RU213038U1 - All-wheel drive flex-drive all-terrain vehicle - Google Patents
All-wheel drive flex-drive all-terrain vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU213038U1 RU213038U1 RU2022101502U RU2022101502U RU213038U1 RU 213038 U1 RU213038 U1 RU 213038U1 RU 2022101502 U RU2022101502 U RU 2022101502U RU 2022101502 U RU2022101502 U RU 2022101502U RU 213038 U1 RU213038 U1 RU 213038U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- wheels
- flexible shaft
- vehicle
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к колесным транспортным средствам (ТС), к приводу в движение колес их ходовой части. В конструкции ТС - мотовездехода - для полного привода обоих колес используется гибкий вал, соединяющий колеса так, чтобы, в месте соединения каждого торца гибкого вала с колесом, вал проходил по оси колеса, с точками соединения торца с колесом, расположенными либо на оси колеса, либо на боковой стороне колеса, на окружности, концентрической относительно оси. Гибкий вал соединяет колеса с таких сторон, которые обеспечивают возможность вращения этих колес в одну сторону: вперед или назад. При этом гибкий вал имеет возможность продольного перемещения вдоль S-образной образующей обоймы-гильзы, внутри которой он расположен, гильза жестко прикреплена своей средней частью к неподвижным элементам шасси посередине и на одном уровне с осями указанных колес. Также из двух колес, соединенных гибким валом, могут быть ведущими одно или оба колеса, а гибкий вал является элементом, согласующим их вращение. Указанный полноприводный гибкий привод обеспечивает возможность управления поворотом обеих осей указанных колес мотовездехода. При этом его узел управления поворотом выполнен по отрицательной схеме полного поворота и может содержать элементы: кулисно-рычажные, механической передачи, гидравлической или пневматической передачи, электрические или электронные компоненты или их возможную комбинацию. В мотовездеходе одно или оба колеса могут быть выполнены в виде мотор-колеса с побудителем тяги: электрическим, на ДВС, газовым, пневматическим, гидравлическим или комбинированным из указанных.The utility model relates to wheeled vehicles (TC), to the drive of the wheels of their running gear. In the design of the vehicle - an all-terrain vehicle - for all-wheel drive of both wheels, a flexible shaft is used that connects the wheels so that, at the junction of each end of the flexible shaft with the wheel, the shaft passes along the wheel axis, with the points of connection of the end face with the wheel, located either on the wheel axis, or on the side of the wheel, on a circle concentric with respect to the axis. A flexible shaft connects the wheels from such sides, which provide the possibility of rotation of these wheels in one direction: forward or backward. At the same time, the flexible shaft has the possibility of longitudinal movement along the S-shaped generatrix of the sleeve-sleeve, inside which it is located, the sleeve is rigidly attached with its middle part to the fixed elements of the chassis in the middle and at the same level with the axes of these wheels. Also, of the two wheels connected by a flexible shaft, one or both wheels can be driving, and the flexible shaft is an element that coordinates their rotation. The specified all-wheel drive flexible drive provides the ability to control the rotation of both axles of the specified wheels of the ATV. At the same time, its steering control unit is made according to a negative scheme of full rotation and may contain elements: rocker-lever, mechanical transmission, hydraulic or pneumatic transmission, electrical or electronic components, or their possible combination. In an all-terrain vehicle, one or both wheels can be made in the form of a motor-wheel with a traction booster: electric, ICE, gas, pneumatic, hydraulic, or a combination of the above.
Благодаря использованию сравнительно простой, удобной и недорогой конструкции значительно снижаются затраты на изготовление мотовездехода, его эксплуатацию и ремонт, расширяются технические возможности ТС (движение по дорогам и по бездорожью, вариативность модификаций). Thanks to the use of a relatively simple, convenient and inexpensive design, the costs of manufacturing an all-terrain vehicle, its operation and repair are significantly reduced, the technical capabilities of the vehicle are expanding (traffic on and off-road, variability of modifications).
Description
Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к приводу колес ходовой части транспортного средства (ТС) в движение.The utility model relates to transport technology, namely to the drive of the wheels of the running gear of the vehicle (VH) in motion.
Согласно словарю (/электронный ресурс/According to the dictionary (/electronic resource/
https://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/10340/%D0%A5%D0%9E%D0%94%D0%9E%D0%92%D0%90%D0%AF): Ходовая часть - это совокупность элементов шасси, образующих тележку транспортной машины. Например, в X. ч. автомобиля входят: рама, мосты, подвеска и колеса (с узлом и элементами управления их поворотом).https://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/10340/%D0%A5%D0%9E%D0%94%D0%9E%D0%92%D0%90%D0%AF): Chassis is a set of chassis elements that form the bogie of a transport vehicle. For example, X. of a car includes: a frame, axles, suspension and wheels (with a node and controls for their rotation).
Согласно классификации ТСAccording to vehicle classification
(http://оттс.pyc/otts_kareqorii_transportnih_sredstv.html Классификация ТС по категориям), предлагаемый мотовездеход можно отнести к мотоциклам или к специализированным ТС. Это двухколесное одноколейное ТС.(http://otts.pyc/otts_kareqorii_transportnih_sredstv.html Classification of vehicles by category), the proposed all-terrain vehicle can be attributed to motorcycles or specialized vehicles. This is a two-wheeled single-track vehicle.
В соответствии с терминологией (https://www.autocitroen.ru/company/news/tipy-privodov-avtomobiley/Основные типы приводов автомобиля), под приводом ТС (в статье: автомобиля) подразумевается способ передачи сил вращения на колеса ТС (вид силовой связи колес с двигателем или с ведущим валом ТС). При этом все машины подразделяются на 3 типа: заднеприводные, переднеприводные и с полным приводом.In accordance with the terminology (https://www.autocitroen.ru/company/news/tipy-privodov-avtomobiley/Basic types of car drives), the drive of a vehicle (in the article: a car) means a method of transferring rotational forces to the wheels of a vehicle (type power connection of the wheels with the engine or with the drive shaft of the vehicle). At the same time, all cars are divided into 3 types: rear-wheel drive, front-wheel drive and all-wheel drive.
