Движитель плавающего автомобиля Советский патент 1992 года по МПК B60F3/00 

Изобретение относится к самоходным амфибийным средствам, Преимущественной областью использования являются двухосные плавающие автомобили, не оборудованные специальным водоходным движителем - гребными винтами, водометами ит.д

Известен движитель плавающего автомобиля Panhard-VBL, представляющий собой гребной винт, установленный в корме консольно на наружном валу главной передачи задних колес, Для защиты гребного винта от повреждений и формирования натекающего потока воды служит направляющий кожух, закрепленный на днище корпуса автомобиля и картера главной передачи,

Известен движитель плавающего автомобиля, представляющий собой водомет с осевым рабочим колесом, корпусным водоводом, рулевым и реверсивным устройствами.

Недостатками движителя являются низкая эффективность на заднем ходу и уменьшение полезного объема корпуса автомобиля из-за наличия водовода.

Известен также движитель плавающего автомобиля, принятый в качестве прототипа, состоящий из лопастного колеса, обода, поворотной колонки и привода вращения лопастного колеса. Лопастное колесо выполнено заодно с ободом и установлено на валу поворотной колонки. Движитель выполняет две функции: обеспечивает движение на плаву и служит дополнительной активной опорой при движении по суше. Колонка обеспечивает продольное расположение оси движителя для движения на плаву и поперечное - для движения по суше.

Недостатком движителя является низкие эксплуатационные качества при движении на плаву. Этот недостаток обусловлен вращением вместе с лопастным колесом и его обода, что увеличивает бесполезные потери мощности и снижает пропульсивный КПД.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств. Использование изобретение позволит, во-первых, повысить эффективность движения на плаву за счет

работы гребного винта в неподвижной в окружном направлении направляющей насадке и, во-вторых, повысить проходимость автомобиля на суше при преодолении препятствий за счет использования движителя в качестве дополнительной активной опоры.

Цель достигается тем, что в известном движителе плавающего автомобиля, содержащем гребной винт, а также привод вращения винта, согласно изобретению, движитель выполнен со ступицей, установленной на указанном валу и связанной посредством профилированных спиц с ободом

колесо, при этом упомянутая ступица выполнена составной из внутренней и наружной втулок, между которыми расположена прокладка из упругого материала, причем внутренняя втулка ступицы кинематически

связана с указанным приводом

На чертеже показан движитель плавающего автомобиля.

Движитель плавающего автомобиля состоит из гребного винта 1, установленного в

ободе колеса 2, зала 3, вертикально установленной в корпусе автомобиля стойки 4 с механизмами привода вращения гребного винта и обода колеса, механизмами подъема - опускания движителя и поворота движителя в горизонтальной плоскости (на чертеже не обозначены). Стойка 4 состоит из гидроцилиндра 5, картера 6 механизма поворота водоходного движителя и картера 7 привода вращения. Гидроцилиндр 5 закреплен на картере 6 резьбовым соединением 8, а картер 7 - с помощью болтового соединения фланца 9, Стойка 4 жестко крепится в корпусе автомобиля с помощью фланца 10 на картере б механизма поворота

и фланца 11 на гидроцилиндре 5.

Привод вращения гребного винта 1 состоит из верхнего редуктора, размещенного в картере 7 и включающего в себя две конические шестерни 12. 13, подвижного в

осевом направлении вала 14, нижнего редуктора, размещенного в картере 15 и включающего в себя две конические шестерни 16, 17, вала 3, на котором закреплена ступица 18 гребного винта 1. Вал шестерни 12

шестерня 13, вал 14 вал 3 установлены в

подшипниках. В шестерне 13 выполнено шлицевое отверстие 19, в которое вставлен шлицевой хвостовик 20 вала 14 Вал фиксирован в осевом направлении относительно картера 15 подшипниковой опорой 21. Вал шестерни 12 соединен с трансмиссией автомобиля. Привод вращения колеса 2 включает в себя привод вращения гребного винта 1 и, кроме того, зубчатую муфту 22 с торцевыми зубьями 23 и радиальными пальцами 24. Муфта 22 подвижно посажена на вал 3. Вал 3 выполнен с внутренними осевым отверстием 25 и сквозными радиальными прорезями 26, в которой вставлены пальцы 24 муфты 22. В отверстии 25 расположена тяга 27 с радиальной проточкой 28, в которую вставлены пальцы 24. Тяга 27 соединена с подпружиненной диафрагмой 29 пневмока- меры 30, выполненной на картере 15 нижнего редуктора и соединенной магистралями с пневмосистемой автомобиля

