RU192281U1

RU192281U1 - Off-road and controllability vehicles

Info

Publication number: RU192281U1
Application number: RU2019104121U
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Костюкович
Original assignee: Юрий Васильевич Костюкович
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2019-09-11

Abstract

Данное техническое решение направлено на создание транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости для эксплуатации на дорожном покрытии, на бездорожье и на воде в любых климатических условиях. Повышенная проходимость достигается за счет использования силового агрегата от переднеприводного автомобиля и трансмиссии от полноприводного автомобиля. Улучшенная управляемость достигается за счет увеличения числа управляемых колес. Максимальная скорость транспортного средства - 50 км/ч, минимальная - 1 км/ч. Транспортное средство имеет понижающую передачу, межосевую блокировку, блокировку редуктора и может двигаться по песку, снегу, мокрому грунту, болотистой местности, а также плавать, при этом сохраняя комфорт современного легкового автомобиля при малом весе. Несмотря на наличие на рынке многих транспортных средств повышенной проходимости, они либо дорогостоящие либо не универсальные. Предлагаемое решение сочетает в себе универсальность и доступность приобретения, эксплуатации и технического обслуживания за счет использования крупносерийно выпускаемых узлов и агрегатов, доля использования которых составляет 80%-90% в зависимости от модификации транспортного средства.This technical solution is aimed at creating a vehicle with increased cross-country ability and improved controllability for operation on road surfaces, on impassable roads and on water in any climatic conditions. Increased cross-country ability is achieved through the use of a power unit from a front-wheel drive vehicle and transmission from an all-wheel drive vehicle. Improved handling is achieved by increasing the number of steered wheels. The maximum speed of the vehicle is 50 km / h, the minimum is 1 km / h. The vehicle has a reduction gear, center lock, gear lock and can move on sand, snow, wet soil, marshland, as well as swim, while maintaining the comfort of a modern passenger car with low weight. Despite the presence on the market of many off-road vehicles, they are either expensive or not universal. The proposed solution combines the versatility and affordability of the acquisition, operation and maintenance through the use of large-scale components and assemblies, the share of which is 80% -90%, depending on the modification of the vehicle.

Description

Серийное производство в Российской Федерации автомобилей с полным и передним приводом малого класса, например, «Лада 4x4» и «Калина», и особо малого класса, например, «Ока», и развитая сервисная сеть для их обслуживания обеспечивают наличие в свободной продаже их комплектующих и снижают стоимость эксплуатации.Serial production in the Russian Federation of cars with all-wheel drive and front-wheel drive of a small class, for example, Lada 4x4 and Kalina, and a particularly small class, for example, Oka, and an developed service network for their maintenance ensure the availability of their components in free sale and reduce the cost of operation.

Целью данного технического решения является создание транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости на базе узлов и агрегатов вышеуказанных автомобилей с отличающимися характеристиками и преимуществами для круглогодичной эксплуатации в суровых климатических условиях, на бездорожье и болотистой местности, на заснеженной поверхности и в воде. Это достигается путем равномерного распределения масс по осям транспортного средства, применения шин низкого давления большого наружного диаметра и увеличенной ширины, новой компоновки силового агрегата и узлов трансмиссии, а также увеличения до максимума числа управляемых колес. На Фиг. 1 показаны модификации транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости различного назначения, грузоподъемности и вместимости пассажиров. Исходя из этой номенклатуры транспортного средства, покупатель может выбрать наиболее приемлемый вариант для использования его в конкретных условиях эксплуатации, например, при освоении земли, где пока нет дорог.The purpose of this technical solution is to create an off-road vehicle and improved controllability on the basis of components and assemblies of the above cars with different characteristics and advantages for year-round operation in harsh climatic conditions, on impassable terrain and on marshy terrain, on snowy surfaces and in water. This is achieved by uniform distribution of masses along the axles of the vehicle, the use of low pressure tires with a large outer diameter and increased width, a new layout of the power unit and transmission units, as well as increasing the maximum number of steered wheels. In FIG. 1 shows modifications to an off-road vehicle and improved controllability for various purposes, carrying capacity and passenger capacity. Based on this nomenclature of the vehicle, the buyer can choose the most suitable option for use in specific operating conditions, for example, in land development, where there are no roads yet.

Близкие по существу транспортные средства, применяющиеся в сельском хозяйстве, это «Роса», «Туман» и «Рубин», но основное их применение - распыление различных растворов и внесение удобрений. Предлагаемое техническое решение позволяет расширить область применения транспортного средства.The essentially close vehicles used in agriculture are Rosa, Fog and Rubin, but their main application is spraying various solutions and applying fertilizers. The proposed technical solution allows to expand the scope of the vehicle.