При этом надо учесть, что в общем случае передние и/или задние колеса ТС участвуют в управлении поворотом ТС при его движении. Поэтому в обычно схемы привода ТС в движение увязываются со схемами управления поворотом ТС.In this case, it should be taken into account that, in the general case, the front and / or rear wheels of the vehicle are involved in controlling the rotation of the vehicle during its movement. Therefore, usually the schemes for driving the vehicle in motion are linked to the schemes for controlling the rotation of the vehicle.
Поэтому рассмотрим здесь, так называемые, полноуправляемые ТС.Therefore, we consider here the so-called fully controlled vehicles.
Примером исследования полноуправляемого ТС является статья: Маркина А.А., Чепкасов С.Н., & Бережная М.А. (2019). Исследование кинематики полноуправляемого автомобиля. Вестн. СибАДИ, 16(5 (69)), 580-591. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-5-580-591.An example of a study of a fully controlled vehicle is the article: Markina A.A., Chepkasov S.N., & Berezhnaya M.A. (2019). Study of the kinematics of a fully controlled car. Vestn. SibADI, 16(5 (69)), 580-591. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-5-580-591.
В исследовании различаются два типа полноуправляемых - полноповоротных схем: с положительным или с отрицательным управлением поворотом ТС.The study distinguishes between two types of fully controlled - full-turn schemes: with positive or negative control of the turn of the vehicle.
При положительной схеме поворота и передние, и задние колеса ТС при управлении поворачиваются в одну сторону - вправо или влево, фактически получается управляемый занос ТС вправо или влево.With a positive turning pattern, both the front and rear wheels of the vehicle turn in one direction during control - to the right or left, in fact, a controlled skid of the vehicle to the right or left is obtained.
При отрицательной полноповоротной схеме управления передние колеса поворачиваются в одну сторону, а задние в противоположную, при этом ТС поворачивает в сторону поворота передних колес. При этом практически вдвое уменьшается радиус поворота и повышается маневренность ТС.With a negative full-turn steering scheme, the front wheels turn in one direction, and the rear wheels in the opposite direction, while the vehicle turns in the direction of rotation of the front wheels. At the same time, the turning radius is almost halved and the maneuverability of the vehicle is increased.
Ряд современных ТС используют мотор-колеса:A number of modern vehicles use motor-wheels:
а. https://engineering-ru.livejournal.com/323209.html Мотор-колесо с ДВС,a. https://engineering-ru.livejournal.com/323209.html Motor wheel with internal combustion engine,
б. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Мотор-колесо. Википедия. Мотор-колесо.b. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Motor wheel. Wikipedia. Motor wheel.
/Аналог - А1/ Известен мотоцикл (2-колесный, одноколейный) с полным приводом и рулевым управлением на оба колеса (полным управлением):/Analogue - A1/ A motorcycle (2-wheeled, single-track) with all-wheel drive and steering on both wheels (full control) is known:
https://zen.yandex.ru/media/id/5e6e91af5f50cb6af854daa1/drysdale-dryvtech-2x2x2-gidravlicheskoe-chudo-s-polnym-privodom-i-rulevym-upravleniem-na-oba-kolesa-5ebeb06372423a6de38c3a9ehttps://zen.yandex.ru/media/id/5e6e91af5f50cb6af854daa1/drysdale-dryvtech-2x2x2-gidravlicheskoe-chudo-s-polnym-privodom-i-rulevym-upravleniem-na-oba-kolesa-5ebeb06372423a6de38c3a9e
В мотоцикле приводом обоих колес в движение является гидравлический насос высокого давления (310 бар), который воздействует на два гидравлических мотора в ступицах колес. При этом каждое колесо закреплено на своей несущей стойке консольно, стойки с колесами развернуты антисимметрично одна к другой. С учетом высокого давления все магистрали - стальные трубы. Дисковые тормоза отсутствуют, но гидравлический мотор действует как регенеративная тормозная система. При помощи редукционных клапанов крутящий момент может регулироваться для каждого колеса параллельно. Кроме того, с помощью гидравлического насоса осуществляется управление двумя рулевыми плунжерами колес.On a motorcycle, both wheels are driven by a high-pressure hydraulic pump (310 bar) that drives two hydraulic motors in the wheel hubs. In this case, each wheel is fixed on its carrier rack cantilever, the racks with wheels are deployed antisymmetrically to one another. Given the high pressure, all lines are steel pipes. There are no disc brakes, but the hydraulic motor acts as a regenerative braking system. By means of pressure reducing valves, the torque can be adjusted for each wheel in parallel. In addition, with the help of a hydraulic pump, two steering wheel plungers are controlled.
