RU136765U1 - VEHICLE CHASSIS FOR MOVEMENT ON SURFACES OF VARIOUS MEDIA - Google Patents

Abstract

1. Шасси транспортного средства для передвижения по поверхностям различных сред, содержащее раму с продольными и поперечными элементами, а также систему подрессоривания колес с шинами сверхнизкого давления, приводимыми через трансмиссию от силовой установки, отличающееся тем, что масса шасси связана с суммарным внутренним объемом колес соотношением:(М·g)/ΣVк=2500-8000, Н/м,гдеM - масса шасси, кг;g - ускорение свободного падения, м/с;Vк- внутренний объем колеса, м;при этом основные элементы его трансмиссии расположены по существу вне продольных и поперечных элементов рамы.2. Шасси по п.1, отличающееся тем, что отношение наружного диаметра колеса (D) к базе шасси (L) составляет 0,15-0,6, а отношение ширины профиля шины (В) к колее (К) составляет 0,2-0,5.3. Шасси по п.2, отличающееся тем, что оно оснащено дополнительным водным движителем.4. Шасси по п.3, отличающееся тем, что в качестве дополнительного водного движителя установлен водомет или гребной винт (винты) приводимые трансмиссией.5. Шасси по п.3, отличающееся тем, что в качестве дополнительного водного движителя установлен подвесной лодочный мотор.1. The chassis of the vehicle for moving on the surfaces of various media, containing a frame with longitudinal and transverse elements, as well as a suspension system for wheels with ultra-low pressure tires driven through the transmission from the power plant, characterized in that the chassis mass is related to the total internal volume of the wheels by the ratio : (M · g) / ΣVк = 2500-8000, N / m, where M is the mass of the chassis, kg; g is the acceleration of gravity, m / s; Vк is the internal volume of the wheel, m; while the main elements of its transmission are located outside longitudinal and pepper frame elements. 2. The chassis according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer diameter of the wheel (D) to the base of the chassis (L) is 0.15-0.6, and the ratio of the width of the tire profile (B) to the track (K) is 0.2- 0.5.3. Chassis according to claim 2, characterized in that it is equipped with an additional water propulsion. Chassis according to claim 3, characterized in that a water jet or a propeller (screws) driven by a transmission is installed as an additional water propulsion. The chassis according to claim 3, characterized in that the outboard motor is installed as an additional water propulsion.

Description

Техническое решение относится к транспортным средствам приспособленным для передвижения по поверхностям различных сред, как по суше, так по болотам и воде, в частности к их шасси, и прежде всего к расположению или монтажу их трансмиссий, характеризующихся расположением или типом передач. Такие шасси позволяют транспортным средствам перемещать людей и грузы через водные преграды в сложных природно-климатических условиях, а также эффективно работать на грунтах с малой несущей способностью. Они востребованы в народном хозяйстве, при разведке и добыче полезных ископаемых.The technical solution relates to vehicles adapted for movement on the surfaces of various environments, both on land, in swamps and water, in particular to their chassis, and especially to the location or installation of their transmissions, characterized by the location or type of gears. Such chassis allow vehicles to transport people and goods through water obstacles in difficult climatic conditions, as well as work effectively on soils with low bearing capacity. They are in demand in the national economy, in the exploration and mining of minerals.

Широко известны шасси амфибий (см. статью ЗиЛ-135 СПЕЦИАЛЬНОЕ КОЛЕСНОЕ ШАССИ http:/русская-сила.рф/guide/army/tr/zil135.shtml, статью БОЛЬШОЙ АВТОМОБИЛЬ ВОДОПЛАВАЮЩИЙ журнал «АВТОТРАК» http://www.autotruck-press.ru/archive/number72/article617, а также с. 8, 9 Котович С.В. Движители специальных транспортных средств: Учебное пособие: Ч.1 / МАДИ (ГТУ). - М., 2008. - 161 с), обеспечивающие размещение, соединение и совместное функционирование элементов трансмиссии, подвески и кузова. Однако, для амфибий на шинах сверхнизкого давления, не всегда возможно упростить изготовление, крепление и соединение узлов и агрегатов шасси.The amphibian chassis is widely known (see the article ZIL-135 SPECIAL WHEEL CHASSIS http: / Russian-force.rf/guide/army/tr/zil135.shtml, the article BIG CAR WATER-FILLING Magazine "AUTOTRAK" http: //www.autotruck .ru / archive / number72 / article617, as well as pp. 8, 9 Kotovich SV The engines of special vehicles: Textbook: Part 1 / MADI (GTU). - M., 2008. - 161 s), providing placement, connection and joint functioning of transmission elements, suspension and bodywork. However, for amphibians on ultra-low pressure tires, it is not always possible to simplify the manufacture, fastening and connection of chassis components and assemblies.

Существуют шасси амфибий с различным типом движителей, плавучесть которых обеспечена за счет водоизмещения герметичного корпуса (кузова). Так амфибии по US 2341165 и 3903831 способны преодолевать водные участки, но при этом оказывают значительное давление на грунт. Колеса большего диаметра и обтекаемая форма корпуса амфибии по US 3199486 определяют ее поведение в водной среде. Армейская открытая амфибия (см. US 3266591) и амфибия по GB 1576346 со вспомогательной осью для облегчения выхода из воды на берег имеют приемлемую геометрическую проходимость, но из-за узких колес высокого давления не могут передвигаться по грунтам с малой несущей способностью. Остойчивость в полноприводной амфибии по WO 2060707 улучшена за счет центрального расположения двигателя, который через цепную передачу приводит водомет. Амфибия по US 7128175 с сегментным движителем предназначена для движения по различным поверхностям и воде, однако она не предназначена для дорог общего пользования, к тому же ее движитель сложен и малонадежен. Движитель типа «АЭРОЛ» в амфибии по US 2916006 с пневмокатками, закрепленными на своеобразной гусенице может адаптироваться к условиям движения, но, как и в предыдущем случае возможности передвижения по твердым поверхностям ограничены. Существуют также амфибии с шнэковым движителем (см. US 4476948), но они совсем не приспособлены для передвижения по дорогам общего пользования.There are amphibian chassis with various types of propulsors, the buoyancy of which is ensured by the displacement of the sealed enclosure (body). So amphibians according to US 2341165 and 3903831 are able to overcome water areas, but at the same time exert significant pressure on the ground. Larger diameter wheels and the streamlined shape of the amphibian body according to US 3199486 determine its behavior in the aquatic environment. Army open amphibian (see US 3266591) and amphibian according to GB 1576346 with an auxiliary axis have an acceptable geometric passability to facilitate exit from the water to the shore, but due to the narrow high-pressure wheels they cannot move on soils with low bearing capacity. The stability in the four-wheel drive amphibian according to WO 2060707 is improved due to the central location of the engine, which drives a water jet through a chain drive. Amphibian according to US 7128175 with a segment mover is intended for movement on various surfaces and water, however it is not intended for public roads, moreover, its mover is complex and unreliable. An AEROL mover in an amphibian according to US 2916006 with pneumatic rollers mounted on a kind of caterpillar can adapt to traffic conditions, but, as in the previous case, the possibilities of movement on hard surfaces are limited. There are also amphibians with a shnekovy mover (see US 4476948), but they are not at all adapted to travel on public roads.

