Активное колесо транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60B19/00 

Изобретение относится к активным колесным движителям, которые могут быть использованы в транспортных средствах повышенной проходимости.

Цель изобретения - устранение расхода рабочего тела.

На фиг.1 изображено колесо транспортного средства, общий вид спереди с частичным вырезом; на фиг.2 - ступица, разрез по оси; на фиг.З - ступица колеса с 1/4 выреза, вид по формирователям разрядов; на фиг.4 - принципиальная электросхема активного колеса.

Активное колесо состоит из ступицы 1 и эластичных камер 2, надетых на ось 3 ходовой части транспортного средства.

Ступица 1 состоит из ферромагнитного цилиндра 4, на внутренней поверхности которого в пазу размещена коаксиальная кольцевая вторичная обмотка 5 трансформатора электропитания колеса. По круговому сечению цилиндра 4 равномерно размещены электромагниты 6, магнитная цепь которых включает в себя прилегающие области цилиндра 4, оси 3 и замкнута на себя в каждом электромагните.

На основаниях 7 в пазах обмотки 5 размещены тиристоры 8 системы управления разрядами.

Снаружи цилиндра 4 укреплены электроизолирующие цоколи 9, в которых с помощью закладных элементов 10 укреплены электроразрядные электроды 11, по два с противоположных сторон цилиндра 4, которые соединены с обмоткой 5 через тиристоры 8, в цепь управления которых включены обмотки электромагнитов 6 (фиг.4).

По периферийным поверхностям цоколей 9 выполнены пазы 12, в которые вставлены кромки рабочих камер 2. С помощью отбортованных торцовых крышек 14 кромки 13 укреплены в пазах 12 винтом 15.

С помощью торцовой крышки 16 и винтов 17 колесо укреплено на оси 3 с возможностью свободного вращения, например на подшипниках скольжения, образованных внешней поверхностью оси 3 и внутренней поверхностью цилиндра 4.

На оси 3 коаксиально с обмоткой 5 выполнена первичная кольцевая обмотка 18 трансформатора электропитания колеса, соединенная с источником переменного тока на борту транспортного средства, напри- мер генератором переменного тока, являющегося источником электроэнергии, приводимого в движение, например, от маршевого двигателя, Электрическое соединение первичной обмотки 18 трансформатора с источником переменного тока на борту транспортного средства осуществлено с помощью электроизолированных проводов, проложенных в сверлениях 19 оси 3.

В плоскости сечения электромагнитов 6 снизу на оси 3 в пазу выполнен по размеру

электромагнита 6 немагнитный якорь в виде пробки 20. Ось 3 имеет выступ-кронштейн 21 поворота оси относительно цилиндра 4 с помощью, например, тяги и рычагов от пульта управления (не показаны).

0 Вторичная обмотка 5 трансформатора электропитания активного колеса является двухсекционной (фиг.4), одна из секций 22 является повышающей и служит источником высокого напряжения для электропитания

5 разрядников 11 в камерах 2. Другая секция 23 обмотки 5 является источником напряжения управления работы тиристоров 8, соединенных с секцией управляющим электродом через обмотку соответствующе0 го электромагнита 6, являющихся формирователями разрядов на разрядниках 11 в соответствующих камерах 2.

Число камер 2 и соответственно число их цоколей 9 по кругу может быть произ5 вольным и определяется размерами колеса, его конкретным назначением и условиями эксплуатации. Внутренняя полость камер 2 заполнена через обратные клапаны-ниппели 24 рабочей средой, газом или жидкостью,

0 в зависимости от условий эксплуатации. Колесо работает следующим образом. При включении электропитания в результате электромагнитной индукции в трансформаторе с кольцевыми обмотками 5

5 и 18 образуются два переменных напряжения: на секции 23 управления вторичной обмотки - низкое напряжение, которое подводится к электродам управления тиристоров 8 через обмотки электромагнитов 6, а

0 на секции 22 повышающей вторичной обмотки - рабочее высокое напряжение, которое через тиристоры 8 подводится к разрядникам 11.