Недостатки: сложность в настройке и эксплуатации гидравлической системы, использующей масло. Из-за высокой точности изготовления узлов и деталей: крыльчаток клапанов, наличия множества звеньев силовой передачи, зависимость от состава масла - значительно повышены ее стоимость, требования к высокой надежности системы передачи усилия на колеса (использование прочных стальных труб). При нарушении системы и поступлении масла под колеса возможно проскальзывание колес, аварийная ситуация, пожарная опасность. Для ремонта системы требуются высококвалифицированные специалисты. /А2/ Известен полноприводной мотоцикл Урал (https://ok.ru/usamodelki/topic/68557132551636). Мотоцикл имеет две схемы опорных колес: обычная (2-колесная одноколейная) схема и схема с коляской (3-колесная двухколейная схема). Привод на заднее (ведущее) колесо мотоцикла известный - механический с редуктором. Колесо мотоколяски - свободное, без привода. В соответствии с фотографией из источника, силовой привод на переднее колесо мотоцикла осуществляется от заднего колеса с помощью карданного вала, колена которого соединены карданным соединением с помощью шарниров (4 шарнира Гука), а также зубчатого зацепления концов этого вала с валами/осями колес. Управление поворотом мотоцикла осуществляется путем поворота оси одного переднего колеса, при этом указанный кардан-вал изгибается («переламывается» в шарнирах) в соответствии с направлением поворота руля, при этом заднее ведущее колесо сидит на неповоротном валу.Disadvantages: Difficulty in setting up and operating a hydraulic system that uses oil. Due to the high accuracy of manufacturing components and parts: valve impellers, the presence of many power transmission links, dependence on the composition of the oil, its cost has been significantly increased, the requirements for high reliability of the power transmission system to the wheels (use of strong steel pipes). If the system is disturbed and oil enters under the wheels, wheel slippage, an emergency, a fire hazard are possible. Highly qualified specialists are required to repair the system. /A2/ A four-wheel drive motorcycle Ural is known (https://ok.ru/usamodelki/topic/68557132551636). The motorcycle has two road wheel schemes: a conventional (2-wheel single track) scheme and a sidecar scheme (3-wheel two-track scheme). The drive to the rear (driving) wheel of a motorcycle is known - mechanical with a gearbox. The wheel of a motorized carriage is free, without a drive. In accordance with the photo from the source, the power drive to the front wheel of the motorcycle is carried out from the rear wheel using a cardan shaft, the knees of which are connected by a cardan connection using hinges (4 Hooke's hinges), as well as the gearing of the ends of this shaft with the shafts / axles of the wheels. The steering of the motorcycle is controlled by turning the axis of one front wheel, while the specified cardan shaft bends ("breaks" in the hinges) in accordance with the direction of rotation of the steering wheel, while the rear drive wheel sits on a non-rotating shaft.
Недостатками мотоцикла являются высокие потери мощности при передаче усилия через кардан-вал и зубчатые шестерни связи с колесами. Причем при повороте руля от кардан-вала требуется обеспечить дополнительную его длину, а при его повороте в обратную сторону требуется уменьшение длины кардан-вала, это вносит дополнительные ограничения в использование аналога. Все указанные конструктивные особенности требуют высокую дополнительную мощность двигателя. Особенно такие потери проявляются при значительных углах поворота колен кардан-вала - например, при повороте оси одного колена относительно другого на угол более 15-20°, значительно повышается концентрация напряжений в шарнирах. Соответственно возрастает вероятность их поломки. Снижается нормативный срок эксплуатации кардан-вала, возрастают расходы на ремонт. При этом снижается надежность системы. При снятии колен кардан-вала для ремонта или при замене требуется специальное оборудование.The disadvantages of the motorcycle are high power losses during the transmission of force through the cardan shaft and the gears of the connection with the wheels. Moreover, when turning the steering wheel from the cardan shaft, it is required to provide its additional length, and when it is turned in the opposite direction, a reduction in the length of the cardan shaft is required, this introduces additional restrictions on the use of the analogue. All of these design features require high additional engine power. Such losses are especially manifested at significant angles of rotation of the cardan shaft knees - for example, when the axis of one knee relative to the other is rotated by an angle of more than 15-20 °, the stress concentration in the hinges increases significantly. Accordingly, the likelihood of their breakdown increases. The standard service life of the cardan shaft is reduced, and repair costs are increasing. This reduces the reliability of the system. Special equipment is required when removing propshaft elbows for repair or replacement.
/П/ В качестве прототипа полезной модели предложен Велосипед - MOMBAT/Bikes (http://mombatbicycles.com/MOMBAT/Bikes/1991_Leqacy2×2.html Велосипеды - MOMBAT/Bikes - 1991)./П/ Bicycle - MOMBAT/Bikes (http://mombatbicycles.com/MOMBAT/Bikes/1991_Leqacy2×2.html Bicycles - MOMBAT/Bikes - 1991) is proposed as a prototype of the utility model.
В данном велосипеде с обычным цепным приводом на заднее колесо и с управлением поворота при повороте рулем передней вилки велосипеда, дополнительно от заднего (ведущего) колеса установлен силовой привод на переднее колесо. Указанный привод представляет собой гибкий трос с осевым вращением (гибкий вал), на обоих торцах которого, на оси его вращения, жестко закреплены конические зубчатые шестерни, зацепляющиеся с ответными шестернями соответствующих колес, при этом указанные шестерни выполнены в виде больших открытых нейлоновых конических шестерен.In this bicycle with a conventional chain drive to the rear wheel and with steering control when turning the steering wheel of the front fork of the bicycle, in addition to the rear (driving) wheel, a power drive is installed on the front wheel. The specified drive is a flexible cable with axial rotation (flexible shaft), on both ends of which, on the axis of its rotation, bevel gears are rigidly fixed, meshing with the response gears of the corresponding wheels, while these gears are made in the form of large open nylon bevel gears.
Передняя вилка имеет ширину 135 мм, такую же, как традиционная ширина для заднего колеса, так чтобы это колесо было конструктивно обеспечено прикреплением (зацеплением шестерен) к приводу в движение от заднего колеса. Такая конструкция привода в виде гибкого троса, который имеет возможность вращаться в неподвижной оболочке, обеспечивает решение проблемы взаимного «запаздывания» колес велосипеда при повороте. При неисправностях или при загрязнении система дополнительного привода демонтируется на месте.The front fork is 135mm wide, the same as the traditional rear wheel width, so that the wheel is designed to be attached (geared) to drive from the rear wheel. This design of the drive in the form of a flexible cable, which has the ability to rotate in a fixed shell, provides a solution to the problem of mutual "lag" of the bicycle wheels when turning. In the event of malfunctions or contamination, the auxiliary drive system is dismantled on site.