Колесный движитель многоосных шасси амфибий, в основном жестко подвешен к герметичному корпусу (см. US 3204713, 3444837, 7211983, GB 1162624 и EP 2152530). Такие конструкции просты в изготовлении и обладают малым весом, но бортовой способ поворота приводит к срыву поверхностного слоя грунта при маневрировании, что увеличивает сопротивление движению и вредит экологии. Большей грузоподъемностью и адаптируемостью к рельефу обладают сочлененные шасси амфибии по US 3353618, 3653455 и DE 3878714. Немного улучшены эксплуатационные качества шасси амфибии по SU 1752584. Она содержит корпус, силовую установку с коробкой передач и валом отбора мощности, кинематически связанную с гребным винтом. При этом, для повышения амфибийных качеств, гребной винт установлен в нише корпуса.The wheel mover of the multi-axle amphibian chassis is generally rigidly suspended from the sealed enclosure (see US 3204713, 3444837, 7211983, GB 1162624 and EP 2152530). Such structures are simple to manufacture and light in weight, but the onboard turning method leads to disruption of the surface soil layer during maneuvering, which increases resistance to movement and harms the environment. Articulated amphibian chassis according to US 3353618, 3653455 and DE 3878714 have a greater carrying capacity and adaptability to terrain. The performance of the amphibian chassis according to SU 1752584 is slightly improved. It contains a housing, a power unit with a gearbox and a power take-off shaft kinematically connected to the propeller. At the same time, to increase amphibious qualities, the propeller is installed in a housing niche.

Подобные технические решения ограничивают сферу применения вышеприведенных амфибий определенным типом поверхностей и/или водной средой.Such technical solutions limit the scope of the above amphibians to a certain type of surface and / or aquatic environment.

Более широкими возможностями обладают амфибии, оснащенные колесами с шинами низкого и сверхнизкого давления.Amphibians equipped with wheels with tires of low and extra low pressure have more wide possibilities.

Шасси вездехода по RU 17485 содержит раму с подвешенными на ней ведущими мостами, отличающееся тем, что ведущие мосты имеют центральный редуктор с передаточным числом в пределах 4,5-5,2 и колесные редукторы с передаточным числом в пределах 1,8-2,0, при этом отношение передаточных чисел центрального редуктора и колесного редуктора находится в пределах 2,3-2,7. Ведущие мосты содержат комбинацию конического центрального редуктора со спиральными зубьями семейства автомобилей УАЗ 31512 или автомобиля УАЗ 3160 и колесных редукторов с внутренним зацеплением зубьев автомобиля УАЗ-3151. Все это упрощает изготовление, но при оснащении их шинами сверхнизкого давления необходимо существенно изменить конструкцию серийной рамы и подвески.The all-terrain vehicle chassis according to RU 17485 contains a frame with drive axles suspended on it, characterized in that the drive axles have a central gearbox with a gear ratio in the range of 4.5-5.2 and wheel gears with a gear ratio in the range of 1.8-2.0 while the ratio of the gear ratios of the Central gear and wheel gear is in the range of 2.3-2.7. Driving axles contain a combination of a bevel central gearbox with spiral teeth of the UAZ 31512 family of cars or a UAZ 3160 car and wheel gears with internal gear teeth of the UAZ-3151 car. All this simplifies the manufacture, but when equipping them with ultra-low pressure tires, it is necessary to significantly change the design of the serial frame and suspension.

Так шасси вездехода-амфибии по RU 64140, содержит силовой агрегат с коробкой передач, карданными передачами и раздаточными коробками, расположены последовательно, при этом раздаточная коробка имеет один принудительно отключаемый выходной фланец, соединенный с редуктором, приводящим во вращение гребной винт. Они размещены в корпусе, склепанном из листов легких металлов и разделенном на объемы, для размещения агрегатов, экипажа, опирающемся через упругую подвеску на колеса с шинами низкого давления. А самоходное шасси колесного плавающего транспортного средства по RU 10373 и 2140363, снабжено дополнительными поплавками, выполненными в виде подножек, расположенных под кабиной, бамперов заполненных пористым полимерным материалом и объемных колесных колпаков.So the amphibious all-terrain vehicle chassis according to RU 64140, contains a power unit with a gearbox, cardan gears and transfer cases, arranged in series, while the transfer case has one forcibly disconnected output flange connected to a gearbox that drives the propeller. They are placed in a casing riveted from sheets of light metals and divided into volumes, to accommodate the units, the crew, resting on wheels with low pressure tires through an elastic suspension. And the self-propelled chassis of a wheeled floating vehicle according to RU 10373 and 2140363 is equipped with additional floats made in the form of footboards located under the cab, bumpers filled with porous polymeric material and volumetric wheel caps.

