RU2504481C2 - Higher cross-country capacity composed by two parallel wheels and ellipsoidal wheel or circular arched surface arranged there between - Google Patents
Higher cross-country capacity composed by two parallel wheels and ellipsoidal wheel or circular arched surface arranged there between Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504481C2 RU2504481C2 RU2012115920/11A RU2012115920A RU2504481C2 RU 2504481 C2 RU2504481 C2 RU 2504481C2 RU 2012115920/11 A RU2012115920/11 A RU 2012115920/11A RU 2012115920 A RU2012115920 A RU 2012115920A RU 2504481 C2 RU2504481 C2 RU 2504481C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- wheels
- tire
- ellipsoidal
- arched
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tires In General (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к транспортным средствам, а также к колесной технике специального назначения.The invention relates to vehicles, as well as to wheeled vehicles for special purposes.
Уровень техникиState of the art
Для сухопутных транспортных средств колесо является основным видом движителя.For land vehicles, the wheel is the main type of propulsion.
К колесному движителю предъявляются специальные требования, которые дают возможность обеспечить следующее:Special requirements are imposed on the wheel mover, which make it possible to ensure the following:
1. Хорошее сцепление шины с опорной поверхностью, позволяющее снизить буксование и юз колес при передаче тяговых, тормозящих и боковых сил.1. Good traction of the tire with the supporting surface, which allows to reduce skidding and wheel use when transmitting traction, braking and lateral forces.
2. Низкое давление шин на опорную поверхность, что обусловливает высокую проходимость машины.2. Low tire pressure on the bearing surface, which leads to high throughput of the machine.
3. Все силы, действующие на автомобиль, передаются через шины и колеса на дорогу, вызывая деформацию шин и дороги.3. All forces acting on the vehicle are transmitted through the tires and wheels to the road, causing deformation of the tires and the road.
Сцепление опорной поверхности колеса с грунтом происходит за счет сил трения, возникающих между шиной и грунтом.The engagement of the wheel bearing surface with the ground occurs due to the frictional forces arising between the tire and the ground.
Известно, что сила трения катящегося тела обратно пропорциональна радиусу колеса, т.е. чем больше радиус катящегося тела, тем меньше сила трения и тем меньшее препятствие оказывают ему неровности поверхности.It is known that the friction force of a rolling body is inversely proportional to the radius of the wheel, i.e. the larger the radius of the rolling body, the less the friction force and the less obstacle the surface roughness gives it.
При расчете длины площади контакта колеса с грунтом определяющим показателем является радиус колеса, т.е. чем он больше, тем больше длина площади контакта.When calculating the length of the area of contact of the wheel with the ground, the determining parameter is the radius of the wheel, i.e. the larger it is, the greater the length of the contact area.
Итак, давление колеса на грунт уменьшается с ростом длины площади контакта. В этом случае удельное давление колеса на дорогу (опорную поверхность) является основным измерителем проходимости транспортного средства по дорогам с мягким покрытием (снег, песок и др.) Площадь отпечатка предопределяет давление в контакте шины с опорной поверхностью, сопротивление движению и сцепление колеса.So, the pressure of the wheel on the ground decreases with increasing length of the contact area. In this case, the specific pressure of the wheel on the road (abutment surface) is the main measure of the vehicle's roadability on soft-covered roads (snow, sand, etc.). The footprint determines the pressure in the tire contact with the abutment surface, resistance to movement and wheel adhesion.
На дорогах с твердым покрытием основное значение имеют силы трения. На рыхлых грунтах значение сил сдвига и среза возрастает и во многих случаях является определяющим. Наибольший сдвиг и срез грунта можно представить как произведение коэффициента буксования на длину опорной поверхности колеса.On paved roads, friction is of primary importance. On loose soils, the value of shear and shear forces increases and in many cases is decisive. The greatest shift and cut of soil can be represented as the product of the slipping coefficient and the length of the wheel bearing surface.
Поэтому для улучшения тяговых качеств и проходимости колесных движителей стремятся к увеличению опорной поверхности и эффективности зацепления ведущих колес.Therefore, in order to improve traction and cross-country ability of wheel propellers, they strive to increase the supporting surface and the efficiency of engagement of the driving wheels.