К недостаткам прототипа относятся значительные потери мощности в приводе при передаче усилия через две пары шестерен, усложнение и удорожание конструкции за счет изготовления указанных нейлоновых шестерен, быстрый их износ. Также потери вносит точечное закрепление полумягкой гибкой обоймы-оболочки на раме велосипеда (из-за концентрации напряжений между гибким валом и точками закрепления оболочки). Ввиду конструктивно открытого зацепления указанных шестерен, возможно их загрязнение, увеличение потерь передачи усилия или поломка системы данной передачи. Конструкция гибкого привода, с фиксированным продольным закреплением гибкого вала в обойме, не может обеспечить поворот заднего колеса велосипеда по полноуправляемой схеме поворота, по сравнению с заявляемой полезной моделью.The disadvantages of the prototype include significant power loss in the drive when the force is transmitted through two pairs of gears, the complexity and cost of the design due to the manufacture of these nylon gears, their rapid wear. Also, losses are introduced by the point fastening of the semi-soft flexible clip-shell on the bicycle frame (due to the concentration of stresses between the flexible shaft and the fastening points of the shell). Due to the structurally open meshing of these gears, their contamination, an increase in power transmission losses or a breakdown of the transmission system is possible. The design of the flexible drive, with a fixed longitudinal fixation of the flexible shaft in the holder, cannot ensure the rotation of the rear wheel of the bicycle according to the fully controlled rotation scheme, in comparison with the claimed utility model.
Гибкий вал широко используется в технике для передачи вращения (https://pro-techinfo.ru/konstruktsii-detalej-mashin-onlajn/detali-peredach/valy-i-osi-2/gibkie-valy-silovyh-peredach/Гибкие валы силовых передач; а также: ГОСТ 13225-80. Гибкие валы силовых передач).A flexible shaft is widely used in technology for transmitting rotation power transmissions, as well as: GOST 13225-80 Flexible power transmission shafts).
Задачей представленной полезной модели является создание нового ТС - двухколесного одноколейного полноприводного полноповоротного мотовездехода с гибким приводом, использующим гибкий вал для силовой передачи движения между соединяемыми колесами.The objective of the presented utility model is to create a new vehicle - a two-wheeled single-track all-wheel drive all-terrain vehicle with a flexible drive using a flexible shaft for power transmission of movement between the connected wheels.
Достигается следующий технический результат.Achieved the following technical result.
Гибкий привод по полезной модели характеризуется соединением торцов гибкого вала к двум колесам указанной ходовой части так, чтобы ось вращения каждого торца гибкого вала совпадала с осью вращения соответствующего колеса, при этом необходимо, чтобы указанный торец гибкого вала был жестко соединен с указанным колесом либо в проекции оси вращения колеса, в том числе на валу этого колеса (торец в торец), либо проволочными нитями развитого торца указанного вала к боковой стороне колеса в точках окружности, концентрической относительно оси вращения, причем эти точки и нити проволоки торца расположены симметрично относительно оси вращения указанного колеса. Это позволяет осуществить полный привод колес с наименьшими потерями передаваемого момента силы и затратами, по сравнению с аналогами (сравнить с приводом через шестерни, карданные валы и/или через гидропривод), с использованием единственной детали прямого соединения колес через гибкий вал.The flexible drive according to the utility model is characterized by the connection of the ends of the flexible shaft to two wheels of the specified chassis so that the axis of rotation of each end of the flexible shaft coincides with the axis of rotation of the corresponding wheel, while it is necessary that the specified end of the flexible shaft is rigidly connected to the specified wheel or in projection axis of rotation of the wheel, including on the shaft of this wheel (end to end), or wire threads of the developed end of the specified shaft to the side of the wheel at points of a circle concentric with respect to the axis of rotation, and these points and wire threads of the end are located symmetrically relative to the axis of rotation of the specified wheels. This makes it possible to carry out a full drive of the wheels with the least loss of the transmitted moment of force and costs, in comparison with analogues (compare with the drive through gears, cardan shafts and / or through a hydraulic drive), using the only part of the direct connection of the wheels through a flexible shaft.
При этом у колес с дорогой вместо одной появляются две точки приложения силы тяги двигателя: через переднее и через заднее колеса.At the same time, instead of one, the wheels with the road have two points of application of the engine traction force: through the front and through the rear wheels.
При этом указанный гибкий привод может быть установлен между двумя ведущими колесами, каждое из которых имеет собственный привод (например, в виде мотор-колеса).When this specified flexible drive can be installed between the two drive wheels, each of which has its own drive (for example, in the form of a motor-wheel).
Преимущество гибкого вала проявляется также в том, что он имеет две степени свободы (вращения и продольного перемещения внутри S-образной гильзы-обоймы). Известные схемы гибкого вала имеют закрепление его в обойме (по меньшей мере в двух фиксированных точках) с ограничениями, препятствующими указанному продольному смещению вала, что добавляет потери крутящего момента, также в известных схемах отсутствует возможность управления поворотом осей колес, связанных через гибкий вал.The advantage of the flexible shaft is also manifested in the fact that it has two degrees of freedom (rotation and longitudinal movement inside the S-shaped sleeve-cage). The known schemes of the flexible shaft have its fastening in the holder (at least in two fixed points) with restrictions that prevent the specified longitudinal displacement of the shaft, which adds to the loss of torque, also in the known schemes there is no possibility of controlling the rotation of the axles of the wheels connected through the flexible shaft.
При использовании указанного гибкого привода (в том числе, на оба ведущих колеса) значительно снижается эффект проскальзывания переднего или заднего колеса на бездорожье по грязи, так как приводной гибкий вал выравнивает нагрузку на передние и задние колеса и мягко синхронизирует их вращение.When using the specified flexible drive (including both drive wheels), the effect of front or rear wheel slippage on off-road mud is significantly reduced, since the drive flexible shaft equalizes the load on the front and rear wheels and gently synchronizes their rotation.
