RU173809U1

RU173809U1 - Вездеходное транспортное средство

Info

Publication number: RU173809U1
Application number: RU2016152638U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Блохин; Елена Геннадьевна Денисенко; Дмитрий Михайлович Курильский; Василий Владимирович Маньковский; Андрей Михайлович Носков; Евгений Андреевич Фадеев; Андрей Николаевич Яковенко
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2017-09-12

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к транспортно-технологическим средствам высокой проходимости, в частности вездеходам и снегоболотоходам многоцелевого назначения на шинах сверхнизкого давления, которые могут быть использованы для перевозки людей, грузов, технологического оборудования в условиях бездорожья, по снежной целине без повреждения снежно-ледяного покрова, по сыпучему песку, а также в тундре без повреждения растительного покрова.Технический результат – расширение компоновочных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик вездеходного транспортного средства: разгонных характеристик, сокращение времени переключения передач, повышение скорости движения по воде, улучшение управляемости на опорных поверхностях с низкими сцепными свойствами, снижение нагрузок на трансмиссию, повышение ее надежности и долговечности, увеличение дорожного просвета, повышение надежности подвески при работе в условиях низких температур, снижение эксплуатационных затрат, упрощение конструкции, повышение маневренности транспортного средства и уменьшение радиуса поворота.Этот технический результат достигается тем, что вездеходное транспортное средство на шинах сверхнизкого давления с колесной формулой 8х8 имеет водоизмещающий корпус, установленный на шасси, где в передней части расположен двигатель, крутящий момент от которого передается через сухое однодисковое сцепление и ступенчатую коробку передач, оснащенные системой автоматического и командного управления, коробка передач соединена посредством карданной передачи с двухступенчатой раздаточной коробкой, имеющей механически блокируемый межосевой дифференциал, коробку отбора мощности, соединенную с водометом через карданную передачу, и два выходных вала, передающих крутящий момент через карданные передачи на проходные ведущие мосты второй и третьей осей, имеющие механически блокируемый межосевой дифференциал, позволяющий распределять крутящий момент между главной передачей второй (третьей) оси (привод непосредственно от дифференциала) и главной передачей первой (четвертой) оси (привод через пару цилиндрических шестерен и карданную передачу), крутящий момент от главных передач каждой оси, через межколесные дифференциалы повышенного трения и валы с шарнирами равных угловых скоростей передается на цилиндрические одноступенчатые колесные редукторы, которые приводят в действие ведущие колеса, имеющие независимую пружинную подвеску на двойных поперечных рычагах, рулевое управление, включающее рулевой механизм с гидроусилителем и привод, состоящий из системы тяг и рычагов, воздействующих на каждое колесо таким образом, что колеса первой и второй осей поворачиваются в одну сторону, а третьей и четвертой – в другую, причем угол поворота колес первой и четвертой оси больше, чем второй и третьей.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к транспортно-технологическим средствам высокой проходимости, в частности вездеходам и снегоболотоходам многоцелевого назначения на шинах сверхнизкого давления, которые могут быть использованы для перевозки людей, грузов, технологического оборудования в условиях бездорожья, по снежной целине без повреждения снежно-ледяного покрова, по сыпучему песку, а также в тундре без повреждения растительного покрова.

Известны вездеходные транспортные средства на шинах сверхнизкого давления с колесной формулой 8×8: «Шаман» производства ООО «Авторос» (www.avtoros.info), «Старатель» КБ Воробьева (www.komz.ru), которые состоят из водоизмещающего корпуса, установленной в него силовой установки, передающей посредством механических передач (коробки передач, карданных валов, главных передач) крутящий момент к ведущим колесам с шинами сверхнизкого давления, поворот осуществляется при помощи управляемых колес; вездеходы производства ООО «ТРОМ 8» (www.trom8x8.ru) и ООО "Автодормашсервис" (www.borey-3301.ru), имеющие ломающуюся раму. Подвод момента от двигателя к колесам у вездехода «Тром 8х8» осуществляется через ролики, находящиеся в зацеплении с грунтозацепами шины, а у вездехода «Борей» через бортовые цепные редукторы.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа является вездеходное транспортное средствл производства ООО "Завод транспортных машин" (ООО "ТрансМаш") патент RU № 155177, состоящий из водоизмещающего корпуса, установленного на шасси, представляющего собой колеса с шинами сверхнизкого давления, установленные на независимой гидропневматической двухрычажной подвеске на двойных поперечных рычагах. Крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания, установленного в средней части корпуса машины, передается через механическую коробку передач, посредством карданной передачи к раздаточной пятивальной коробке, которая распределяет крутящий момент между ведущими мостами, соединенными с раздаточной коробкой через карданные передачи, ведущие мосты имеют межколесные дифференциалы повышенного трения, крутящий момент на колеса передается при помощи валов с шарнирами равных угловых скоростей, рулевое управление действует только на колеса первой и второй осей, водомет отсутствует.

