RU191831U1 - Колесо транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к колесам с пневматическими шинами, предназначенными для транспортных средств с безрессорными подвесками.Сущность полезной модели заключается в том, что колесо транспортного средства, содержащее обод, пневматическую шину, эластичную оболочку и клапан с дросселирующим отверстием, снабжено радиально установленными внутри пневматической шины толкателями, одни концы которых упруго соединены с внутренней поверхностью пневматической шины, а другие концы выполнены в виде цилиндрических поршней, которые установлены с возможностью осевого перемещения во втулках, закрепленных радиально и равномерно в ободе, и взаимодействуют с наружной поверхностью эластичной оболочки, выполненной в виде резинокордной оболочки рукавного типа, установленной по оси колеса внутри обода, соединенного с полой ступицей, снаружи которой установлены подшипники, обеспечивающие вращение ступицы вместе с ободом и пневматической шиной относительно корпуса транспортного средства, а внутри ступицы выполнена полость, сообщающаяся с внутренней полостью резинокордной оболочки через клапан с дросселирующим отверстием, который открыт на ходе сжатия пневматической шины, причем пневматическая шина заправлена воздухом под давлением в 1,5 раза ниже стандартного значения, а внутренняя полость резинокордной оболочки и полость ступицы заправлены воздухом под давлением, необходимым для компенсации недостающего усилия со стороны пневматической шины.Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение плавности хода и скорости движения безрессорного транспортного средства.

Description

Предлагаемое колесо транспортного средства относится к колесам с пневматическими шинами, предназначенными для колесных тракторов, комбайнов, экскаваторов и других транспортных средств с безрессорными подвесками.

Известно колесо транспортного средства (патент РФ №2178742, кл. В60С 17/01, опубл. 2001 г.), содержащее обод и пневматическую шину, в полости которой установлена с кольцевым зазором эластичная оболочка в виде полого тора, разделяющая полость шины на две полости, образуя в шине кольцевую рабочую полость, причем кольцевая рабочая полость снабжена дополнительными эластичными камерами в виде пневмобаллонов, установленных на наружной поверхности эластичной оболочки, каждый из которых выполнен в виде герметичной камеры, внутренние и наружные торцевые поверхности которой выполнены в виде жестких пластин, соединенных гибкой связью, проходящей через центральное отверстие внутренней жесткой пластины и закрепленной на центральном цилиндрическом кулачке регулирующего звена, выполненного в виде валика с центральным и крайними цилиндрическими кулачками, установленного параллельно оси колеса, причем крайние цилиндрические кулачки связаны через гибкую связь и пружины растяжения с эластичной оболочкой, при этом совокупность пневмобаллонов образует компенсирующий объем сжатия, обеспечивающий снижение радиальной жесткости колеса, а регулирующие звенья каждого пневмобаллона соединены между собой кольцевой гибкой связью, обеспечивающей синхронную работу заполненной жидкостью кольцевой рабочей полости, при этом полости пневмобаллонов, сообщающиеся с полостью эластичной оболочки посредством клапанов и дросселирующих отверстий, образуют воздушную демпфирующую систему колеса.

Недостатком данного колеса является наличие большого объема жидкости в колесе, что увеличивает его массу и дисбаланс, вследствие чего плавность хода и скорость движения транспортного средства будут ограничены. Кроме того, конструкция данного колеса имеет высокую сложность и, вследствие этого, низкую надежность, что, например, при проколе шины и потере жидкости, приведет к резкому снижению плавности хода и скорости движения транспортного средства.

Наиболее близким к предлагаемому из известных технических решений является колесо транспортного средства (патент РФ №2144862, кл. В60С 17/00 опубл. 1998 г.), содержащее обод и пневматическую шину, в полости которой установлена с кольцевым зазором эластичная оболочка в виде полого тора, разделяющая полость шины на две полости, образуя в шине кольцевую рабочую полость. Во внутренней полости эластичной оболочки установлена дополнительная эластичная камера в виде тора, сообщающаяся с кольцевой рабочей полостью посредством клапанов с дросселирующими отверстиями, установленными на поверхности эластичной оболочки, причем кольцевая рабочая полость и дополнительная эластичная камера, заполненные жидкостью, образуют гидравлическую демпфирующую систему колеса, а эластичная оболочка и дополнительная эластичная камера армированы стальной проволокой.

Данное колесо имеет низкий технический уровень, обусловленный высокой его радиальной жесткостью вследствие того, что значительная внутренняя часть колеса заполнена жидкостью, которая размещена в кольцевой рабочей полости и дополнительной эластичной камере, что существенно уменьшает объем воздуха в пневматической шине. В результате увеличивается собственная частота колебаний транспортного средства на данных колесах, что ухудшает его плавность хода и ограничивает скорость движения по неровным дорогам. Кроме того, наличие жидкости в колесе увеличивает его массу, а при проколе шины и потере жидкости, демпфирующие свойства колеса резко снижаются.