Использование указанного гибкого привода способствует полноуправляемому режиму работы системы управления поворотом ТС, так как при повороте оси первого колеса, смещение гибкого вала вдоль S-образной трубчатой гильзы способствует повороту второго колеса 2 относительно первого по отрицательной схеме управления поворотом. /Разъяснение термина «отрицательная схема поворота ТС…» представлено выше на стр. 3 (статья: Маркина А.А. и др., 2019. Исследование кинематики полноуправляемого автомобиля…)./ Это позволяет узлу управления поворотом работать по отрицательной схеме полного поворота с меньшей нагрузкой, обеспечивая поворот переднего и заднего колес в разные стороны на малые требуемые углы. Это повышает чувствительность системы управления поворотом ТС, снижает износ покрышек колес, практически вдвое повышает маневренность ТС. Поворот обоих колес в полноповоротной схеме обеспечивает улучшение сцепления колес ТС с дорогой, особенно, на наклонных участках дороги.The use of the specified flexible drive contributes to the fully controlled mode of operation of the vehicle steering control system, since when the axis of the first wheel is rotated, the displacement of the flexible shaft along the S-shaped tubular sleeve contributes to the rotation of the
Простую схему гибкого привода по полезной модели можно также использовать в ТС разного вида: в СИМ (см. Средства индивидуальной мобильности:A simple flexible drive scheme according to the utility model can also be used in vehicles of various types: in SIM (see Means of individual mobility:
https://zakon.ru/blog/2020/4/21/sredstva_individualnoj_mobilnosti_i_drugie_izmeneniya_v_pdd), велосипедах, веломобилях с мускульной тягой (в том числе, электрифицированных), в мототехнике различных категорий (в том числе, в мотоциклах) с двигателями ДВС, газовыми, электрическими, в том числе, повышенной проходимости. Технический эффект особенно проявляется, если в качестве источника тяги используются мотор-колеса.https://zakon.ru/blog/2020/4/21/sredstva_individualnoj_mobilnosti_i_drugie_izmeneniya_v_pdd), bicycles, velomobiles with muscle traction (including electrified ones), in motor vehicles of various categories (including motorcycles) with internal combustion engines, gas , electric, including cross-country. The technical effect is especially pronounced if motor-wheels are used as a traction source.
В итоге, благодаря использованию полезной модели с гибким приводом колес ходовой части ТС, значительно снижаются затраты на изготовление мотовездехода, его эксплуатацию и ремонт, расширяются технические возможности ТС (движение по дорогам и по бездорожью, вариативность модификаций ТС).As a result, thanks to the use of a utility model with a flexible drive of the wheels of the chassis of the vehicle, the costs for the manufacture of an all-terrain vehicle, its operation and repair are significantly reduced, the technical capabilities of the vehicle are expanded (traffic on and off-road, variability of vehicle modifications).
Указанный технический результат достигается в полноприводном транспортном средстве - ТС, содержащемThe specified technical result is achieved in an all-wheel drive vehicle - a vehicle containing
- ходовую часть, имеющую два колеса, расположенные последовательно по одноколейной схеме, узел управления поворотом ТС и гибкий привод с гибким валом, передающим усилие вращения от одного колеса к другому, причем гибкий вал находится в закрепленной обойме с возможностью вращения, гибкий вал обычно является тросовым изделием, в соответствии с ГОСТ 13225-80 (Гибкие валы силовых передач),- a chassis with two wheels arranged in series in a single-track scheme, a vehicle steering control unit and a flexible drive with a flexible shaft that transmits the rotational force from one wheel to another, and the flexible shaft is in a fixed cage with the possibility of rotation, the flexible shaft is usually a cable product, in accordance with GOST 13225-80 (Flexible power transmission shafts),
указанное ТС отличается от известных тем, чтоthe specified vehicle differs from the known ones in that
является мотовездеходом и содержит двигатель,is an all-terrain vehicle and contains an engine,
а в гибком приводе мотовездехода торцы гибкого вала жестко соединены с колесами указанной ходовой части так, чтобы ось вращения каждого торца гибкого вала совпадала с осью вращения соответствующего колеса,and in the flexible drive of the all-terrain vehicle, the ends of the flexible shaft are rigidly connected to the wheels of the specified undercarriage so that the axis of rotation of each end of the flexible shaft coincides with the axis of rotation of the corresponding wheel,
при этом указанный торец гибкого вала соединен по оси вращения колеса с самим колесом, с валом этого колеса - торец в торец, или проволочными нитями развитого или расплетенного торца гибкого вала к боковой стороне колеса, например, к ступице, диску или ободу, в центрально-симметричных точках окружности, концентрической относительно оси вращения колеса.at the same time, the specified end of the flexible shaft is connected along the axis of rotation of the wheel with the wheel itself, with the shaft of this wheel - end to end, or by wire threads of the developed or untwisted end of the flexible shaft to the side of the wheel, for example, to the hub, disk or rim, in the central symmetrical points of a circle concentric with respect to the axis of rotation of the wheel.
/Здесь и далее: схема соединения торца гибкого вала к колесу определяется конструкцией колеса, техническими требованиями заказчика и, по сути, не влияет на работу гибкого привода при передаче крутящего момента от одного колеса к другому.//Here and below: the scheme of connecting the end of the flexible shaft to the wheel is determined by the design of the wheel, the technical requirements of the customer and, in fact, does not affect the operation of the flexible drive when transmitting torque from one wheel to another./
При этом указанные торцы или нити торца гибкого вала скреплены с указанными колесами с тех сторон, которые обеспечивают возможность вращения колес в одну сторону: вперед или назад,At the same time, the specified ends or threads of the end of the flexible shaft are fastened to the specified wheels from those sides that provide the ability to rotate the wheels in one direction: forward or backward,
причем обойма, внутри которой находится гибкий вал, имеет вид S-образной трубчатой гильзы, которая жестко прикреплена, своей средней частью к неподвижным элементам шасси посередине между осями и на одном уровне с осями указанных колес,moreover, the cage, inside which the flexible shaft is located, has the form of an S-shaped tubular sleeve, which is rigidly attached, with its middle part, to the fixed elements of the chassis in the middle between the axles and at the same level with the axes of these wheels,
при этом гибкий вал имеет возможность продольного перемещения вдоль, S-образной образующей указанной гильзы,while the flexible shaft has the ability to move longitudinally along the S-shaped generatrix of the specified sleeve,
при этом из двух колес, соединенных гибким валом, могут быть ведущими одно или оба колеса,at the same time, of the two wheels connected by a flexible shaft, one or both wheels can be driving,
таким образом, гибкий привод является полноприводным, что обеспечивает возможность управления поворотом обеих осей указанных колес мотовездехода,thus, the flexible drive is all-wheel drive, which makes it possible to control the rotation of both axles of the indicated wheels of the ATV,
при этом собственно узел управления поворотом мотовездехода выполнен по отрицательной схеме полного поворота, содержащей элементы: кулисно-рычажные, механической передачи, гидравлической или пневматической передачи, электрические или электронные компоненты или их возможную комбинацию, в соответствии с расчетами и требованиями Технического задания на мотовездеход.at the same time, the motorized all-terrain vehicle turning control unit itself is made according to a negative full-turn scheme, containing elements: rocker-lever, mechanical transmission, hydraulic or pneumatic transmission, electrical or electronic components, or their possible combination, in accordance with the calculations and requirements of the Terms of Reference for the all-terrain vehicle.
