RU2659916C1 - Wheel - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to transport engineering, in particular to devices of running systems with pneumatic tires of vehicles capable of traveling including on rough terrain, on land and in water. Wheel contains a disc with a rim, a tire, a device for approaching/withdrawing the working agent. Additionally contains a partition. On the lines of the end diameters, the barrier is sealed to the inner surface of the tire at an angle to the central axis of the wheel. To ensure the circulation of the working agent inside the tire, valves and openings are made in the partition. Size and number of holes provide a lower consumption of the working agent passing through them, in comparison with the valves.

EFFECT: improved performance of the wheel and reduced complexity of its operation.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам ходовых систем с пневматическими шинами транспортных средств, способных передвигаться в том числе по пересеченной местности, на суше и в воде.The invention relates to transport engineering, and in particular to devices of running systems with pneumatic tires of vehicles capable of moving, including over rough terrain, on land and in water.

Известен колесный движитель транспортного средства [Патент на изобретение №2378129. Российская Федерация. Колесный движитель транспортного средства (варианты) / Красовских Е.В., Красовских Е.В.; патентообладатель: Красовских Е.В. - Опубл. 10.01.2010. - Режим доступа: http://wwwl.fips.ru], содержащий широкопрофильные шины низкого давления, образующие с протектором и боковинами и опорной осью остова транспортного средства герметичную полость, в которой на опорной оси установлены внутренние бортовые кольца. По первому варианту протектор шины соединен с ними гибкими, сходящимися во фронтальной плоскости и радиальной плоскости растяжками. По второму варианту внутренняя полость шины разделена упругими эластичными перегородками на несколько смежных полостей. Одна из сторон упругих эластичных перегородок выполнена за одно с внутренней поверхностью протектора шины, а вторая посредством внутренних бортовых колец крепится к опорной оси остова транспортного средства. Между бортовыми кольцами боковин и внутренними бортовыми кольцами установлены распорные втулки. В третьем варианте внутри герметичной полости, на оси остова транспортного средства, с зазором к внутренней поверхности широкопрофильной шины установлен пустотелый барабан, а полость между барабаном и шиной частично заполнена жидкостью. Растяжки предложено выполнять из металлических цепных соединений, металлических тросов, резинокордовых, резинометаллических и других высокопрочных материалов на растяжение и эластичных на изгиб. К числу недостатков указанного изобретения следует отнести трудоемкость изготовления и, возможно, высокую стоимость, вызванных наличием существенного количества разнородных по материалу и технологии монтажа элементов, а также ограниченную область применения (рельеф местности, условия эксплуатации (суша, вода)).Known wheeled vehicle propulsion [Patent for the invention No. 2378129. The Russian Federation. Wheel mover of the vehicle (options) / Krasovsky EV, Krasovsky EV; patent holder: Krasovskikh E.V. - Publ. 01/10/2010. - Access mode: http://wwwl.fips.ru], containing wide-profile low-pressure tires, forming a sealed cavity with a tread and sidewalls and a support axis of the vehicle body, in which inner side rings are mounted on the support axis. According to the first embodiment, the tire tread is connected to them by flexible stretch marks converging in the frontal plane and the radial plane. According to the second variant, the inner cavity of the tire is divided by elastic elastic partitions into several adjacent cavities. One of the sides of the elastic elastic partitions made for one with the inner surface of the tread of the tire, and the second through the inner side rings attached to the supporting axis of the skeleton of the vehicle. Spacer sleeves are installed between the side rings of the sidewalls and the inner side rings. In the third embodiment, a hollow drum is installed inside the sealed cavity, on the axis of the vehicle’s core, with a gap to the inner surface of the wide-profile tire, and the cavity between the drum and the tire is partially filled with liquid. Stretch marks are proposed to be made of metal chain joints, metal cables, rubber-cord, rubber-metal and other high-tensile materials and tensile elastic. The disadvantages of this invention include the complexity of manufacturing and, possibly, the high cost caused by the presence of a significant number of elements that are heterogeneous in material and installation technology, as well as a limited scope (terrain, operating conditions (land, water)).

Для любого транспортного средства большое значение имеет конструкция амортизатора или заменяющих устройств, обеспечивающих демпфирование колебаний и поглощение толчков и ударов подвижных частей транспорта о препятствия или при изменении рельефа поверхности движения. В основу работы этого узла может быть положен фрикционный или механический, гидравлический, электромагнитный принцип действия.For any vehicle, the design of a shock absorber or replacement devices that damp vibrations and absorb shocks and shocks of moving parts of the vehicle against obstacles or when the surface topography is moving is of great importance. The operation of this unit can be based on friction or mechanical, hydraulic, electromagnetic principle of operation.