Наиболее близкие по существу транспортные средства - вездеходы «Бурлак» (публикация в журнале «Популярная механика», ноябрь 2017) и «Вымпел» (публикация в журнале «Авторевю», №11 2016). «Бурлак» изготовлен на базе агрегатов ГАЗ, а «Вымпел» - МАЗ, ЯМЗ, КАМАЗ и БТР-60. Последний наиболее близок к предлагаемому техническому решению и выбран в качестве прототипа. Вездеход предназначен для доставки топлива, технологического оборудования и людей на нефтяные и газовые месторождения. «Вымпел» с колесной формулой 8×8 и весом 8 т. принадлежит к другому классу транспортного средства, в то время как предлагаемое транспортное средство с такой же формулой будет весить гораздо меньше, но кинематическая схема трансмиссии останется близкой по существу.The closest vehicles in essence are the all-terrain vehicles Burlak (publication in the journal Popular Mechanics, November 2017) and Vympel (publication in the journal Avtorevyu, No. 11 2016). “Burlak” is made on the basis of GAZ units, and “Vympel” - MAZ, YaMZ, KAMAZ and BTR-60. The latter is closest to the proposed technical solution and is selected as a prototype. The all-terrain vehicle is designed to deliver fuel, technological equipment and people to oil and gas fields. The pennant with an 8 × 8 wheel arrangement and a weight of 8 tons belongs to a different vehicle class, while the proposed vehicle with the same formula will weigh much less, but the kinematic transmission scheme will remain essentially similar.

ОПИСАНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ И УЛУЧШЕННОЙ УПРАВЛЯЕМОСТИDESCRIPTION OF THE VEHICLE OF THE ENHANCED PERFORMANCE AND THE IMPROVED CONTROL

На Фиг. 2 изображены трансмиссия и рулевое управление транспортного средства повышенной проходимости и улучшенной управляемости с колесной формулой 8×8. Оси обозначены: первая - 1, вторая - 2, третья - 3 и четвертая - 22. Силовой агрегат 4 от автомобиля с передним приводом установлен вдоль продольной оси транспортного средства между осями 2 и 3. Коробка передач, имеющая дифференциал и главную передачу, соединяется посредством двух валов 7, снабженных шарнирами равных угловых скоростей, с раздаточными коробками 5. Раздаточные коробки 5, снабженные понижающей передачей и блокировкой дифференциала, сблокированы с одной стороны с редукторами 6 осей 2 и 3, а с другой стороны соединены валами 7 с редукторами 6 осей 1 и 22. Редукторы 6 с дифференциалами и главными передачами посредством валов 7 и 8 соединяются с колесами 9. Редукторы 6 неподвижно закреплены на раме (не показана), а раздаточные коробки 5 крепятся к раме через шаровые опоры (не показаны) для компенсации взаимных отклонений осей валов раздаточных коробок 5 и редукторов 6 в связи с их блокировкой, что позволяет избавиться от дополнительного вала с шарнирами равных угловых скоростей и получить компоновочные преимущества. Раздаточные коробки 5, редукторы 6 и валы 8 - от автомобиля ВАЗ «Лада 4x4», а силовой агрегат 4 и валы 7 - от автомобиля ВАЗ 1118.In FIG. 2 shows the transmission and steering of an off-road vehicle and improved handling with an 8 × 8 wheel arrangement. The axles are indicated: the first is 1, the second is 2, the third is 3 and the fourth is 22. The power unit 4 from the front-wheel drive vehicle is mounted along the longitudinal axis of the vehicle between axles 2 and 3. A gearbox having a differential and a main gear is connected by two shafts 7, equipped with hinges of equal angular speeds, with transfer boxes 5. Transfer cases 5, equipped with a reduction gear and differential lock, are locked on one side with gearboxes 6 of axles 2 and 3, and on the other hand are connected by shafts 7 to gearboxes 6 axles 1 and 22. Gearboxes 6 with differentials and final drives are connected to the wheels 9 through shafts 7 and 8. Gearboxes 6 are fixedly mounted on the frame (not shown), and transfer cases 5 are attached to the frame through ball bearings (not shown) to compensate mutual deviations of the axes of the shafts of the transfer case 5 and gearboxes 6 due to their blocking, which allows you to get rid of the additional shaft with hinges of equal angular velocities and get the layout advantages. Transfer boxes 5, gearboxes 6 and shafts 8 - from the VAZ Lada 4x4 car, and power unit 4 and shafts 7 - from the VAZ 1118 car.