В частности, в указанном приводе торец или нити торца гибкого вала скреплены с колесом непосредственно или через переходную, соединительную или обжимную муфту.In particular, in the specified drive, the end or threads of the end of the flexible shaft are fastened to the wheel directly or through an adapter, coupling or compression sleeve.
В частности, в указанном приводе одно или оба колеса, соединенные гибким валом, являются мотор-колесами с побудителем тяги: электрическим, на ДВС, газовым, пневматическим, гидравлическим, или комбинированным из указанных.In particular, in the specified drive, one or both wheels connected by a flexible shaft are motor-wheels with a traction booster: electric, ICE, gas, pneumatic, hydraulic, or a combination of the above.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими примерами.The proposed utility model is illustrated by the following examples.
Далее в примерах равноправно (для удобства чтения) используются эквивалентные понятия «мотовездеход» и «транспортное средство», сокращенно - ТС.Further, in the examples, equally (for ease of reading), the equivalent concepts of “all-terrain vehicle” and “vehicle”, abbreviated as TS, are used.
На фиг. 1 (а-в) схематически показано размещение гибкого привода и положение колес ходовой части 1-колейного 2-колесного (полноприводного, полноповоротного) ТС, установленных для направления его движения налево, прямо и направо.In FIG. 1 (a-c) schematically shows the location of the flexible drive and the position of the wheels of the undercarriage of a 1-track 2-wheel (all-wheel drive, full-turn) vehicle, installed for the direction of its movement to the left, straight and right.
На фиг. 2 (а, б) показаны варианты присоединения торца указанного гибкого вала к колесу ходовой части ТС: - а) с помощью проволочных нитей развитого (расплетенного) указанного торца гибкого вала, - б) непосредственного прикрепления торца гибкого вала к торцу вала колеса.In FIG. 2 (a, b) shows options for attaching the end of the specified flexible shaft to the wheel of the running gear of the vehicle: - a) using wire threads of the developed (untwisted) specified end of the flexible shaft, - b) direct attachment of the end of the flexible shaft to the end of the wheel shaft.
Здесь приведены обозначения элементов ТС-мотовездехода, существенных для представления данной полезной модели:Here are the designations of the elements of the TS-all-terrain vehicle that are essential for the presentation of this utility model:
1 - условная граница ходовой части ТС (показана пунктиром),1 - conditional boundary of the running gear of the vehicle (shown by a dotted line),
2 - колесо ходовой части в гибком приводе,2 - running gear wheel in a flexible drive,
2.1 - колесо в приводе в виде мотор-колеса,2.1 - wheel in the drive in the form of a motor-wheel,
3 - гибкий тросовый вал, передающий вращение от одного колеса 2 или 2.1 к другому,3 - flexible cable shaft that transmits rotation from one
3.1 - проволочные нити развитого (расплетенного) торца гибкого вала 3,3.1 - wire threads of the developed (untwisted) end of the
3.2 - обжимная муфта в месте перехода от гибкого вала 3 к колесу 2,3.2 - compression sleeve at the transition point from
4 - трубчатая S-образная гильза (обойма), внутри которой размещен гибкий вал 3, с возможностью вращения и продольного сдвига вдоль гильзы,4 - tubular S-shaped sleeve (cage), inside which is placed a
5 - узел управления поворотом ТС и его элементы, для согласованного поворота осей колес (на схемах элементы узла поворота условно показаны, как кулисно-рычажные, хотя могут быть другой конструкции: в соответствии с расчетами и требованиями Технического задания).5 - vehicle steering control unit and its elements for coordinated rotation of the wheel axles (in the diagrams, the elements of the steering unit are conditionally shown as rocker-lever, although they may be of a different design: in accordance with the calculations and requirements of the Terms of Reference).