Шасси транспортного средства высокой проходимости по RU 82184, содержит раму с установленными на ней силовым агрегатом, раздаточной коробкой, кабиной и грузовой платформой. Передний и задний ведущие мосты закреплены на раме через подвеску, при этом на них установлены колесные редукторы с цилиндрическими шестернями внешнего зацепления, и колеса с шинами, имеющими систему регулирования давления. И хотя в данном шасси решена проблема обеспечения необходимого крутящего момента установкой колесных редукторов с цилиндрическими шестернями внешнего зацепления, его собственная масса велика, что влечет за собой установку на раме перед передними, за задними колесами и с боков понтонов для преодоления водных преград, а это повышает трудоемкость изготовления.The chassis of a cross-country vehicle according to RU 82184, contains a frame with a power unit mounted on it, a transfer case, a cabin and a cargo platform. The front and rear drive axles are fixed to the frame through the suspension, while wheel gears with cylindrical gears of external gearing and wheels with tires having a pressure control system are mounted on them. And although this chassis solves the problem of providing the necessary torque by installing wheel gearboxes with cylindrical gears of external gearing, its own mass is large, which entails installing it on the frame in front of the front, behind the rear wheels and from the sides of the pontoons to overcome water barriers, and this increases the complexity of manufacturing.

Шасси вездеходного транспортного средства «ПЕТРОВИЧ» ООО «ЭКОТРАНС» (см. сайт компании http://www.petrovichauto.ru) имеет несущую раму и колеса с бескамерными шинами сверхнизкого давления размерностью 1300×600×533. Его массово-геометрические параметры не обеспечивают плавучесть за счет объема колес, а требуют применения поплавков (понтонов), изготовленных из пенопласта обшитого алюминиевым листом, что усложняет конструкцию шасси и повышает затраты на изготовление.The chassis of the all-terrain vehicle PETROVICH EKOTRANS LLC (see the company's website http://www.petrovichauto.ru) has a supporting frame and wheels with tubeless ultra-low pressure tires with a dimension of 1300 × 600 × 533. Its mass-geometric parameters do not provide buoyancy due to the volume of the wheels, but require the use of floats (pontoons) made of polystyrene sheathed with aluminum sheet, which complicates the design of the chassis and increases manufacturing costs.

Значительная снаряженная масса (2900 кг) снегоболотохода «Кержак» (см. RU 53999 и 100998) на шинах сверхнизкого давления размерностью 1300×700 ООО «ТрансМаш» (см. сайт http://wwwtransmashnn.ru) обусловлена конструкцией его шасси, а именно: коробка передач заимствована у ГАЗели, силовая установка ЗМЗ-406, 405, 514 или ГАЗ-560, раздаточная коробка ГАЗ-66, а ведущие мосты - от трактора МТЗ-82. Хотя он предназначен для перевозки грузов и людей в условиях бездорожья, снежной целины и болот, заявленная способность вплавь преодолевать водные преграды не реализуема без применения дополнительных навесных водоизмещающих элементов в переднем бампере и боковых подножках, что усложняет конструкцию. В итоге эксплуатация на дорогах с твердым покрытием затруднительна из-за неоптимальных массово-геометрических параметров его шасси.The considerable curb weight (2900 kg) of the Kerzhak snow and swamp vehicle (see RU 53999 and 100998) on ultra-low pressure tires of 1300 × 700 dimension by TransMash LLC (see the website http://wwwtransmashnn.ru) is due to the design of its chassis, namely : the gearbox is borrowed from GAZelle, the power plant is ZMZ-406, 405, 514 or GAZ-560, the transfer case is GAZ-66, and the drive axles are from the MTZ-82 tractor. Although it is designed to carry goods and people in off-road conditions, virgin snow and swamps, the claimed ability to swim across water obstacles is not feasible without the use of additional mounted displacement elements in the front bumper and side steps, which complicates the design. As a result, operation on paved roads is difficult due to non-optimal mass-geometric parameters of its chassis.

Шасси Вездехода Z-83 компании АВТОРОС (см. http://www.z-project.ru, а также журнал Коммерсантъ Автопилот Off-Road, Апрель-Июнь 2009) выполнено с колесной формулой 8×8 и оснащено шинами сверхнизкого давления AVTOROS X-TRIM 49×23,5-21LT (1230×600). Выпущены его образцы со всеми управляемыми колесами которые позволяют двигаться в трех режимах, в том числе и «крабом». Несущая система вездехода герметизирована для повышения плавучести, т.к. снаряженная масса шасси составляет 4100 кг.The all-terrain vehicle chassis Z-83 of the AUTOROS company (see http://www.z-project.ru, as well as the Kommersant Autopilot Off-Road magazine, April-June 2009) is made with an 8 × 8 wheel arrangement and equipped with ultra-low pressure tires AVTOROS X -TRIM 49 × 23.5-21LT (1230 × 600). His samples were released with all steered wheels that allow you to move in three modes, including the "crab". The carrier system of the all-terrain vehicle is sealed to increase buoyancy, as The curb weight of the chassis is 4100 kg.

Шасси транспортного средства-амфибии «ВИКИНГ» компании ООО НПО «АТОН ИМПУЛЬС» по RU 70851, содержит силовой агрегат с валом отбора мощности, коробку отбора мощности, ведущие мосты с колесами и элементами подвески и дополнительный водный движитель, связанный с валом отбора мощности. Независимая пневматическая подвеска колес с регулировкой клиренса обеспечивает приемлемые ходовые качества, однако она малонадежна, а планетарные колесные редукторы снабженные системой автоматической подкачки колес, редукторы мостов с механизмами блокировки колес, коробка передач с насадкой, в которой установлена шестая передача, валы отбора мощности для компрессора и водного движителя, а также механизм жесткой межосевой блокировки излишне усложняют трансмиссию. Для повышения плавучести на сегментированной герметичной раме-лодке жестко закреплен каркас, на котором, в свою очередь, смонтирован трансформируемый пластиковый кузов, что снижает удобство обслуживания. При этом, снабжение шасси амфибии системой продувки лодки и охлаждения основных агрегатов, приводит к увеличению массы конструкции в целом. Таким образом, стремление к повышению универсальности, путем оснащения шасси амфибии сложными техническими решениями отдельных ее узлов и агрегатов, несомненно, повышает некоторые эксплуатационные качества, но в итоге приводит к неоправданному усложнению конструкции в целом.The chassis of the VIKING amphibious vehicle of ATON IMPULSE LLC LLC according to RU 70851, contains a power unit with a power take-off shaft, a power take-off box, drive axles with wheels and suspension elements, and an additional water propulsion connected to the power take-off shaft. Independent air suspension of the wheels with adjustable clearance ensures acceptable driving performance, but it is unreliable, and planetary wheel gears equipped with an automatic wheel inflation system, axle gearboxes with wheel locking mechanisms, a gearbox with a nozzle in which a sixth gear is installed, power take-off shafts for the compressor and water propulsion, as well as the mechanism of a rigid interaxal locking unnecessarily complicate the transmission. To increase buoyancy, a frame is rigidly fixed on the segmented sealed frame-boat, on which, in turn, a transformable plastic body is mounted, which reduces the ease of maintenance. At the same time, supplying the amphibian chassis with a system for purging the boat and cooling the main units leads to an increase in the mass of the structure as a whole. Thus, the desire to increase versatility by equipping the amphibian chassis with complex technical solutions of its individual units and assemblies undoubtedly improves some performance, but ultimately leads to an unjustified complication of the design as a whole.