Механизм подъема - опускания движителя включает в себя гидроцилиндр 5 с двухсторонним полым штоком 31, в котором выполнено сквозное осевое отверстие 32, На штоке31 закреплен поршеньЗЗ, Торцевые крышки 34. 35 гидроцилиндра 5 служат для восприятия поперечных усилий на штоке 31 и снабжены направляющими втулками и уплотнениями Полости гидроцилиндра 5 соединены с гидросистемой автомобиля. На верхнем конце штока 31 выполнен шлицевой хвостовик, на котором закреплена шлицевая втулка 36 с внутренними и наружными шлицами На нижнем конце штока 31 закреплен картер 15.

Механизм поворота движителя относительно вертикальной оси стойки 4 включает в себя червячный редуктор в составе червяка 37 и червячного колеса 38, размещенных в картере 6. Червячная передача выполнена самотормозящейся, Червячное колесо 38 выполнено на полой ступице 39, установленной в картере 6 на подшипниках. В осевом отверстии ступицы 39 на всей ее длине нарезаны шлицы, в которые вставлена втулка 36. Длина ступицы 39 и шлицевого хвостовика 20 вала 14 выполнены не менее хода поршня 33 между крышками 34, 35. Червяк 37 соединен с трансмиссией автомобиля.

Колесо 2 состоит из обода 40 с профилированными спицами 41, грузозацепами 42 и составной ступицы из внутренней и наружной втулок 43 и 44, соответственно. Между втулками 43, 44 расположена прокладка 45 из упругого материала Внутренняя часть обода 40 колеса 2 охватывает лопасти гребного винта 1 с зазором соответствующим

радиальным деформациями прокладки 45 при опирании колеса 2 на грунт

Втулка 43 кинематически связана с приводом вращения движителя следующим об- 5 разом На торце втулки 43 выполнены зубья 46, обращенные к зубьям 23 муфты 22. Втулка 43 установлена на валу 3 с возможностью вращения. В осевом направлении втулка 43 фиксирована торцом ступицы 18 и буртиком

0 47 на валу 3. Обод 40 спрофилирован как направляющая насадка гребного винта. Внутренняя полость обода 40 образует проточную часть для натекающей на гребной винт 1-воды Спицы 41 спрофилированы для

5 уменьшения сопротивления воды На втулке 43 закреплен полый цилиндр 48 с уплотнением 49 и пластинчатыми пружинами 50, образующих конус. Цилиндр охватывает муфту 22. В торце картера 15 выполнены

0 пазы 51 по числу пластинчатых пружин Пружины 50 входят в пазы 51 и касаются фланца 52 муфты 22.

Движитель работает следующим образом

5 При движении автомобиля по суше в хороших дорожных условиях движитель находится в поднятом положении. Поршень 33 гидроцилиндра 5 находится в верхнем положении. Привод вращения отключен от

0 трансмиссии автомобиля.

При движении в сложных дорожных условиях или преодолении препятствий (ров, окоп и т.д) движитель опускают на грунт и приводят во вращение, колесо 2 при этом