Погружение колеса в мягкий грунт происходит до тех пор, пока удельное давление колеса на дорогу не станет равным несущей способности грунта (удельное сопротивление грунта вертикальной нагрузке). Чем больше погружается колесо в грунт, тем больше сопротивление качению. Сила сопротивления может вырасти настолько, что автомобиль не сможет преодолеть ее по условиям сцепления. Чтобы преодолеть возросшее сопротивление движению, автомобили, работающие в этих условиях, должны обладать большей тяговой силой и большим динамическим фактором, чем автомобили, работающие на хороших дорогах.The wheel is immersed in soft soil until the specific pressure of the wheel on the road becomes equal to the bearing capacity of the soil (specific soil resistance to vertical load). The more the wheel sinks into the ground, the greater the rolling resistance. The resistance force can grow so much that the car cannot overcome it under the conditions of adhesion. To overcome the increased resistance to movement, vehicles operating in these conditions must have greater traction and greater dynamic factor than vehicles operating on good roads.
Сопротивление почвы нагрузке зависит в значительной степени и от ее уплотнения, причем чем выше плотность почвы, тем лучше тяговые качества имеет автомобиль (трактор).The resistance of the soil to the load depends to a large extent on its compaction, and the higher the density of the soil, the better the traction qualities of a car (tractor).
Движитель автомобиля (трактора) при взаимодействии с почвой подвергает ее смятию и сдвигу в разных направлениях. В результате в почве образуются поля напряжений, распространяющихся как в глубину, так и разные стороны от места приложения нагрузки. Способность почвы выдерживать такие напряжения в значительной степени предопределяет тягово-сцепные качества автомобиля (трактора). Поэтому сопротивление почвы сжатию и сдвигу являются основными показателями, влияющими на тягово-сцепные качества движителя. В последнее время появились сообщения о применении некруглых колес, которые имеют увеличенную длину поверхности контакта с грунтом. Некруглые колеса являются по существе переходными от обычных колес к гусеницам.The mover of the car (tractor) when interacting with the soil exposes it to crushing and shear in different directions. As a result, stress fields are formed in the soil, propagating both in depth and on different sides of the load. The ability of the soil to withstand such stresses largely determines the traction and coupling qualities of the car (tractor). Therefore, the soil resistance to compression and shear are the main indicators affecting the traction and hitching qualities of the mover. Recently, there have been reports of the use of non-circular wheels, which have an increased length of the surface of contact with the ground. Non-circular wheels are essentially transitional from conventional wheels to tracks.
При анализе работы ведущего обычного колеса, арочных и овальных колес установлено, что их основные недостатки состоят в следующем.When analyzing the operation of a conventional driving wheel, arched and oval wheels, it was found that their main disadvantages are as follows.
1. У обычных колес из-за наличия постоянного динамического радиуса образуется недостаточная длина опорной поверхности и высокое удельное давление, а также возникает уменьшение радиуса кривизны траектории движения колеса с ростом его осадки в грунт (снег).1. In ordinary wheels, due to the presence of a constant dynamic radius, an insufficient length of the supporting surface and a high specific pressure are formed, and also a decrease in the radius of curvature of the trajectory of the wheel with its increase in precipitation in the ground (snow).
2. У шин с регулируемым давлением и арочных образуются значительные потери на сопротивление качению, что определяет ограниченную величину пробега.2. Tires with adjustable pressure and arched form significant losses on rolling resistance, which determines a limited mileage.
3. У овальных шин - гибкий обод и сложный привод перевода с круглого в овальный и наоборот.3. Oval tires have a flexible rim and a complex drive from round to oval and vice versa.
Известно изобретение "Эллипсообразное колесо транспортного средства" патент России №2011549, кл. B60B 19/00, 1994 г. Автор - Можар И.В. Это эллипсообразное колесо, содержащее гибкий обод, состоящее из шарнирно соединенных между собой звеньев. Эллипсообразная форма обода создается гидросистемой колеса, что усложняет конструкцию колеса и уменьшает надежность его работы.The invention is known "Ellipsoidal wheel of a vehicle" Russian patent No. 20111549, class.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является изобретение «Вспомогательный диск «ALPO» для повышения проходимости транспортного средства», патент России №2088420 (13), кл. B60B 15/26, 1997 г. Автор Постников А.В. Это колесо, к торцу которого крепится диск в форме кольца с грунтозацепами, который меньше наружного диаметра основного колеса на высоту шины.Closest to the proposed invention in technical essence is the invention "Auxiliary disk" ALPO "to increase the patency of the vehicle", patent of Russia No. 2088420 (13), cl. B60B 15/26, 1997. Postnikov A.V. This is a wheel to the end of which a disk in the form of a ring with lugs is attached, which is smaller than the outer diameter of the main wheel by the height of the tire.