Все эти шасси оснащены дополнительными водоизмещающими элементами, либо герметизированными корпусами, что компенсирует их неоптимальные массово-геометрические параметры. При этом движитель по размерам, форме и эластичности не всегда отвечает условиям эксплуатации.All these chassis are equipped with additional displacement elements, or sealed enclosures, which compensates for their non-optimal mass-geometric parameters. Moreover, the propulsion device does not always meet the operating conditions in terms of size, shape and elasticity.

Известны также технические решения, характеризующие как геометрические, так и массово-геометрические параметры шасси амфибий.Technical solutions are also known that characterize both geometric and mass-geometric parameters of the amphibian chassis.

Колесное транспортное средство по RU 13199 имеет полноприводное двухосное шасси на колесах с пневматическими шинами. Отношение наружного диаметра его шин к базе транспортного средства, составляющее 0,4-0,6, повышает геометрическую проходимость, но эффективная работа на грунтах с малой несущей способностью обеспечена лишь при ограниченных значениях его массовых параметров. А соотношение ширины профиля шины к возможной колее транспортного средства в диапазоне 0,25-0,35 снижает маневренность транспортного средства и ограничивает возможности его компоновки.A wheeled vehicle according to RU 13199 has an all-wheel drive two-axle chassis on wheels with pneumatic tires. The ratio of the outer diameter of its tires to the base of the vehicle, 0.4-0.6, increases the geometric cross-country ability, but effective work on soils with low bearing capacity is provided only with limited values of its mass parameters. And the ratio of the width of the tire profile to the possible track of the vehicle in the range of 0.25-0.35 reduces the maneuverability of the vehicle and limits its layout.

Негерметичный корпус и рама шасси транспортного средства по RU 2042560 с установленными на ней через подвеску колесами с пневматическими шинами, внутренний объем V которых определяется по формуле:An untight body and chassis frame according to RU 2042560 with wheels with pneumatic tires mounted on it through the suspension, the internal volume V of which is determined by the formula:

обеспечивает плавучесть без внесения дополнительных изменений в конструкцию, однако расположение осей колес ниже обреза нижней части корпуса на величину H=(0,2…0,5)D приводит к неоправданному повышению центра тяжести, а это ухудшает устойчивость и управляемость при движении по дорогам с твердым покрытием.provides buoyancy without making additional changes to the design, however, the location of the axles of the wheels below the edge of the lower part of the body by H = (0.2 ... 0.5) D leads to an unjustified increase in the center of gravity, and this affects the stability and controllability when driving on roads with hard coating.

Осевая схема шасси 1-2 шестиколесного транспортного средства по RU 2042561, содержащего корпус с колесными нишами и раму с установленными на ней управляемыми приводными колесами с пневматическими шинами выполнена в следующих соотношениях: A:C:1:L:B:D:S 2,5:5,0:0,75:3,5:1,9:1,3:0,6. Отсутствие в этих соотношениях параметра расположения центра тяжести не позволяет оптимально выполнить компоновку шасси транспортного средства и приводит к существенному снижению его устойчивости и остойчивости.The axial diagram of the chassis 1-2 of a six-wheeled vehicle according to RU 2042561, comprising a housing with wheel niches and a frame with controlled drive wheels with pneumatic tires mounted on it, is made in the following ratios: A: C: 1: L: B: D: S 2, 5: 5.0: 0.75: 3.5: 1.9: 1.3: 0.6. The absence of the center of gravity location parameter in these ratios does not allow optimal layout of the vehicle chassis and leads to a significant decrease in its stability and stability.

Шасси колесного транспортного средства по RU 2084366, оснащено негерметичным несущим кузовом, с установленными на нем через подвеску колесами с пневматическими шинами, внутренний объем каждой шины составляет:The chassis of a wheeled vehicle according to RU 2084366 is equipped with an untight bearing body, with wheels with pneumatic tires mounted on it through the suspension, the internal volume of each tire is:

,

,

а оси колес расположены ниже обреза нижней части корпуса на величину H=(0,25…0,5)D, при этом отношение массы каждой шины к ее внутреннему объему воздуха составляет M_ш/V=5,0…70, кг/м³, а коэффициент водоизмещения шины K=1,1…6,0. При таких соотношениях оптимизирована масса шины и объем воздуха во внутренней ее полости, однако нет улучшения проходимости и плавучести транспортного средства, велика масса колеса и мала адаптируемость шины к поверхности перемещения.and the axles of the wheels are located below the edge of the lower part of the casing by H = (0.25 ... 0.5) D, while the ratio of the mass of each tire to its internal air volume is M _w / V = 5.0 ... 70, kg / m ³ , and the displacement coefficient of the tire K = 1.1 ... 6.0. With these ratios, the mass of the tire and the volume of air in its internal cavity are optimized, however, there is no improvement in the patency and buoyancy of the vehicle, the mass of the wheel is large and the adaptability of the tire to the displacement surface is small.