Рулевое управление транспортного средства колесной формулы 8x8 имеет шесть управляемых колес, что позволяет получить уменьшенный радиус поворота. Управляемыми являются оси 1, 2 и 22, а центр радиуса поворота располагается на продолжении оси 3. На всех управляемых осях установлены рейки рулевые 10 с одинаковым ходом, при этом длина рычагов 11 и 12, 20 и 21, 13 и 19 определяет углы поворота соответствующих колес. Ведущей является рейка оси 1, а остальные рейки задают требуемое положение колес на соответствующих осях. Управление положением колес оси 2 осуществляется посредством тросов 17 через опорные ролики 15, концы которых соединены с соответствующими рычагами 20 и 21. Управление положением колес оси 22 осуществляется посредством тросов 16 через опорные ролики 15, концы которых соединены с соответствующими рычагами 14 и 18.The steering of a vehicle with an 8x8 wheel formula has six steered wheels, which allows for a reduced turning radius. The axles 1, 2 and 22 are controlled, and the center of the turning radius is located on the continuation of the axis 3. The steering racks 10 with the same stroke are installed on all controlled axes, the length of the levers 11 and 12, 20 and 21, 13 and 19 determines the rotation angles of the corresponding wheels. The leading is the rack of the axis 1, and the remaining rails set the desired position of the wheels on the respective axles. The position of the wheels of the axis 2 is controlled by cables 17 through the support rollers 15, the ends of which are connected to the corresponding levers 20 and 21. The position of the wheels of the axis 22 is controlled by the cables 16 through the support rollers 15, the ends of which are connected to the corresponding levers 14 and 18.

На базе транспортного средства колесной формулы 8×8 можно получить два варианта транспортного средства с формулой 6×6, а также транспортное средство с формулой 4×4.On the basis of a vehicle with an 8 × 8 wheel formula, two variants of a vehicle with a 6 × 6 formula can be obtained, as well as a vehicle with a 4 × 4 formula.

Если отсоединить ось 22 и заблокировать дифференциал в раздаточной коробке 5 оси 3, то получится транспортное средство колесной формулы 6×6 с задним расположением силового агрегата. Если отсоединить ось 1 и заблокировать дифференциал в раздаточной коробке 5 оси 2, то получится транспортное средство колесной формулы 6×6 с передним расположением силового агрегата. Если отсоединить оси 1 и 22, то получится транспортное средство колесной формулы 4×4.If you disconnect the axis 22 and block the differential in the transfer case 5 of the axis 3, you get a vehicle wheel formula 6 × 6 with the rear location of the power unit. If you disconnect the axis 1 and block the differential in the transfer case 5 of the axis 2, you get a vehicle with a 6 × 6 wheel arrangement with the front location of the power unit. If you disconnect the axles 1 and 22, you get a vehicle wheel formula 4 × 4.

В качестве примера на Фиг. 3 изображено транспортное средство колесной формулы 6×6 с двумя управляемыми осями и передним расположением силового агрегата, а на Фиг. 4 изображен простейший вариант транспортного средства колесной формулы 4×4 с одной управляемой осью без раздаточных коробок.As an example in FIG. 3 shows a vehicle of a 6 × 6 wheel arrangement with two steered axles and a front arrangement of the power unit, and FIG. 4 shows the simplest version of a 4x4 vehicle with one steered axle without transfer boxes.

Работает транспортное средство с колесной формулой 8×8 следующим образом. При движении по сухой поверхности блокировки находятся в свободном состоянии. Крутящий момент от силового агрегата 4 симметрично передается на переднюю пару осей 1 и 2 и на заднюю пару осей 3 и 22 соответственно посредством редукторов 5, которые также симметрично делят крутящий момент между осями 1 и 2 и между осями 3 и 22. Если необходимо движение транспортного средства на очень низких скоростях, то включается пониженная передача в раздаточных коробках 5. При движении по сыпучим грунтам, мокрым и покрытым льдом поверхностям можно заблокировать дифференциалы в раздаточных коробках 5. Для повышения проходимости можно снабдить блокировками редукторы 6. Распределение крутящего момента по осям составит 25% на каждой оси.Works vehicle with a wheel formula of 8 × 8 as follows. When moving on a dry surface, the locks are in a free state. The torque from the power unit 4 is symmetrically transmitted to the front pair of axles 1 and 2 and to the rear pair of axles 3 and 22, respectively, by gears 5, which also symmetrically divide the torque between axles 1 and 2 and between axles 3 and 22. If movement of the vehicle is necessary means at very low speeds, then the lower gear is turned on in the transfer boxes 5. When moving on loose soil, wet and ice-covered surfaces, the differentials in the transfer boxes can be blocked 5. To increase the cross-country ability, lock the gearboxes 6. The distribution of torque along the axles will be 25% on each axis.