При прохождении грунтов с низкой несущей способностью колесо погружается на половину высоты шины колеса, а вспомогательный диск выполняет роль уширителя основного колеса. Однако недостаточная ширина вспомогательного диска, расположенного с одной стороны колеса, не обеспечивает достаточной площади опоры; грунт в основном будет выдавливаться в сторону от данного устройства и незначительно уменьшит удельное давление на грунт. Кроме того, радиус качения вспомогательного диска меньше радиуса основного колеса, что повышает силу трения катящегося тела.When passing soils with low bearing capacity, the wheel plunges to half the height of the tire of the wheel, and the auxiliary disk acts as an expander of the main wheel. However, insufficient width of the auxiliary disk located on one side of the wheel does not provide sufficient bearing area; the soil will mainly be extruded away from this device and will slightly reduce the specific pressure on the soil. In addition, the rolling radius of the auxiliary disk is less than the radius of the main wheel, which increases the friction force of the rolling body.
Чтобы уменьшить это явление предлагается данное изобретение.To reduce this phenomenon, the present invention is proposed.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что два обычных колеса равного диаметра расположены параллельно и удалены на некоторое расстояние друг от друга. Между этими колесами устанавливается эллипсообразное колесо с шиной, диаметр которого равен или меньше диаметра боковых параллельных колес. Возможны варианты размещения между двумя параллельными колесами колеса с арочной шиной, либо с круглой арочной поверхностью (обрезиненной) или другого типа овального колеса. Система этих колес имеет общую ось вращения.The essence of the proposed device lies in the fact that two ordinary wheels of equal diameter are located in parallel and are removed at a certain distance from each other. An ellipsoidal wheel with a tire is installed between these wheels, the diameter of which is equal to or less than the diameter of the side parallel wheels. Variants of placement between two parallel wheels of a wheel with an arch tire, or with a round arched surface (rubberized) or another type of oval wheel are possible. The system of these wheels has a common axis of rotation.
Данное устройство (система колес) позволяет использовать отдельные преимущества обычного колеса и овального (арочного). Это объясняется тем, что обычное колесо хорошо работает на твердых грунтах, а овальное (арочное) на слабых.This device (wheel system) allows you to use the individual advantages of a conventional wheel and an oval (arched). This is due to the fact that the usual wheel works well on hard soils, and the oval (arched) on weak ones.
Описание чертежейDescription of drawings
На Фиг.1 схематично изображен вариант устройства системы двух колес с одним вспомогательным эллипсообразным колесом (Фиг.2. в разрезе) или арочным колесом между параллельными обычными колесами (Фиг.5. в разрезе) с названием "Устройство повышенной проходимости" в виде двух параллельных колес и между ними эллипсообразного колеса или круговой арочной поверхности.Figure 1 schematically shows a variant of the device of the two-wheel system with one auxiliary ellipsoidal wheel (Figure 2 in a section) or an arched wheel between parallel conventional wheels (Figure 5 in a section) with the name "Device cross-country" in the form of two parallel wheels and between them an elliptical wheel or circular arched surface.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
Устройство состоит из двух обычных колес 1 и 2 (Фиг.1-2) с шинами 3 и 4, закрепленных на ободах 5 и 6 и вращающихся на общей оси О1-О1, к торцам колес 1 и 2 за счет крепежных болтов 7 и 8 монтируется эллипсообразное колесо 9, на эллипсообразном ободе 10 установлена шина 11.The device consists of two
Эллипсообразное колесо 9 (Фиг.1-2) образовано частью внешней дуги, равной радиусу колеса 1 и 2 R1, и двумя дугами радиусов R2 и R3, больших, чем радиус обычного колеса, которые в точках 12 и 13, а также в точках 14 и 15 замыкают эллипсообразную поверхность колеса. Большая ось эллипсообразного колеса делит его на равные части относительно оси вращения. При повороте системы колес на один оборот обычные колеса и эллипсообразное колесо опираются на поверхность дороги одновременно два раза, т.к. часть внешней дуги эллипсообразного колеса вдоль большой оси равна радиусам обычных боковых колес.The ellipsoidal wheel 9 (Figure 1-2) is formed by a part of the external arc equal to the radius of the
В случае использования варианта системы колес с внутренним колесом в виде арочной шины 16 (Фиг.5) или круглой арочной обрезиненной поверхности 17(Фиг.6), а также в виде другого овального колеса (не показан на фигуре) сущность технического решения сохраняется. Во всех предложенных вариантах в данной системе колес повышаются тягово-сцепные показатели устройства.In the case of using a variant of the wheel system with an inner wheel in the form of an arch tire 16 (Fig. 5) or a round arched rubberized surface 17 (Fig. 6), as well as in the form of another oval wheel (not shown in the figure), the essence of the technical solution is preserved. In all the proposed options in this system of wheels, the towing and hitching performance of the device is increased.