Шасси колесного транспортного средства по RU 2122504 (US 6375199, CA 2300916 и международная заявка WO 9908923) оснащено шинами сверхнизкого давления, общее водоизмещение которых обеспечивает его плавучесть. При этом габаритные размеры D и B шин связаны с полной массой M_т.с транспортного средства соотношением:The chassis of a wheeled vehicle according to RU 2122504 (US 6375199, CA 2300916 and international application WO 9908923) is equipped with ultra-low pressure tires, the total displacement of which ensures its buoyancy. In this case the dimensions D and B buses connected to the vehicle total weight M _ts relation:

[М_т.с./(DBn)]·10^-5=0,004-0,007 МПа;[M _t.s. / (DBn)] · 10 ^-5 = 0.004-0.007 MPa;

Но при такой размерности шин (колес) усложнена компоновка и снижена проходимость, что не отвечает условиям передвижения по поверхностям с различной несущей способностью. То же относится и к объекту по RU 2143980. Его полная масса связана с габаритными размерами шин соотношением:But with this dimension of tires (wheels), the layout is complicated and patency is reduced, which does not meet the conditions of movement on surfaces with different bearing capacity. The same applies to the facility according to RU 2143980. Its total mass is related to the overall dimensions of the tires by the ratio:

,

,

Это позволяет эффективно работать на грунтах с несущей способностью менее 0,02 МПа, без существенного механического воздействия на слабонесущие грунты. Однако, грузоподъемность шасси данного транспортного средства ограничена, что снижает его эффективность.This allows you to work effectively on soils with a bearing capacity of less than 0.02 MPa, without significant mechanical impact on weakly bearing soils. However, the carrying capacity of the chassis of this vehicle is limited, which reduces its effectiveness.

Шасси колесного транспортного средства по RU 2147529, имеет привод на все колеса, при этом силовой агрегат размещен в зоне центра тяжести снаряженного транспортного средства, а статические радиальные нагрузки на колеса с шинами первой оси меньше нагрузок на колеса с шинами второй оси на 3-25% при неполной загрузке транспортного средства в пределах его штатной грузоподъемности. Такая компоновка шасси повышает проходимость и снижает расход топлива при работе на деформируемых грунтах с загрузкой до 50% штатной грузоподъемности. Однако, увеличение загрузки до штатной грузоподъемности снижает проходимость, при этом даже суммарное водоизмещение колес, составляющее не менее 1,2 полной массы транспортного средства и наличие более двух осей не могут исправить данный недостаток.The chassis of a wheeled vehicle according to RU 2147529 has an all-wheel drive, while the power unit is located in the center of gravity of the equipped vehicle, and the static radial load on the wheels with tires of the first axle is 3-25% less than the loads on the wheels with tires of the second axle in case of incomplete loading of the vehicle within its rated capacity. This arrangement of the chassis increases throughput and reduces fuel consumption when working on deformable soils with a load of up to 50% of the nominal load capacity. However, increasing the load to full-load capacity reduces cross-country ability, while even the total displacement of the wheels, which is at least 1.2 of the total mass of the vehicle and the presence of more than two axles, cannot correct this drawback.

Рама шасси воспринимает нагрузки передаваемые системой подрессоривания от дорожной поверхности, и служит для крепления основных агрегатов трансмиссии, а также являются базой для установки кабин, кузовов и дополнительного оборудования.The chassis frame accepts the loads transmitted by the suspension system from the road surface, and serves to mount the main transmission units, and also are the basis for installing cabs, bodies and additional equipment.

В некоторых случаях раму шасси и ее элементы выполняют трубчатыми (см. например, SU 1134456, RU 61239 и US 7192081, а также WO 2005066010 и 2006057765). В свою очередь, закрытием профиля в RU 2048349, US 6712392 и 7216924, WO 2004028885 и 2006040732, можно осуществить увеличение жесткости их несущих систем. Рама колесных транспортных средств по RU 52805 и 53981, имеющих связанные между собой поперечинами лонжероны, герметично закрыта коробообразным кожухом с пластинчатыми торцевыми стенками. Это повышает по отношению к RU 2163209 ее изгибную жесткость местным усилением в зонах поперечин. Сравнительно большие размеры колес вездеходов приводят к заметному сокращению, прежде всего поперечных размеров рам шасси, что снижает их жесткость на кручение. Впрочем, как и у транспортных средств с хребтовой рамой (см. например, US 2305305 и UK 1179141). Рамы балочного типа по RU 2133686 имеют большую жесткость, как и рамы с замкнутым контуром (см. например, US 3499661), однако их вес и материалоемкость велики.In some cases, the chassis frame and its elements are tubular (see, for example, SU 1134456, RU 61239 and US 7192081, as well as WO 2005066010 and 2006057765). In turn, by closing the profile in RU 2048349, US 6712392 and 7216924, WO 2004028885 and 2006040732, it is possible to increase the rigidity of their load-bearing systems. The frame of wheeled vehicles according to RU 52805 and 53981, having spars connected by cross members, is hermetically closed by a box-shaped casing with plate end walls. This increases with respect to RU 2163209 its bending stiffness by local reinforcement in the zones of the cross members. The relatively large dimensions of the wheels of all-terrain vehicles lead to a noticeable reduction, primarily of the transverse dimensions of the chassis frames, which reduces their torsional rigidity. However, as with vehicles with a spinal frame (see, for example, US 2305305 and UK 1179141). Frames of the beam type according to RU 2133686 have greater rigidity, as well as frames with a closed circuit (see, for example, US 3499661), but their weight and material consumption are large.

Таким образом, чем жестче и прочнее рама вездехода, тем выше его эксплуатационные свойства, при этом вышеуказанные технические решения не всегда позволяют упростить изготовление, крепление и соединение узлов и агрегатов шасси амфибии.Thus, the stiffer and stronger the frame of the all-terrain vehicle, the higher its operational properties, while the above technical solutions do not always allow to simplify the manufacture, fastening and connection of nodes and assemblies of the amphibian chassis.

Известны различные технические решения для систем подрессоривания (подвесок) шасси.There are various technical solutions for suspension systems (suspensions) of the chassis.