Особенности компоновки прототипа, связанные с расположение моторного отсека в средней части транспортного средства, не позволяют разместить грузовую платформу большого размера, что является недостатком конструкции, и кроме того, требуют усложнения системы охлаждения двигателя. Использование на транспортном средстве механической ступенчатой коробки передач с непосредственным управлением приводит к значительным потерям в скорости при переключении передач (вплоть до полной остановки транспортного средства), что негативным образом сказывается при движении по поверхностям с низкой несущей способностью (снег, болота, песок) или поверхностям с недостаточными сцепными свойствами (ледовые поверхности), ухудшая проходимость транспортного средства. Недостатком прототипа является и низкая скорость перемещения по воде, обусловленная тем, что транспортное средство не имеет специализированного водного движителя, а перемещение по воде осуществляется только за счет вращения колес с шинами сверхнизкого давления. Следует отметить, что отсутствие у прототипа межколесных дифференциалов и жесткое подключение колес первой и второй оси существенно ухудшают управляемость на высоких скоростях, а также увеличивает радиус поворота, следовательно, снижает маневренность транспортного средства. Кроме этого, существенно увеличивает радиус поворота прототипа и решение выполнить управляемыми только колеса первой и второй оси. Отсутствие у прототипа жесткой связи рулевого колеса и управляемых колес приводит к сложности в обеспечении кинематического и силового следящего действия в рулевом управлении. Отсутствие в конструкции прототипа колесных редукторов приводит значительному увеличению нагрузки на детали трансмиссии и существенно снижает их долговечность, а также ограничивает величину дорожного просвета на уровне осей колес, что, в свою очередь, определяет максимальную глубину колеи машины при движении по опорной поверхности с низкой несущей способностью, например по снегу. Наконец, применение в конструкции прототипа гидропневматической подвески снижает его надежность в условиях низких температур, а также существенно увеличивает сложность конструкции и эксплуатационные затраты.

Решаемая задача – расширение компоновочных возможностей за счет расположения двигателя и рабочего места водителя в передней части кузова и улучшение эксплуатационных характеристик вездеходного транспортного средства: разгонных характеристик, связанных с сокращением времени переключения передач, за счет применения системы автоматического и командного управления сцеплением и ступенчатой коробкой передач; повышение скорости движения по воде за счет применения водомета; улучшение управляемости на опорных поверхностях с низким сцепными свойствами за счет дифференциального привода ведущих колес, а также применение рулевого управления с кинематическим и силовым следящим действием; снижение нагрузок на трансмиссию, повышение ее надежности и долговечности, а также увеличение дорожного просвета за счет применения колесных редукторов; повышение надежности подвески при работе в условиях низких температур, снижение эксплуатационных затрат, упрощение конструкции за счет использования в качестве упругого элемента цилиндрической пружины сжатия, повышение маневренности транспортного средства и уменьшение радиуса поворота за счет действия рулевого управления на все колеса.

Технический результат – расширение компоновочных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик вездеходного транспортного средства: разгонных характеристик, сокращение времени переключения передач, повышение скорости движения по воде, улучшение управляемости на опорных поверхностях с низким сцепными свойствами, снижение нагрузок на трансмиссию, повышение ее надежности и долговечности, увеличение дорожного просвета, повышение надежности подвески при работе в условиях низких температур, снижение эксплуатационных затрат, упрощение конструкции, повышение маневренности транспортного средства и уменьшение радиуса поворота.

Этот технический результат достигается тем, что вездеходное транспортное средство на шинах сверхнизкого давления с колесной формулой 8х8 имеет водоизмещающий корпус, установленный на шасси, где в передней части расположен двигатель, крутящий момент от которого передается через сухое однодисковое сцепление и ступенчатую коробку передач, оснащенные системой автоматического и командного управления, коробка передач соединена посредством карданной передачи с двухступенчатой раздаточной коробкой, имеющей механически блокируемый межосевой дифференциал, коробку отбора мощности, соединенную с водометом через карданную передачу, и два выходных вала, передающих крутящий момент через карданные передачи на проходные ведущие мосты второй и третьей осей, имеющие механически блокируемый межосевой дифференциал, позволяющий распределять крутящий момент между главной передачей второй (третьей) оси (привод непосредственно от дифференциала) и главной передачей первой (четвертой) оси (привод через пару цилиндрических шестерен и карданную передачу), крутящий момент от главных передач каждой оси через межколесные дифференциалы повышенного трения и валы с шарнирами равных угловых скоростей передается на цилиндрические одноступенчатые колесные редукторы, которые приводят в действие ведущие колеса, имеющие независимую пружинную подвеску на двойных поперечных рычагах, рулевое управление, включающее рулевой механизм с гидроусилителем и привод, состоящий из системы тяг и рычагов, воздействующих на каждое колесо таким образом, что колеса первой и второй осей поворачиваются в одну сторону, а третьей и четвертой – в другую, причем угол поворота колес первой и четвертой оси больше, чем второй и третьей.

Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежами.

Фиг. 1 - Кинематическая схема трансмиссии вездеходного транспортного средства

Фиг. 2 - Схема системы управления сцеплением и коробкой передач вездеходного транспортного средства.

Фиг. 3 - Кинематическая схема рулевого управления вездеходного транспортного средства

Фиг. 4 - Компоновочная схема вездеходного транспортного средства.

Кинематическая схема трансмиссии вездеходного транспортного средства представлена на фиг. 1. Двигатель внутреннего сгорания 1 установлен в переднюю часть корпуса машины. Крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания 1 передается на сухое однодисковое сцепление 2 и механическую ступенчатую коробку передач 3, оснащенные системой автоматического и командного управления, далее момент через карданную передачу 4 передается на раздаточную коробку 5. Раздаточная коробка 5 двухступенчатая, имеет механически блокируемый межосевой дифференциал. Крутящий момент от раздаточной коробки 5 передается через карданные передачи 6 к проходным мостам 7 второй и третьей осей, которые имеют блокируемые межосевые дифференциалы (на фиг. 1 не обозначены). Межосевой дифференциал проходного моста второй оси распределяет крутящий момент между первой и второй осью, а дифференциал проходного моста третьей оси – между третьей и четвертой осью. Причем передача момента от дифференциалов к главным передачам второй и третьей осей осуществляется напрямую, а к главным передачам первой и четвертой осей – посредством пары цилиндрических шестерен и карданной передачи 8. Главные передачи 9 первой и четвертой осей, а также главные передачи второй и третьей осей, установленные в корпусе проходных мостов 7, передают крутящий момент на межколесные дифференциалы повышенного трения (на фиг. 1 не обозначены), которые могут блокироваться в зависимости от соотношения моментов на колесах одной оси, исключая пробуксовку колес одного борта, и распределяют крутящий момент и передают его через валы с шарнирами равных угловых скоростей 10 на цилиндрические колесные редукторы внешнего зацепления 11, которые приводят в движение колеса 12. На раздаточную коробку 5 смонтирована механически подключаемая коробка отбора мощности 13, которая через карданную передачу 14 приводит в действие водомет 15

Схема системы управления сцеплением и коробкой передач вездеходного транспортного средства представлена на фиг. 2. Она включает в себя блок управления коробкой передач 16, блок индикации 17, контроллер 18, при помощи которого водитель выбирает режим работы системы управления, блок управления двигателя 19, связанный с блоком управления коробкой передач 16, датчик 20 скорости вращения выходного вала коробки передач, пневмоцилиндр 21, при помощи которого осуществляется выбор передач, пневмоцилиндра 22, при помощи которого осуществляется включение передачи, датчика 23 скорости вращения коленчатого вала двигателя. Включение и выключение сцепления выполняется при помощи пневмоцилиндра 24, шток которого может перемещаться по заданному алгоритму для осуществления плавного трогания с места или снижения рывков при переключении передач. Пневмоцилиндры управления коробкой передач соединены с ресивером 25, одного из контуров пневмосистемы снегоболотохода. Блок управления коробкой передач 16 отслеживает положение электронной педали газа 26, используя информацию о ее нажатии для формирования сигналов управления на трогание с места, переключение передачи. Точное управление положением штока цилиндра сцепления возможно благодаря наличию в конструкции датчика положения штока 27.

Система управления может работать в автоматическом и командном режимах.

В автоматическом режиме водитель переводит контроллер 18 в положение «автомат», на блоке индикации 17 загорается буква «А», система управления выключает сцепление и включает первую передачу, на блоке индикации загорается «А1». Затем, нажимая на педаль газа 26, водитель подает управляющее воздействие, растут обороты двигателя, происходит трогание машины. Далее по мере роста оборотов двигателя и увеличения скорости движения происходит переключение передач на повышенные, система управления выключает сцепление, включает следующую передачу, затем синхронизирует обороты двигателя и первичного вала коробки передач и включает сцепление. Либо при снижении скорости или резком нажатии на педаль газа – на пониженные передачи. Включенная в настоящий момент времени передача отображается на блоке индикации 17. Если водитель хочет закончить движение, он отпускает педаль газа, при помощи тормозной системы доводит снегоболотоход до полной остановки, затем переводит контроллер 18 в положение нейтрали, на блоке индикации загорается «N».