Так как немагнитная якорь-пробка 20

5 замыкает магнитную цепь нижнего электромагнита 6, являющегося формирователем разрядов в соответственно нижней рабочей камере 2, то наименьшее индуктивное сопротивление данного электромагнита 6 с

0 немагнитной пробкой-якорем 20 обеспечивает открывание тиристора 8 электропитания разрядника 11 нижней рабочей камеры 2. В результате этого в нижней рабочей камере 2 между электродами разрядника 11

5 возникает электрический разряд, сопровождающийся образованием сферического фронта ударной волны высокого давления. Так как ударная волна в направлении оси и смежных камер 2 компенсируется реакцией опоры, а в направлаении по радиусу от оси

давление ударной волны на эластичную обмотку не скомпенсировано, то периферийная поверхность камеры 2 увеличивается, создавая вращающий момент колеса за счет реакции опоры на грунт.

При повороте колеса на угол одной камеры 2 очередной электромагнит 6 совпадает с немагнитной пробкой-якорем 20, что приводит к очередному разряду в очередной камере 2, повторяя импульс давления на грунт и поддерживая вращающий момент в заданном направлении непрерывно в течение всего времени электропитания.

Процесс образования разрядов в камерах 2 возможно регулировать во времени путем поворота кронштейна 21, создавая заданное опережение в заданном направлении вращения колеса. Это обстоятельство позволяет регулировать направление вращения колес, т.е. осуществлять реверс хода транспортного средства и величину скорости вращения в зависимости от конкретного грунта.

Так как после прекращения электропитания разрядников 11 при повороте колеса в разрядной камере 2 наступает фаза схло- пывания происшедшего разряда, то за период оборота колеса камера 2 снова принимает первоначальные размеры и давление, создавая условия для осуществления очередного в ней разряда. После наступления термодинамического равновесия между нагревом рабочей среды в камерах 2 и их

охлаждением внешней средой размеры обода колеса сохраняются неизменными в процессе движения.

Так как практически вся энергия разря- да в камерах превращается в энергию давления рабочей среды, то этим обстоятельством обеспечивается высокий КПД.

Формула изобретения

Активное колесо транспортного средства, содержащее корпус с неподвижной осью, на которой шарнирно установлена ступица, с размещенным в нем распределителем подачи энергии, заполненные сжатым рабочим телом, установленные по окружности ступицы для взаимодействия с грунтом эластичные камеры и установленный на корпусе источник энергии, отличающееся тем, что, с целью устранения

расхода рабочего тела, ступица и ось выполнены из ферромагнитного материала, источник энергии - в виде источника переменного тока, а в каждой эластичной камере установлен электроразрядник, который соединен с трансформатором, первичная обмотка которого помещена в оси и соединена с источником тока, а вторичная - в ступице, и с формирователем разряда, выполненным в виде установленного в ступице электромагнита, взаимодействующего с немагнитной пробкой-якорем, установленным на оси в плоскости вращения электромагнита

(UM.1

Изобретение относится к транспортной технике и предназначено для создания транспортных средств повышенной проходимости. Цель изобретения - устранение расхода рабочего тела. Активное колесо состоит из ступицы 1 и эластичных камер 2, надетых на ось 3. Ферромагнитные цилиндр 4 ступицы 1 имеет на внутренней поверхности вторичную обмотку 5 силового трансформатора, первичная обмотка 18 которого размещена на оси 3. По круговому сечению г/ ч 73 «Ю Фиг.2 Оой ия хоие со 2, др нонсого ию цилиндра 4 размещены электромагниты 6 с обмотками индуктивности, величина которой изменяется с помощью якоря-пробки 20 из немагнитного материала, размещенного в оси 3. Рабочие камеры 2 заполнены рабочей средой, например сжатым инертным газом. В них размещены разрядники 11, электрически соединенные с вторичной повышающей обмоткой 5 трансформатора через тиристоры 8. управляющие электроды которых соединены с источником управляющего напряжения - второй секцией низкого напряжения вторичной обмотки 5 через обмотки электромагнитов 6. При совмещении электромагнита 6 с якорем-пробкой 20 возникает электрический разряд, создающий ударную волну, деформирующую камеру 2, отталкивающуюся от опорного грунта. Затем ударная волна создается в соседней камере и так далее. 4 ил. 9 11 Ё vl 00 10 х4 СП Ю

Г

г