Зависимые подвески по RU 2192969, 2214926 и 2259926 слишком громоздки. Рессорная подвеска по DE 10323732 проста, но недостаточно надежна для вездехода. Функциональна, но сложна рессорная подвеска заднего моста по EP 1564035 с широким продольным рычагом, одновременно защищающим корпус главной передачи. Один продольный рычаг применен и в зависимой подвеске по US 6976553, однако здесь в качестве упругих элементов использованы пружины. Однолистовая рессора зависимой подвески по US 7213825 обладает малой грузоподъемностью. В подвеске заднего ведущего моста (см. EP 1607249) в качестве упругих элементов использованы пневмобаллоны, что малонадежно в условиях бездорожья, а в JP 2003335119 они установлены вместе с рессорами. Мощные продольные рычаги зависимой подвески по US 7270341 повышают ее надежность, однако при этом возрастает неподрессоренная масса, что плохо сказывается на управляемости вездехода. Известен жесткий мост для вездехода по RU 2080267. Он изогнут в виде перевернутой буквы V, что обеспечивает увеличенный, по сравнению с обычным мостом, дорожный просвет. Это несколько повышает проходимость вездехода на обычных шинах, но для вездехода на шинах сверхнизкого давления, где дорожный просвет обеспечен за счет диаметра шин, такое усложнение конструкции не оправдано.Dependent suspensions according to RU 2192969, 2214926 and 2259926 are too bulky. Spring suspension according to DE 10323732 is simple, but not reliable enough for an all-terrain vehicle. Functional, but complex spring suspension of the rear axle according to EP 1564035 with a wide longitudinal arm, while protecting the main gear housing. One trailing arm is also used in the dependent suspension according to US 6976553, however, springs are used here as elastic elements. The single leaf spring of the dependent suspension according to US 7213825 has a low load capacity. In the suspension of the rear drive axle (see EP 1607249), pneumatic cylinders are used as elastic elements, which is unreliable in off-road conditions, and in JP 2003335119 they are installed together with springs. Powerful trailing arms of the dependent suspension according to US 7270341 increase its reliability, but at the same time the unsprung mass increases, which adversely affects the handling of the all-terrain vehicle. There is a rigid bridge for an all-terrain vehicle according to RU 2080267. It is curved in the form of an inverted letter V, which provides increased ground clearance compared to a conventional bridge. This slightly increases the cross-country ability of an all-terrain vehicle on ordinary tires, but for an all-terrain vehicle on ultra-low pressure tires, where the ground clearance is ensured by the diameter of the tires, this design complication is not justified.

Таким образом, при создании простой и надежной конструкции шасси наиболее целесообразно выполнить его подвеску зависимой, с рессорами в качестве упругих элементов.Thus, when creating a simple and reliable chassis design, it is most advisable to make its suspension dependent, with springs as elastic elements.

Трансмиссия шасси во многом определяет его эксплуатационные характеристики, поэтому от выбора ее типа, размещения и выполнения отдельных ее агрегатов зависит проходимость и надежность шасси. Широко известны различные технические решения, обеспечивающие полный привод многоосным шасси амфибий и вездеходов.The transmission of the chassis largely determines its operational characteristics, so the throughput and reliability of the chassis depend on the choice of its type, placement and implementation of its individual units. Widely known for various technical solutions that provide four-wheel drive multi-axle chassis of amphibians and all-terrain vehicles.

Так трансмиссия шасси транспортного средства по RU 9418, содержит коробку передач, редуктор, раздаточную коробку, карданные передачи и ведущие мосты привода колес. Редуктор, расположен в кинематической цепи между коробкой передач и раздаточной коробкой, выполнен с зубчатыми колесами внутреннего зацепления, а в приводе переднего и среднего моста использованы вискомуфты. Хотя такая трансмиссия обеспечивает автоматическое подключение передних мостов, однако, надежность ее в условиях бездорожья невелика. В тоже время в US 2158320, 2395108 и 2804158 для этого использована раздаточная коробка с тремя выходными валами. В US 2267562 применен проходной средний мост, а в US 3083782 раздаточная коробка выполнена в одном корпусе со средним проходным мостом, от которого приводится задний, подобное решение использовано и в US 4050534. В некоторых случаях возможна унификация трансмиссии колесной формулы 6×6 с трансмиссией 4×4 (см. US 3773130), аналогичное решение применено и в US 5950750, где колесная формула 6×6 реализована на базе трансмиссии 4×4. А в US 8079602 предусмотрена возможность модульного присоединения третьего ведущего моста вместе с подрамником. Различные кинематические схемы полного привода для трехосного шасси вездехода представлены в US 7464779, однако, все они сложно реализуемы.So the transmission of the vehicle chassis according to RU 9418, contains a gearbox, gearbox, transfer case, cardan gears and drive axles of the wheel drive. The gearbox, located in the kinematic chain between the gearbox and the transfer case, is made with internal gears, and viscous couplings are used in the front and middle axle drives. Although such a transmission provides automatic connection of the front axles, however, its reliability in off-road conditions is low. At the same time, in US 2158320, 2395108 and 2804158, a transfer case with three output shafts was used for this. In US 2267562, a middle axle is used, and in US 3083782 the transfer case is made in the same housing as the middle axle, from which the rear axle is driven, a similar solution is used in US 4050534. In some cases, it is possible to unify 6 × 6 wheel drive transmission with 4 transmission × 4 (see US 3773130), a similar solution is also applied in US 5950750, where the 6 × 6 wheel arrangement is implemented on the basis of a 4 × 4 transmission. And in US 8079602 provides the possibility of modular connection of the third drive axle with subframe. Various kinematic schemes of all-wheel drive for a three-axle all-terrain vehicle chassis are presented in US 7464779, however, all of them are difficult to implement.

Несмотря на многочисленные приведенные технические решения, совокупности их признаков при использовании не позволяют создать универсальное шасси амфибии выполненное в заданных габаритах с минимальной массой, при малых затратах на производство.Despite the numerous technical solutions cited, the totality of their features when using does not allow creating a universal amphibian chassis made in the given dimensions with minimal weight, at low production costs.