В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции колеса транспортного средства, обеспечивающей повышение его демпфирующих свойств за счет введения воздушного демпфирования и снижения радиальной жесткости шины путем применения системы толкателей, взаимодействующих с резинокордной оболочкой, установленной внутри обода и сообщенной через воздушную демпфирующую систему с полостью ступицы, снаружи которой установлены подшипники, обеспечивающие ее вращение вместе с ободом колеса и пневматической шиной относительно корпуса транспортного средства.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение плавности хода и скорости движения безрессорного транспортного средства.

Указанный технический результат достигается тем, что колесо транспортного средства, содержащее обод, пневматическую шину, эластичную оболочку и клапан с дросселирующим отверстием, снабжено радиально установленными внутри пневматической шины толкателями, одни концы которых упруго соединены с внутренней поверхностью пневматической шины, а другие концы выполнены в виде цилиндрических поршней, которые установлены с возможностью осевого перемещения во втулках, закрепленных радиально и равномерно в ободе, и взаимодействуют с наружной поверхностью эластичной оболочки, выполненной в виде резинокордной оболочки рукавного типа, установленной по оси колеса внутри обода, соединенного с полой ступицей, снаружи которой установлены подшипники, обеспечивающие вращение ступицы вместе с ободом и пневматической шиной относительно корпуса транспортного средства, а внутри ступицы выполнена полость, сообщающаяся с внутренней полостью резинокордной оболочки через клапан с дросселирующим отверстием, который открыт на ходе сжатия пневматической шины, причем пневматическая шина заправлена воздухом под давлением в 1,5 раза ниже стандартного значения, а внутренняя полость резинокордной оболочки и полость ступицы заправлены воздухом под давлением, необходимым для компенсации недостающего усилия со стороны пневматической шины.

Указанная полезная модель отличается тем, что колесо транспортного средства, содержащее обод, пневматическую шину, эластичную оболочку и клапан с дросселирующим отверстием, снабжено радиально установленными внутри пневматической шины толкателями, которые взаимодействуют с наружной поверхностью эластичной оболочки, выполненной в виде резинокордной оболочки рукавного типа, установленной по оси колеса внутри обода, соединенного с полой ступицей, снаружи которой установлены подшипники, а полость ступицы сообщается с внутренней полостью резинокордной оболочки через клапан с дросселирующим отверстием, который открыт на ходе сжатия пневматической шины. Это обеспечивает возможность вращения ступицы вместе с ободом и пневматической шиной относительно корпуса транспортного средства и приводит к существенному повышению демпфирующих свойств колеса, увеличивающихся с ростом амплитуды и скорости радиальной деформации шины, вследствие чего плавность хода и скорость движения транспортного средства повышаются.

Вследствие того, что одни концы толкателей упруго соединены с внутренней поверхностью пневматической шины, а другие концы выполнены в виде цилиндрических поршней, которые установлены с возможностью осевого перемещения во втулках, закрепленных радиально и равномерно в ободе, и взаимодействуют с наружной поверхностью эластичной оболочки, пневматическая шина заправлена воздухом под давлением в 1,5 раза ниже стандартного значения, а внутренняя полость резинокордной оболочки и полость ступицы заправлены воздухом под давлением, необходимым для компенсации недостающего усилия со стороны пневматической шины, обеспечивается снижение радиальной жесткости колеса в зоне статического положения, что повышает плавность хода транспортного средства.

Таким образом, указанная совокупность признаков обеспечивает повышение плавности хода и скорости движения безрессорного транспортного средства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое колесо транспортного средства, продольный разрез; на фиг. 2 - то же; поперечный разрез.

Колесо транспортного средства (фиг. 1 и 2) содержит обод 1 и пневматическую шину 2 с внутренней полостью А, внутри которой радиально установлены толкатели 3, одни концы которых упруго соединены с внутренней поверхностью пневматической шины 2, а другие концы выполнены в виде цилиндрических поршней, которые установлены с возможностью осевого перемещения во втулках 4, закрепленных радиально и равномерно в ободе 1. Толкатели 3 взаимодействуют с наружной поверхностью эластичной оболочки 5, выполненной в виде резинокордной оболочки рукавного типа, которая имеет внутреннюю полость Б и установлена по оси колеса внутри обода 1, соединенного с полой ступицей 6. Снаружи ступицы 6 установлены подшипники 7 и 8, обеспечивающие вращение ступицы 6 вместе с ободом 1 и пневматической шиной 2 относительно корпуса 9 транспортного средства. Внутри полой ступицы 6 выполнена полость В, сообщающаяся с внутренней полостью Б резинокордной оболочки 5 посредством установленного внутри полой ступицы 6 клапана 10 с дросселирующим отверстием 11, который открыт на ходе сжатия пневматической шины 2.

Внутренняя полость А пневматической шины 2 заправлена воздухом с давлением в 1,5 раза ниже стандартного значения, а внутренняя полость Б резинокордной оболочки 5 и полость В ступицы 6 заправлены воздухом под давлением, необходимым для компенсации недостающего усилия со стороны пневматической шины 2 при качении колеса.

Заправка сжатым воздухом внутренней полости А пневматической шины 2 осуществляется через вентиль 12, а внутренней полости Б резинокордной оболочки 5 и полости В ступицы 6 - через вентиль 13.

