосвязанной цепной передачей с приводным валом, так, что её ось вращения перпендикулярна оси поворота руля, а ось вращения другой полуоси, взаимосвязанной посредством цепной передачи с передним колесом, параллельна оси вращения переднего колеса.

2. Двухколёсное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что цепные передачи переднего и заднего колёс снабжены натяжителями цепи с роликами.

3. Двухколёсное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что на подвеске одного из колёс или на подвесках обоих колёс установлены амортизаторы.

4. Двухколёсное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве шарнира равных угловых скоростей на рулевой колонке закреплён карданный шарнир.