Известен вездеход [Патент на изобретение №2564778. Российская Федерация. Вездеход и подвеска вездехода / Гарагашьян A.M.; патентообладатель: Самохвалов С.А. - Опубл. 10.10.2015. - Режим доступа: http://wwwl.fips.ru], ходовая часть которого включает систему бортовых передач, связанную с двумя парами валов с установленными на них колесами с шинами низкого давления, подвеску, связанную с шинами колес, систему подкачки шин. Выполнение подвески в виде воздушной магистрали, взаимодействующей одновременно с каждой шиной, обеспечивает плавность хода транспортного средства за счет изменения давления в шинах путем перераспределения воздуха одновременно между всеми шинами при пересечении рельефов местности различной сложности, снижение резонансных и упругих колебаний транспортного средства в целом. Связь воздушной магистрали через трубопровод с запорным элементом с выхлопной системой двигателя, снабженной заслонкой, позволяет автоматически регулировать давление в шинах. Например, при необходимости снизить давление в шинах (при преодолении вездеходом водной преграды) открывают запорный элемент, и воздух из магистрали через заслонку выхлопной системы выпускается в атмосферу. Недостатком указанной конструкции является отсутствие системы амортизации и демпфирующих устройств. Указанное изобретение наиболее близко по своей сути к заявленному и выбрано в качестве прототипа.Known all-terrain vehicle [Patent for the invention No. 2564778. The Russian Federation. All-terrain vehicle and suspension of the all-terrain vehicle / Garagashyan A.M .; patent holder: Samokhvalov S.A. - Publ. 10/10/2015. - Access mode: http://wwwl.fips.ru], the chassis of which includes a final drive system connected to two pairs of shafts with wheels mounted on them with low pressure tires, a suspension connected to the tire wheels, a tire inflation system. The implementation of the suspension in the form of an air line interacting simultaneously with each tire ensures a smooth ride of the vehicle by changing the tire pressure by redistributing air simultaneously between all tires when crossing terrain of varying complexity, reducing the resonant and elastic vibrations of the vehicle as a whole. The connection of the air line through the pipeline with the locking element with the exhaust system of the engine equipped with a damper allows you to automatically adjust the pressure in the tires. For example, if it is necessary to reduce the pressure in the tires (when an all-terrain vehicle overcomes a water barrier), a shut-off element is opened, and air from the line through the damper of the exhaust system is released into the atmosphere. The disadvantage of this design is the lack of a cushioning system and damping devices. The specified invention is closest in essence to the claimed and selected as a prototype.

Технической задачей заявленного изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик колеса и снижение трудоемкости его эксплуатации.The technical task of the claimed invention is to improve the operational characteristics of the wheel and reduce the complexity of its operation.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет изменения конструкции шины колеса, поддержания постоянного количества рабочего агента в шине и создания условий для его циркуляции внутри нее при движении.The technical result of the claimed invention is achieved by changing the design of the tire of the wheel, maintaining a constant amount of working agent in the tire and creating conditions for its circulation inside it during movement.

Заявленное изобретение поясняется чертежом - фиг. 1, на которой представлена схема колеса транспортного средства в нагруженном состоянии, где 1 - диск с ободом с узлом крепления к корпусу транспортного средства, 2 - шина, смонтированная на ободе, 3 - перегородка, 4 - узел подвода/отвода рабочего агента, 5 - препятствие.The claimed invention is illustrated in the drawing - FIG. 1, which shows a diagram of a vehicle’s wheel in a loaded state, where 1 is a disk with a rim with an attachment to the vehicle body, 2 is a tire mounted on the rim, 3 is a partition, 4 is a supply / withdrawal unit of a working agent, 5 is let.