В примере, фиг. 1, показана ходовая часть 1 одноколейного ТС с двумя последовательно расположенными колесами 2, таким и является мотовездеход, показанный на фиг. 3.In the example, FIG. 1 shows the undercarriage 1 of a single-track vehicle with two
На фиг. 1 показаны три изображения ходовой части 1 мотовездехода при разном положении колес 2 (а - поворот налево, б - ехать прямо, в - поворот направо). В схеме условно принято передним верхнее колесо 2. При этом узел 5 управления поворотом мотовездехода собран по отрицательной схеме полного поворота колес 2 и может содержать элементы механической передачи, в данном примере, кулисно-рычажные, или в других случаях, элементы гидравлической, пневматической передачи, с электрическими или электронными компонентами или их комбинацию - по техническим требованиям заказчика и расчетам.In FIG. 1 shows three images of the chassis 1 of the ATV with different positions of the wheels 2 (a - turn left, b - go straight, c - turn right). In the scheme, the front
Также ходовая часть 1 содержит гибкий привод в виде гибкого тросового вала 3, в соответствии с ГОСТ 13225-80 (Гибкие валы силовых передач), передающего вращение от одного колеса 2 к другому.Also, the chassis 1 contains a flexible drive in the form of a
В указанном гибком приводе торцы гибкого вала 3 жестко соединены с двумя колесами 2 указанной ходовой части так, чтобы ось вращения каждого торца гибкого вала 3 совпадала с осью вращения соответствующего колеса 2, при этом указанный торец гибкого вала 3 соединен по оси вращения колеса 2, с валом этого колеса - торец в торец (см. фиг. 2б), хотя может быть присоединен к самому колесу в проекции оси вращения или в варианте, показанном на фиг. 2а, проволочными нитями 3.1 развитого или расплетенного торца гибкого вала 3 к боковой стороне колеса 2, в шести центрально-симметричных точках окружности, концентрической относительно оси его вращения. Например, соединение может быть к ступице, диску или ободу колеса 2. Схема соединения торца гибкого вала 3 к колесу 2 (или 2.1) определяется конструкцией этой части колеса, техническими требованиями заказчика и, по сути, не влияет на работу гибкого привода при передаче крутящего момента от одного колеса 2 к другому.In the specified flexible drive, the ends of the
При этом из соединяемых гибким валом 3 колес ведущим является переднее колесо 2, хотя могут быть ведущими как заднее, так и оба колеса. Побудителем тяги в данном примере является внешний двигатель, закрепленный на односторонней (антисимметричной) стойке, хотя он может быть совмещенным с колесом 2, например, в виде мотор-колеса 2.1. При этом побудителем тяги колеса/колес 2 или 2.1 может быть: электрический двигатель, ДВС, газовый, пневматический, гидравлический или комбинированный из указанных.In this case, of the wheels connected by the
При этом гибкий вал 3 размещен внутри S-образной трубчатой (обоймы) гильзы 4 с двумя степенями свободы движения: с возможностью вращения в гильзе и продольного сдвига вдоль гильзы 4. При этом обеспечиваются минимальные потери на передачу вращения гибкого вала 3 в гильзе от колеса к колесу. Саму гильзу 4 жестко прикрепляют к неподвижным элементам шасси (ходовой части 1) посередине между осями и на одном уровне с осями указанных колес 2.In this case, the
Также важно, чтобы торцы гибкого вала 3 подходили к соответствующим колесам 2 с тех сторон, которые обеспечивали бы вращение этих колес в одну сторону: вперед или назад.It is also important that the ends of the
Таким образом, рассматриваемый гибкий привод выполнен полноприводным, что позволяет управлять поворотом обеих осей указанных колес 2 мотовездехода.Thus, the considered flexible drive is made of all-wheel drive, which allows you to control the rotation of both axles of these
При этом узел 5 управления поворотом ТС выполнен по отрицательной схеме полного поворота, и в данном примере, с кулисно-рычажными элементами механизма согласованного поворота осей соответствующих колес 2.At the same time, the vehicle
Также в соответствии с расчетами и требованиями Технического задания узел 5 управления поворотом ТС может содержать другие элементы: механической передачи, гидравлической или пневматической передачи, электрические или электронные компоненты или их возможную комбинацию.Also, in accordance with the calculations and requirements of the Terms of Reference, the vehicle
Работа мотовездехода. При начальном положении колес ТС по прямой колее (фиг. 1б) и одном (переднем) ведущем колесе 2, побудитель тяги обеспечивает вращение этого колеса, за счет этого ТС движется, например, вперед. При этом торец гибкого вала 3 в приводе вращается вместе с торцом ведущего колеса 2, соответственно вращается весь гибкий вал 3 вместе с его вторым торцом, который жестко прикреплен к торцу вала другого (заднего) колеса 2. Ввиду жестокости скручивания гибкого вала на второе колесо 2 начинает действовать момент вращения гибкого вала 3, что побуждает его вращаться, независимо от сцепления с дорожным покрытием (в данном случае имеет место совместное действие на колесо 2 сил сцепления с дорогой и момента вращения гибкого вала). Вместо одной в колее, появляются две точки приложения тяги двигателя от каждого колеса 2. Это удобство позволяет более эффективно распределить усилие тяги и снизить потери двигателя на движение ТС, особенно для предотвращения проскальзывания колес 2 на мягких грунтах или в других сложных условиях (улучшается сцепление с дорогой на ее наклонных участках). Если в приводе используется соединение гибким валом 3 двух ведущих колес 2, имеющих собственные побудители тяги, то в качестве дополнительного механизма, обеспечивающего согласование скоростей вращения указанных колес 2, выступает гибкий вал привода указанных колес 2.The work of an all-terrain vehicle. With the initial position of the wheels of the vehicle in a straight track (Fig. 1b) and one (front)
При повороте ТС, например, налево (фиг. 1а), с помощью механизма управления поворотом ТС, переднее колесо 2 (ось колеса) поворачивает налево, а заднее - направо, в этот момент гибкий вал 3 смещается вдоль гильзы к заднему колесу 2. Это смещение происходит практически свободно, так как смещение участка гибкого вала 3 от переднего колеса 2 компенсируется смещением другого участка вала в том же направлении вдоль гильзы 4 к заднему колесу 2. Таким образом, при повороте оси первого колеса 2, смещение вала 3 вдоль гильзы 4 способствует повороту второго колеса 2 относительно первого, помогая реализовать отрицательную схему поворота ТС.When the vehicle turns, for example, to the left (Fig. 1a), using the vehicle's steering mechanism, the front wheel 2 (wheel axle) turns to the left, and the rear wheel to the right, at this moment the
При этом механизм управления поворотом 5 обеспечивает соответствующий поворот заднего колеса 2 - направо. Обычно углы поворота колес равны, при этом примерно в 2 раза повышается чувствительность системы к углу поворота ТС. Это дает соответствующее снижение нагрузки на передачу усилия в системе управления поворотом. Одновременно повышается маневренность ТС.In this case, the
Поворот ТС направо (фиг. 1в) происходит по зеркально-симметричной геометрии с плоскостью симметрии, проходящей через центры обоих колес, в той же последовательности, что и на фиг. 1а.Turning the vehicle to the right (Fig. 1c) occurs in a mirror-symmetrical geometry with a plane of symmetry passing through the centers of both wheels, in the same sequence as in Fig. 1a.