Работает рулевое управление следующим образом. При повороте вправо рычаг 12 тянет тросы 16 и 17 правого борта и рычаги 21 и 14 через опорные ролики 15. Поворотные колеса правого борта начинают поворот, при этом воздействуя через рычаг 21 и рычаги 14 и 19 через рейки 10 на колеса левого борта, поворачивая их в сторону для движения вправо. При повороте влево рычаг 11 тянет тросы 16 и 17 левого борта и рычаги 20 и 18 через опорные ролики 15. Поворотные колеса левого борта начинают поворот, при этом воздействуя через рычаг 20 и рычаги 18 и 13 через рейки 10 на колеса правого борта, поворачивая их в сторону для движения влево. Рулевой механизм - от автомобиля ВАЗ 1111. Электромеханический усилитель рулевого управления (не показан) - от автомобиля ВАЗ 1118.The steering operates as follows. When turning to the right, the lever 12 pulls the starboard cables 16 and 17 and the levers 21 and 14 through the support rollers 15. The rotary wheels of the starboard begin to turn, while acting through the lever 21 and levers 14 and 19 through the rails 10 on the left side wheels, turning them to the side to move to the right. When turning to the left, lever 11 pulls the left side cables 16 and 17 and levers 20 and 18 through the support rollers 15. The left side swivel wheels begin to turn, while acting through the lever 20 and levers 18 and 13 through the rails 10 on the right side wheels, turning them to the side to move left. The steering gear is from a VAZ 1111 car. The electromechanical power steering (not shown) is from a VAZ 1118 car.

Изображенное на Фиг. 3 транспортное средство колесной формулы 6×6 с передним расположением силового агрегата имеет схему распределения крутящего момента по осям в соотношении 50%, 25% и 25%. Транспортное средство колесной формулы 6×6 с задним расположением силового агрегата (не показано) имеет схему распределения крутящего момента по осям в соотношении 25%, 25% и 50%. Соответствующим образом меняется схема управляемых осей и их рулевой привод. У транспортного средства колесной формулы 4×4 распределение крутящего момента по осям составляет 50% и 50% соответственно, при этом обе оси могут быть управляемыми.Depicted in FIG. 3, a 6 × 6 wheel arrangement vehicle with a front-mounted powertrain has an axial torque distribution of 50%, 25%, and 25%. A 6 × 6 wheel arrangement vehicle with a rear-mounted powertrain (not shown) has an axial torque distribution of 25%, 25%, and 50%. The scheme of the steered axles and their steering gear changes accordingly. In a 4 × 4 wheel formula vehicle, the distribution of axial torque is 50% and 50%, respectively, with both axles being controllable.

Необходимое водоизмещение для плавания по воде достигается за счет объема колес, погруженных в воду, и нижней части пространственной рамы, также находящейся в воде и заполненной на необходимую величину плавучим материалом, например, вспененным полиуретаном. Движение по воде осуществляется за счет вращения колес, а маневрирование - за счет их поворота.The necessary displacement for swimming on water is achieved due to the volume of the wheels immersed in water and the lower part of the spatial frame, also located in the water and filled to the required size with floating material, for example, foamed polyurethane. Water movement is carried out due to the rotation of the wheels, and maneuvering due to their rotation.

Claims

1. A vehicle with increased cross-country ability and improved controllability, consisting of an engine, gearbox, gearboxes, main gears, transfer gearboxes and steering, characterized in that the power unit is from a front-wheel drive vehicle, including an engine, gearbox, differential, final drive with drive shafts on both sides of the gearbox are deployed and mounted longitudinally relative to the axis of the vehicle, and the number of steering racks corresponds to the number of steered axles Tranfer means, wherein one of the steering rods is the control with respect to the other by means of rails and ropes, the support rollers, the steering levers and rods themselves turning steerable wheels.

2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the output shaft of the transfer gearbox is interlocked with the input shaft of the gearbox using a centering sleeve and bolts, while the gearbox is fixedly mounted on the vehicle frame, and the transfer gearbox is attached to the vehicle frame through ball bearings.