Предлагаемое колесо транспортного средства работает следующим образом.

При нагружении колеса статической нагрузкой пневматическая шина 2, заправленная сжатым воздухом через вентиль 12, деформируется, а объем ее внутренней полости А уменьшается, что приводит к увеличению давления в полости А, компенсирующего часть статической нагрузки на колесо. При этом толкатели 3, воспринимающие оставшуюся часть статической нагрузки, перемещаются по своей оси во втулках 4 обода 1 и деформируют эластичную оболочку 5, заправленную сжатым воздухом через вентиль 13. Объем внутренней полости Б резинокордной оболочки 5 уменьшается, и воздух из нее свободно перетекает в полость В ступицы 6 через клапан 10 с дросселирующим отверстием 11, который открыт на ходе сжатия пневматической шины 2. При этом давление внутри полостей Б и В увеличивается, компенсируя тем самым оставшуюся часть статической нагрузки на колесо.

При качении колеса по ровной дороге и отсутствии колебаний транспортного средства деформация нижней части шины 2 остается практически постоянной, поэтому остаются неизменными объем внутренней полости А шины 2 и общий объем внутренней полости Б резинокордной оболочки 5 и полости В ступицы 6, заполненные воздухом под давлением, необходимым для компенсации недостающего усилия со стороны пневматической шины. При этом воздух практически не перетекает через клапан 10 с дросселирующим отверстием 11. Вследствие этого эксплуатационные характеристики коэффициента сопротивления качению колеса, вращающегося на подшипниках 7 и 8 относительно корпуса транспортного средства 9, остаются практически неизменными.

При качении колеса по неровной дороге и (или) возникновении колебаний транспортного средства деформация шины 2 увеличивается, что вызывает изменение объема внутренней полости А на большую или меньшую величину по сравнению со статической деформацией. Это приводит к возникновению перепада давлений на клапане 10. При этом на ходе сжатия воздух из внутренней полости Б резинокордной оболочки 5 свободно поступает в полость В ступицы 6 через открытый клапан 10 и дросселирующее отверстие 11, что обеспечивает мягкую упругую характеристику колеса. На ходе отбоя клапан 10 закрывается и под действием перепада давлений воздух из полости В перетекает во внутреннюю полость Б только через постоянно открытое дросселирующее отверстие 11. В результате обеспечивается резкое увеличение жесткости упругой характеристики колеса на ходе отбоя, что приводит к эффективному гашению вертикальных колебаний колеса вместе с транспортным средством. Образующееся при дросселировании тепло идет на нагрев всего внутреннего объема воздуха в колесе, который передается шине 2 и металлическим стенкам обода 2 и ступицы 6 и постепенно рассеивается в окружающую среду.

При проколе пневматической шины 2 воздух из внутренней полости А выходит в атмосферу, деформация нижней части шины 2 увеличивается и толкатели 3 начинают сильнее нагружать эластичную оболочку 5, что приводит к увеличению ее деформации и повышению давления в ее внутренней полости Б и полости В ступицы 6. За счет этого повышенного внутреннего давления при качении колеса с проколотой шиной 2 толкатели 3 не позволяют транспортному средству полностью деформировать пневматическую шину 2 и опуститься на обод 1 под собственным весом, что дает возможность колесу некоторое время воспринимать нагрузку с сохранением упругих и демпфирующих свойств колеса, обеспечиваемых за счет упругой деформации резинокордной оболочки 5 и перетекания воздуха между внутренней полостью Б и полостью В ступицы 6 через клапан 10 с дросселирующим отверстием 11.

Таким образом, достигается заявленный технический результат предлагаемой полезной модели, состоящий в повышении плавности хода и скорости движения безрессорного транспортного средства.

Claims (2)

1. Колесо транспортного средства, содержащее обод, пневматическую шину, эластичную оболочку и клапан с дросселирующим отверстием, отличающееся тем, что колесо снабжено радиально установленными внутри пневматической шины толкателями, одни концы которых упруго соединены с внутренней поверхностью пневматической шины, а другие концы выполнены в виде цилиндрических поршней, которые установлены с возможностью осевого перемещения во втулках, закрепленных радиально и равномерно в ободе, и взаимодействуют с наружной поверхностью эластичной оболочки, выполненной в виде резинокордной оболочки рукавного типа, установленной по оси колеса внутри обода, соединенного с полой ступицей, снаружи которой установлены подшипники, обеспечивающие вращение ступицы вместе с ободом и пневматической шиной относительно корпуса транспортного средства, а внутри ступицы выполнена полость, сообщающаяся с внутренней полостью резинокордной оболочки через клапан с дросселирующим отверстием, который открыт на ходе сжатия пневматической шины.

2. Колесо транспортного средства по п. 1, отличающееся тем, что пневматическая шина заправлена воздухом под давлением в 1,5 раза ниже стандартного значения, а внутренняя полость резинокордной оболочки и полость ступицы заправлены воздухом под давлением, необходимым для компенсации недостающего усилия со стороны пневматической шины.

Images