Вариантом ТС (не показано), аналогичного показанному в данном примере, является одноколейное ТС, у которого в гибком приводе торец гибкого вала 3 подсоединен не к левому (как показано на фиг. 1), а к правому торцу вала (переднего) колеса 2, а второй торец вала 3 соответственно подсоединен к левому торцу вала (заднего) колеса 2.A variant of the vehicle (not shown), similar to that shown in this example, is a single-track vehicle, in which, in a flexible drive, the end of the
Также вариантом ТС (также не показано), аналогичного показанному в примере на фиг. 2, может быть двухколейное ТС (например, полно-приводной, полноповоротный мотовездеход-мотоцикл с присоединяемой коляской), в котором в одной колее расположена пара колес 2 самого мотовездехода с указанным гибким приводом - гибким валом 3, как в ходовой части 1 на фиг. 1, а во второй колее расположено третье колесо свободного вращения коляски. При этом ось третьего колеса расположена перпендикулярно к отрезку прямой, соединяющему центры осей колес 2, связанных через гибкий вал 3, а основание этого перпендикуляра лежит на указанном отрезке.Also, a variant of the vehicle (also not shown) similar to that shown in the example in FIG. 2, there may be a two-track vehicle (for example, an all-wheel drive, full-turn all-terrain vehicle-motorcycle with an attached sidecar), in which a pair of
Работа указанных ТС происходит аналогично работе мотовездехода, показанного на фиг. 1-3.The operation of these vehicles is similar to the operation of the all-terrain vehicle shown in Fig. 1-3.
На фиг. 3 показан схематизированный чертеж (вид: а) сбоку, б) сверху - в сечении осей колес, и в) в аксонометрии) полно-приводного полноповоротного мотовездехода с предложенным гибким приводом. В данном ТС каждое колесо 2 закреплено на своей несущей стойке консольно, стойки с колесами развернуты антисимметрично одна к другой. Двигатель вездехода навесной, установлен на стойке переднего колеса 2 и связан с колесом редуктором. Гильза 4 для размещения гибкого вала 3 встроена в площадку для ног (деку) вездехода. Гибкий вал 3 подходит к каждому колесу 2 своими торцами по их оси вращения, каждый торец жестко соединен с колесом 2 непосредственно в проекции оси вращения на это колесо. Узел управления поворотом 5 мотовездехода может быть любого типа, в данном случае - кулисно-рычажный (условно показан пунктиром вдоль средней линии под сиденьем мотовездехода).In FIG. 3 shows a schematized drawing (view: a) from the side, b) from above - in the section of the wheel axes, and c) in axonometry) of an all-wheel drive all-terrain vehicle with the proposed flexible drive. In this vehicle, each
Здесь не рассматриваются системы: тормозная, переключения передач, смазки, сигнализации и др. элементы мотовездехода, как несущественные для реализации и рассмотрения данной полезной модели.The following systems are not considered here: braking, gear shifting, lubrication, alarms, and other elements of the all-terrain vehicle as insignificant for the implementation and consideration of this utility model.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU213038U1 true RU213038U1 (en) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU20971A1 (en) * | 1930-04-02 | 1931-05-31 | В.И. Сиромахин | Modification of the motorcycle, as described in patent number 9261 |
RU2032569C1 (en) * | 1989-11-03 | 1995-04-10 | А.Е.Бишоп энд Ассошиейтс ПТИ Лимитед | Steering gear system with front and rear wheel drives |
KR101075880B1 (en) * | 2011-06-14 | 2011-10-25 | 충남대학교산학협력단 | Power transmission device of bicycle |
CN212373597U (en) * | 2019-06-05 | 2021-01-19 | 邓晓光 | Spring steel wire flexible shaft for driving electric bicycle |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU20971A1 (en) * | 1930-04-02 | 1931-05-31 | В.И. Сиромахин | Modification of the motorcycle, as described in patent number 9261 |
RU2032569C1 (en) * | 1989-11-03 | 1995-04-10 | А.Е.Бишоп энд Ассошиейтс ПТИ Лимитед | Steering gear system with front and rear wheel drives |
KR101075880B1 (en) * | 2011-06-14 | 2011-10-25 | 충남대학교산학협력단 | Power transmission device of bicycle |
CN212373597U (en) * | 2019-06-05 | 2021-01-19 | 邓晓光 | Spring steel wire flexible shaft for driving electric bicycle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6279102B2 (en) | Integrated steering drive shaft and electric vehicle for automobile | |
US4650029A (en) | Off-the-road four-wheel drive vehicle | |
US3045772A (en) | Drive for motor bikes | |
CN107215386A (en) | The electric vehicle system that a kind of four motorized wheels and independent omnidirectional turn to | |
US11845329B2 (en) | Electric axle assembly | |
US2910131A (en) | Four wheel driven and steered vehicle | |
CN107554663B (en) | Omnidirectional wheel steering handlebar-free self-balancing bicycle | |
RU213038U1 (en) | All-wheel drive flex-drive all-terrain vehicle | |
CN105873776A (en) | Differential assembly and method | |
CN2570085Y (en) | Differential transferring equipment of shell-less differential gear | |
CN101954934B (en) | Wheel and crawler combined off-road vehicle | |
RU2772603C2 (en) | Method for placement and operation of a flexible drive and steering control of an all-wheel drive, full-turn vehicle, vehicle flexible drive, vehicle, modular vehicle (options) | |
CN101353014A (en) | Oil motor driven vehicle axle for trailer | |
CN201033538Y (en) | Four-wheel drive underpan for micro-car | |
CN201158307Y (en) | Power mechanism of beach vehicle | |
JPH0129194Y2 (en) | ||
RU2022101501A (en) | Method for placement and operation of a flexible drive and steering control of an all-wheel drive, full-turn vehicle (V), flexible drive TS, TS, modular vehicle (options) | |
CN109334432A (en) | Wheel undercarriage and unmanned platform truck | |
CN101497311A (en) | Beach vehicle two-wheel and four-wheel drive device | |
JPS60240527A (en) | Four-wheel vehicle for running on wasteland | |
CN201670073U (en) | Super-micro low-speed pure electric car front-engined-front-wheel-drive chassis | |
JPH0571438B2 (en) | ||
CN1378925A (en) | Differential 4 wheels independent driver for motor-driven vehicle | |
CN2556059Y (en) | Reverse mechanism of motortricycle | |
RU36798U1 (en) | UNIVERSAL VEHICLE VEHICLE |