5 расположено в колесе основных колес автомобиля. Для опускания колеса 2 в верхнюю полость гидроцилиндра 5 подают рабочую жидкость из гидросистемы автомобиля. При опускании колеса 2 на грунт шлицевой хво0 сговик 20 вала 14 скользит по шлицам шестерни 13, в втулка 36 на штоке 31 по шлицам ступицы 39 червячного колеса 38. В опущенном положении колесо 2 стопорится с помощью гидрозамка гидросисте5 мы, Вертикальные усилия от колеса 2 передаются через вал 3, картер 15, шток 31 крышки 34, 35, гидроцилиндр 5, картер 6 и фланцы 10, 11, Реакции грунта, действующие на обод 40, вызывают деформацию эла0 стичной упругой втулки 45 и перекос обода 40. При этом после выбора- зазооа между лопастями гребного винта 1 и внутренней поверхностью обода 40 обод опирается на гребной вал 3 и через лопасти гребного вин5 та 1, разгружая тем самым спицы 41, втулку 45 и ступицу 43 от значительных моментов. Для включения привода вращения колеса 2 подают от пневмосистемы автомобиля сжатый воздух в пневмокамеру 30. Диафрагма 29 перемещает тягу 27 влево и с помощью

проточки 28 через пальцы 24 вводит в зацепление зубья 23 муфты 22 и зубья 46 втулки 43. Одновременно с этим движением муфты 22 фланец 52 отжимает пластинчатые пружины 50 из пазов 51, освобождая втулку 43 и обод 40 от связи с картером 15. Для включения колеса 2 во вращение вал шестерни 12 соединяют с трансмиссией автомобиля. Вращение ободу 40 передается через шестерни 12,13, вал 14. шестерни 16, 17, вал 3, пальцы 24, муфту 22, зубья 23, 46, втулку 43, прокладку 45, втулку 44, спицы 41. Грузоза- цепы 42 улучшают сцепление с грунтом. Зубчатая форма прокладки 45 обеспечивает передачу крутящего момента засчетдефор- мации материала. Одновременно с ободом 40 вращается с той же скоростью гребной винт 1, закрепленный на валу 3. Силу тяги колеса 2 и момент, обусловленный ею, воспринимают и передают на корпус автомо- биля гребной вал 3, картер 15, шток 31, гидроцилиндр 5, червячная передача 37, 38, картер 6. фланцы 10, 11.

При движении на плаву движитель по- ворачивают относительно вертикальной оси на угол 90°С. При этом ось гребного винта 1 расположена вдоль автомобиля. Перед включением гребного винта 1 во вращение выпускают сжатый воздух из пневмокамеры 30 с помощью пневмосистемы автомобиля. При этом усилием пластинчатых пружин 50 муфта 22 через фланец 52 отводится вправо. Зубья 46 и 23 расцепляются, а пружины 50 ложатся в пазы 51. фиксируя ступицу и обод 40 через втулку 43 вращения. Привод вращения гребного винта 1 работает аналогично рассмотренному выше. Для управления автомобилем на плаву поворачивают с помощью червячной передачи 37, 38 движитель относительно оси стойки 4.

Улучшение эксплуатационных качеств движителя достигается за счет возможности, обеспечиваемой предложенным устройством, раздельного вращения гребного винта 1 и колеса 2 при движении автомобиля на плаву. При этом колесо 2 фиксируется относительно стойки 4 описанным выше способом. Раздельное вращение гребного винта 1 и колеса 2 исключает потери мощности на вращение в воде колеса 2 со спицами 41 и ободом 40 с грунтозацепами Эффективность работы движителя повышается

Возможность раздельной рабо ы реализована в конструкции привода вращения гребного винта и колеса, а также в конструкции ступицы колеса. Составная ступица колеса с упругой прокладкой обеспечивает необходимый зазор между концами лопастей грэбного винта и ободом при работе движителя на плаву и дополнительную опору обода на лопасти гребного винта при движении по суше

Формула изобретения

Движитель плавающего автомобиля, содержащий гребной винт, установленный на валу и размещенный в ободе колеса а также привод вращения винта, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств, движитель, выполнен со ступицей, установленной на указанном валу и связанной посредством профилированных спиц с ободом колеса, при этом ступица выполнена составной из внутренней и наружной втулок, между которыми расположены прокладка из упругого материала, причем внутренняя втулка ступицы кинематически связана с указанным приводом

Использование: относится к самоходным амфибийным средствам. Сущность изобретения: движитель плавающего автомобиля содержит гребной винт 1, установленный в ободе колеса 2 вал 3, вертикально установленный в корпусе автомобиля стой