Известно шасси плавающего внедорожного колесного транспортного средства по RU 52777. Оно содержит раму с лонжеронами, связанными поперечинами, на которой смонтированы основная раздаточная коробка, выходные валы которой карданными передачами связаны с дифференциалами переднего и заднего ведущих мостов, подвеску колес, а также рулевой привод колес переднего и заднего ведущих мостов. Такое выполнение рулевого управления способствует повышению маневренности, однако приводит к усложнению конструкции и увеличению ее массы. При этом колесные валы проходят через отверстия в вертикальных стенках лонжеронов и конечными передачами связаны с колесами. Подвеска выполнена независимой с поперечной рессорой, которая одним концом закреплена на лонжероне, а другим на картере конечной передачи, а это увеличивает нагруженность последнего, что требует его усиления и приводит к увеличению неподрессоренных масс. Шасси выполнено с третьим ведущим мостом, расположенным между передним и задним ведущими мостами, и дополнительной раздаточной коробкой, выходные валы которой связаны карданными передачами с дифференциалами третьего и заднего ведущих мостов, а входной вал - с выходным валом основной раздаточной коробки привода переднего ведущего моста. Основная раздаточная коробка расположена между передним и третьим ведущими мостами, а дополнительная раздаточная коробка размещена между третьим и задним ведущим мостами. Карданные валы при этом проложены вдоль одного из лонжеронов.The chassis of a floating off-road wheeled vehicle is known in accordance with RU 52777. It contains a frame with spars connected by cross members, on which a main transfer case is mounted, the output shafts of which are connected by cardan gears to the differentials of the front and rear drive axles, the suspension of the wheels, and the steering wheel drive of the front wheels and rear driving axles. This embodiment of the steering increases maneuverability, but leads to a complication of the design and an increase in its mass. In this case, the wheel shafts pass through the holes in the vertical walls of the side members and are connected to the wheels with final gears. The suspension is independent with a transverse spring, which is fixed at one end to the spar and the other at the final drive housing, which increases the load of the latter, which requires its strengthening and leads to an increase in unsprung masses. The chassis is made with a third drive axle located between the front and rear drive axles, and an additional transfer box, the output shafts of which are connected by cardan gears to the differentials of the third and rear drive axles, and the input shaft - with the output shaft of the main transfer case of the front drive axle drive. The main transfer case is located between the front and third drive axles, and the additional transfer case is located between the third and rear drive axles. Cardan shafts are laid along one of the side members.

Все это усложняет конструкцию и компоновку шасси т.к. размещение агрегатов и приводных валов под поперечинами в объеме рамы ухудшает доступ к ним, что в свою очередь, усложняет сборку шасси и последующее его техобслуживание. К тому же неоптимальные массово-геометрические параметры, не позволяют повысить эксплуатационные свойства при движении по слабым грунтам, а так же проходимость за счет использования шин сверхнизкого давления.All this complicates the design and layout of the chassis. the placement of aggregates and drive shafts under the cross members in the frame volume worsens access to them, which in turn complicates the assembly of the chassis and its subsequent maintenance. In addition, non-optimal mass-geometric parameters do not allow to increase operational properties when driving on soft soils, as well as throughput through the use of ultra-low pressure tires.

Задача - создать шасси транспортного средства для передвижения по поверхностям различных сред, при малых затратах на его производство.The task is to create a vehicle chassis for movement on the surfaces of various environments, at low cost for its production.

Достижение технического результата, а именно повышение проходимости шасси транспортного средства по поверхностям различных сред, обеспечено рациональным выбором его массово-геометрических параметров.The achievement of the technical result, namely the increase in the passability of the vehicle chassis on the surfaces of various environments, is provided by a rational choice of its mass-geometric parameters.

Для этого в шасси амфибии, содержащем раму с продольными и поперечными элементами, а также систему подрессоривания колес с шинами сверхнизкого давления, приводимыми через трансмиссию от силовой установки, масса шасси связана с суммарным внутренним объемом колес соотношением:To do this, in the amphibian chassis containing a frame with longitudinal and transverse elements, as well as a wheel suspension system with ultra-low pressure tires driven through the transmission from the power unit, the chassis mass is connected with the total internal volume of the wheels by the ratio:

(M·g)/ΣVк=2500-8000, Н/м³,(M · g) / ΣVк = 2500-8000, N / m ³ ,

Где M - масса шасси, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²; Vк - внутренний объем колеса, м³; при этом основные элементы его трансмиссии расположены по существу вне продольных и поперечных элементов рамы;Where M is the mass of the chassis, kg; g is the acceleration of gravity, m / s ² ; Vк - the internal volume of the wheel, m ³ ; while the main elements of its transmission are located essentially outside the longitudinal and transverse elements of the frame;

Улучшению профильной проходимости и остойчивости шасси способствует то, что отношение наружного диаметра колеса (D) к базе шасси (L) составляет 0.15-0.6, а отношение ширины профиля шины (B_ш) к колее (B) составляет 0,2-0,5.Improving the profile cross-country ability and stability of the chassis contributes to the fact that the ratio of the outer diameter of the wheel (D) to the base of the chassis (L) is 0.15-0.6, and the ratio of the width of the tire profile (B _w ) to the track (B) is 0.2-0.5 .

Такие массово-геометрические параметры обеспечивают в заданных габаритах минимальную массу шасси, что повышает его проходимость и универсальность.Such mass-geometric parameters provide the specified dimensions for the minimum mass of the chassis, which increases its cross-country ability and versatility.

Универсальность также повышает оснащение шасси дополнительным водным движителем.Versatility also enhances the equipment of the chassis with an additional water propulsion.

Установка в качестве дополнительного водного движителя водомета или гребного винта (винтов), приводимых трансмиссией, улучшает амфибийные качества шасси.Installing a water jet or a propeller (propellers) driven by a transmission as an additional water mover improves the amphibious qualities of the chassis.

Этому же способствует установка в качестве дополнительного водного движителя подвесного лодочного мотора.The installation of an outboard boat motor as an additional water propulsion contributes to this.

Все это позволяет выполнить шасси транспортного средства для передвижения по поверхностям различных сред с малыми затратами на его производство.All this allows you to perform the chassis of the vehicle for movement on the surfaces of various environments with low costs for its production.