В командном режиме водитель переводит контроллер 18 в положение первой передачи, на блоке индикации 17 загорается цифра «1» система управления выключает сцепление и включает первую передачу. Затем, нажимая на педаль газа 26, водитель подает управляющее воздействие на двигатель, растут обороты двигателя, происходит трогание машины. Далее по мере роста оборотов двигателя и увеличения скорости движения водитель переводит контроллер 18 в положение второй передачи, система управления выключает сцепление, включает вторую передачу, затем синхронизирует обороты двигателя и первичного вала коробки передач, затем включает сцепление. Аналогично происходит переключение на остальные передачи. Включенная в настоящий момент времени передача отображается на блоке индикации 17. Если водитель хочет закончить движение, он отпускает педаль газа, переводит контроллер в положение нейтрали, при помощи тормозной системы доводит снегоболотоход до полной остановки.

Кинематическая схема рулевого управления вездеходного транспортного средства представлена на фиг. 3. Управляющее воздействие передается от руля в рулевой механизм с гидроусилителем 28, конструкция которого позволяет реализовать силовое и кинематическое следящее действие привода. Далее от рулевого механизма усилие передается через тягу 29 на продольную тягу 30, которая осуществляет передачу усилия на колеса всех осей и синхронизацию угла поворота управляемых колес по осям. Далее от продольной тяги 30 усилие передается на маятниковые рычаги первой и четвертой осей 31 и маятниковые рычаги второй и третьей осей 32. Плечи маятниковых рычагов 31 и 32 разные, за счет чего колеса первой и четвертой осей поворачиваются на больший угол, чем колеса второй и третьей осей. Что обеспечивает согласованную кинематику поворота колес при движении в повороте. Также маятниковые рычаги первой и второй осей расположены зеркально маятниковых рычагов третьей и четвертой осей относительно поперечной оси, проходящей между второй и третьей осью машины, что позволяет поворачивать колеса третьей и четвертой оси в сторону, противоположную повороту колес первой и второй оси. От маятниковых рычагов 31 и 32 усилие передается на рулевые тяги с шарнирами 33, имеющие регулировку длины для установки угла схождения управляемых колес. Тяга с шарнирами 33 передает усилие на рулевые сошки 34, таким образом осуществляется поворот всех управляемых колес 12.

Компоновочная схема вездеходного транспортного средства представлена на фиг. 4. Корпус машины цельнометаллический, водоизмещающий, выполнен в виде рамы-лодки 35 с установленными на нее кабиной 36 и грузовой платформой 37. Благодаря расположению двигателя 1 в передней части машины можно получить значительные размеры грузовой платформы или общий салон для пассажиров.

Claims

Вездеходное транспортное средство на шинах сверхнизкого давления с колесной формулой 8х8, состоящее из водоизмещающего корпуса, установленного на шасси, отличающееся тем, что в передней части корпуса машины расположен двигатель, крутящий момент от которого передается через сухое однодисковое сцепление и ступенчатую коробку передач, оснащенные системой автоматического и командного управления, коробка передач соединена посредством карданной передачи с двухступенчатой раздаточной коробкой, имеющей механически блокируемый межосевой дифференциал, коробку отбора мощности, соединенную с водометом через карданную передачу, и два выходных вала, передающих крутящий момент через карданные передачи на проходные ведущие мосты второй и третьей осей, имеющие механически блокируемый межосевой дифференциал, позволяющий распределять крутящий момент между главной передачей второй оси, привод которой непосредственно от дифференциала, и главной передачей первой оси, привод которой через пару цилиндрических шестерен и карданную передачу, а также позволяющий распределять крутящий момент между главной передачей третьей оси, привод которой непосредственно от дифференциала, и главной передачей четвертой оси, привод которой через пару цилиндрических шестерен и карданную передачу, крутящий момент от главных передач каждой оси через межколесные дифференциалы повышенного трения и валы с шарнирами равных угловых скоростей передается на цилиндрические одноступенчатые колесные редукторы, которые приводят в действие ведущие колеса, имеющие независимую пружинную подвеску на двойных поперечных рычагах, и рулевое управление, включающее рулевой механизм с гидроусилителем и привод, состоящий из системы тяг и рычагов, воздействующих на каждое колесо таким образом, что колеса первой и второй осей поворачиваются в одну сторону, а третьей и четвертой – в другую, причем угол поворота колес первой и четвертой оси больше, чем второй и третьей.