Суть заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Колесо состоит из шины 2, закрепленной на ободе колесного диска 1, в котором размещен узел подвода/отвода рабочего агента 4. В качестве рабочего агента может использоваться атмосферный воздух, выхлопные газы, газовоздушная смесь и т.п. Внутри шины расположена перегородка 3, разделяющая полость шины на зоны I и П. По линиям торцевых диаметров перегородка герметично прикрепляется к внутренней поверхности шины. В зависимости от типа используемых шин (камерные или бескамерные) перегородка выполняется во внутреннем пространстве, заполненном рабочим агентом. В перегородке выполнены клапаны и сквозные отверстия (на фиг. 1 не показано). При нагружении колеса (например, при наезде на препятствие) клапаны мгновенно открываются и позволяют беспрепятственно рабочему агенту перемещаться в обеих зонах. Размер и количество отверстий в перегородке выбраны таким образом, чтобы расход воздуха через них был существенно ниже расхода воздуха через клапаны в открытом состоянии.The wheel consists of a tire 2, mounted on the rim of the wheel disk 1, in which the supply / exhaust assembly of the working agent 4 is placed. As the working agent, atmospheric air, exhaust gases, air-gas mixture, etc. can be used. Inside the tire there is a partition 3, dividing the tire cavity into zones I and P. Along the lines of the end diameters, the partition is hermetically attached to the inner surface of the tire. Depending on the type of tire used (chamber or tubeless), the partition is carried out in the interior space filled with the working agent. Valves and through holes are made in the partition (not shown in FIG. 1). When loading the wheel (for example, when hitting an obstacle), the valves instantly open and allow an unhindered working agent to move in both zones. The size and number of holes in the partition are selected so that the air flow through them is significantly lower than the air flow through the valves in the open state.

Это позволяет достигнуть эффекта амортизатора при движении транспортного средства по местности любого рельефа с любой скоростью.This allows you to achieve the effect of the shock absorber when the vehicle is moving on the terrain of any terrain at any speed.

Колесо работает следующим образом. Посредством узла подвода/отвода рабочего агента в шине создается необходимое давление (подается необходимое количество рабочего агента, остающееся постоянным в течение времени движения по заданной местности), величина которого зависит от характеристик местности, по которой предстоит перемещаться транспортному средству. При наезде на препятствие 5 зона II деформируется в месте контакта шины с ним. Давление в зоне II повышается, клапаны перегородки открываются в зону I (поз. 3 в нижней части схемы), рабочий агент мгновенно перемещается в зону I с большой скоростью. Давление в колесе выравнивается, клапаны закрываются (возвращаются в первоначальное положение). После снятия нагрузки (съезда с препятствия) давление в зоне II меньше, чем в зоне I. Происходит постепенное выравнивание давления в зонах I и II вследствие движения рабочего агента через отверстия перегородки. Поскольку расход воздуха через отверстия меньше расхода воздуха через клапаны, реакция колеса на снятие нагрузки демпфируется. Независимо от места контакта шины с препятствием (боковые или центральная часть) колесо сохраняет работоспособное состояние. Заявленная конструкция колеса предусматривает наличие постоянного контакта шины с поверхностью, по которой перемещается транспортное средство, вне зависимости от скорости его движения, типа и размеров препятствий и обеспечивает демпфирование возникающих колебаний и ударов, исключая эффект отскакивания колеса от препятствия.The wheel works as follows. Through the node supplying / withdrawing the working agent, the necessary pressure is created in the tire (the necessary amount of the working agent is supplied, which remains constant during the movement time over a given terrain), the value of which depends on the characteristics of the terrain on which the vehicle is to be moved. When hitting an obstacle 5, zone II is deformed at the point of contact of the tire with it. The pressure in zone II rises, the septum valves open in zone I (item 3 at the bottom of the circuit), the working agent instantly moves to zone I at high speed. The pressure in the wheel is equalized, the valves close (return to their original position). After removal of the load (exit from the obstacle), the pressure in zone II is less than in zone I. The pressure is gradually equalized in zones I and II due to the movement of the working agent through the openings of the partition. Since the air flow through the openings is less than the air flow through the valves, the reaction of the wheel to unload is damped. Regardless of the place of contact of the tire with an obstacle (lateral or central part), the wheel maintains a healthy state. The claimed design of the wheel provides for the constant contact of the tire with the surface on which the vehicle is moving, regardless of its speed, type and size of obstacles and provides damping of vibrations and impacts that occur, eliminating the effect of the wheel bouncing off the obstacle.

Claims (1)

Колесо, содержащее диск с ободом, шину, устройство подвода/отвода рабочего агента, отличающееся тем, что дополнительно содержит перегородку, по линиям торцевых диаметров перегородка герметично прикреплена к внутренней поверхности шины под углом к центральной оси колеса, для обеспечения циркуляции рабочего агента внутри шины в перегородке выполнены клапаны и отверстия, размер и количество отверстий обеспечивают меньший расход рабочего агента, проходящего через них, в сравнении с клапанами.A wheel containing a disk with a rim, a tire, a device for supplying / withdrawing a working agent, characterized in that it further comprises a baffle, along the lines of the end diameters, the baffle is hermetically attached to the inner surface of the tire at an angle to the central axis of the wheel, to ensure circulation of the working agent inside the tire in the partition is made of valves and holes, the size and number of holes provide less consumption of the working agent passing through them, in comparison with the valves.

Images