Изображено на:Depicted on:

Фиг. 1- шасси вид сбоку;FIG. 1- chassis side view;

Фиг. 2- шасси вид сверху;FIG. 2- chassis top view;

Фиг. 3- шасси виды задней части;FIG. 3- chassis rear views;

Фиг. 4- шасси вид сбоку (с лодочным мотором);FIG. 4- chassis side view (with outboard engine);

Шасси транспортного средства для передвижения по поверхностям различных сред, содержит раму 1 (Фиг. 1) с продольными 2 (Фиг. 2) и поперечными 3 элементами, а также систему 4 подрессоривания колес 5 с шинами 6 сверхнизкого давления, приводимыми через трансмиссию 7 от силовой установки 8. Масса шасси связана с суммарным внутренним объемом 9 колес соотношением:The chassis of the vehicle for moving on the surfaces of various environments, contains a frame 1 (Fig. 1) with longitudinal 2 (Fig. 2) and transverse 3 elements, as well as a suspension system 4 of the wheels 5 with tires 6 ultra-low pressure, driven through the transmission 7 from the power installation 8. The mass of the chassis is connected with the total internal volume of 9 wheels by the ratio:

(M·g)/ΣVк=2500-8000, Н/м³ (M · g) / ΣVк = 2500-8000, N / m ³

где M - масса шасси, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²; Vк - внутренний объем колеса, м³; при этом основные элементы его трансмиссии расположены по существу вне продольных и поперечных элементов рамы;where M is the mass of the chassis, kg; g is the acceleration of gravity, m / s ² ; Vк - the internal volume of the wheel, m ³ ; while the main elements of its transmission are located essentially outside the longitudinal and transverse elements of the frame;

Отношение наружного диаметра колеса (D) к базе шасси (L) составляет 0.15-0.6, а отношение ширины профиля шины (B_ш) к колее (K) составляет 0,2-0,5;The ratio of the outer diameter of the wheel (D) to the base of the chassis (L) is 0.15-0.6, and the ratio of the width of the tire profile (B _w ) to the track (K) is 0.2-0.5;

Шасси оснащено дополнительным водным движителем 10, в качестве которого установлен водомет 11 (Фиг. 3) или гребной винт (винты) 12 приводимые трансмиссией;The chassis is equipped with an additional water mover 10, in which a water cannon 11 (Fig. 3) or a propeller (screws) 12 driven by a transmission are installed;

В качестве альтернативного водного движителя может быть установлен подвесной лодочный мотор 13 (Фиг. 4).As an alternative water propulsion, an outboard motor 13 can be installed (Fig. 4).

Шасси транспортного средства для передвижения по поверхностям различных сред функционирует следующим образом.The chassis of the vehicle for moving on the surfaces of various environments operates as follows.

Силовая установка 8 через трансмиссию 7 обеспечивает привод колес 5 с шинами 6 сверхнизкого давления. При этом масса шасси связана с суммарным внутренним объемом 9 колес соотношением:The power plant 8 through the transmission 7 provides the drive wheels 5 with tires 6 ultra-low pressure. In this case, the chassis mass is connected with the total internal volume of 9 wheels by the ratio:

(M·g)/ΣVк=2500-8000, Н/м³ (M · g) / ΣVк = 2500-8000, N / m ³

где M - масса шасси, кг; g - ускорение свободного падения, м/с²; Vк - внутренний объем колеса, м³; при этом основные элементы его трансмиссии расположены по существу вне продольных и поперечных элементов рамы. Воздействие от неровностей дорожной поверхности при движении воспринимает система 4 подрессоривания, закрепленная на раме 1 с продольными 2 и поперечными 3 элементами, что обеспечивает плавность хода, а отношение наружного диаметра колеса (D) к базе шасси (L) составляет 0.15-0.6, а отношение ширины профиля шины (B_ш) к колее (K) составляет 0,2-0,5 позволяет преодолевать неровности местности. Для перемещения по воде используется дополнительный водный движитель 10 (водомет 11 или гребной винт (винты) 12 приводимые трансмиссией), а подвесной лодочный мотор 13 расширяет водоходные возможности шасси амфибии.where M is the mass of the chassis, kg; g is the acceleration of gravity, m / s ² ; Vк - the internal volume of the wheel, m ³ ; the main elements of its transmission are located essentially outside the longitudinal and transverse elements of the frame. The effect of unevenness of the road surface during movement is perceived by the suspension system 4 mounted on the frame 1 with longitudinal 2 and transverse 3 elements, which ensures smooth running, and the ratio of the outer diameter of the wheel (D) to the chassis base (L) is 0.15-0.6, and the ratio the width of the tire profile (B _W ) to the track (K) is 0.2-0.5 allows you to overcome bumps in the terrain. To move through water, an additional water propulsion device 10 (a water cannon 11 or a propeller (screws) 12 driven by a transmission) is used, and an outboard motor 13 expands the navigational capabilities of the amphibian chassis.

Claims (5)

1. Шасси транспортного средства для передвижения по поверхностям различных сред, содержащее раму с продольными и поперечными элементами, а также систему подрессоривания колес с шинами сверхнизкого давления, приводимыми через трансмиссию от силовой установки, отличающееся тем, что масса шасси связана с суммарным внутренним объемом колес соотношением:1. The chassis of the vehicle for moving on the surfaces of various media, containing a frame with longitudinal and transverse elements, as well as a suspension system for wheels with ultra-low pressure tires driven through the transmission from the power plant, characterized in that the chassis mass is related to the total internal volume of the wheels by the ratio : (М·g)/ΣVк=2500-8000, Н/м³,(M · g) / ΣVк = 2500-8000, N / m ³ , гдеWhere M - масса шасси, кг;M is the mass of the chassis, kg; g - ускорение свободного падения, м/с²;g is the acceleration of gravity, m / s ² ; Vк- внутренний объем колеса, м³;Vк is the internal volume of the wheel, m ³ ; при этом основные элементы его трансмиссии расположены по существу вне продольных и поперечных элементов рамы.the main elements of its transmission are located essentially outside the longitudinal and transverse elements of the frame. 2. Шасси по п.1, отличающееся тем, что отношение наружного диаметра колеса (D) к базе шасси (L) составляет 0,15-0,6, а отношение ширины профиля шины (В_ш) к колее (К) составляет 0,2-0,5.2. The chassis according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer diameter of the wheel (D) to the base of the chassis (L) is 0.15-0.6, and the ratio of the width of the tire profile ( _W ) to the track (K) is 0 , 2-0.5. 3. Шасси по п.2, отличающееся тем, что оно оснащено дополнительным водным движителем.3. The chassis according to claim 2, characterized in that it is equipped with an additional water propulsion. 4. Шасси по п.3, отличающееся тем, что в качестве дополнительного водного движителя установлен водомет или гребной винт (винты) приводимые трансмиссией.4. The chassis according to claim 3, characterized in that a water jet or a propeller (screws) driven by a transmission is installed as an additional water propulsion. 5. Шасси по п.3, отличающееся тем, что в качестве дополнительного водного движителя установлен подвесной лодочный мотор.

5. The chassis according to claim 3, characterized in that outboard motor is installed as an additional water propulsion.

Images