Устройство работает следующим образомThe device operates as follows
При подведении крутящего момента к оси системы колес они будут одновременно вращаться, т.е. два боковых параллельных обычных колеса 1 и 2 (Фиг.1-2) и внутреннее эллипсообразное колесо 9, или арочное колесо с шиной 16 (Фиг.5), или обрезиненная арочная поверхность 17 (Фиг.6).When torque is applied to the axis of the wheel system, they will simultaneously rotate, i.e. two lateral parallel
В случае качения системы колес по твердой поверхности два боковых параллельных колеса равного диаметра образуют опорную поверхность 17-18 (Фиг.3), к которой добавляется часть опорной поверхности вспомогательного внутреннего эллипсообразного колеса 9. Это связано с тем, что торцевая часть эллипса образована внешней дугой (между точками 12-13 и 14-15 - Фиг.1) радиуса, равного радиусам обычных колес 1 и 2. В этом случае опорные поверхности обычных колес и торца эллипсообразного колеса суммируются, что уменьшает удельное давление на дорогу. При использовании варианта внутреннего колеса в виде арочной шины или арочной обрезиненной поверхности (Фиг.5-6) опорную поверхность 19-20 образуют только боковые обычные колеса.In the case of the rolling of the wheel system on a hard surface, two parallel lateral wheels of equal diameter form a supporting surface 17-18 (Figure 3), to which a part of the supporting surface of the auxiliary inner
В случае качения системы колес по грунту с низкой несущей способностью обычные боковые колеса 1-2 будут погружаться в грунт (оседать) и в это время вступает в работу внутреннее вспомогательное эллипсообразное колесо 9 (Фиг.4), или арочная обрезиненная поверхность 17, или арочная шина 16 (Фиг.5). В этом случае давление грунта воспринимают два боковых обычных колеса и две дугообразные поверхности эллипсообразного колеса с радиусами вращения R2 и R3 (Фиг.1) больше, чем радиус обычных колес 1-2. За счет дополнительной опорной поверхности эллипсообразного колеса (больших дуг) уменьшается удельное давление на грунт, а за счет большого их радиуса уменьшается коэффициент качения. Кроме этого, грунт оказался сжатым в замкнутом пространстве 21 (Фиг.4), или в замкнутом пространстве 22 (Фиг.5), т.е. между дисками боковых колес, а сверху поверхностью большой дуги эллипсообразного колеса 9 (Фиг.4) или арочной поверхности 16,17 (Фиг.5,6 соответственно).In the case of rolling the wheel system on the ground with low bearing capacity, the usual side wheels 1-2 will sink into the ground (to settle) and at this time the internal auxiliary ellipsoidal wheel 9 (Figure 4), or arched
Эта ситуация повышает плотность грунта, уменьшает осадку системы колес, т.е. увеличивается общая суммарная площадь опоры системы колес, уменьшается удельное давление, улучшается сцепление с грунтом (за счет повышения плотности) и в итоге увеличиваются тягово-сцепные свойства движителя, в том числе и за счет больших дуг эллипсообразного колеса.This situation increases the density of the soil, reduces the settlement of the wheel system, i.e. the total total area of the support of the wheel system increases, the specific pressure decreases, the adhesion to the soil improves (by increasing the density) and, as a result, the traction and coupling properties of the propulsion system increase, including due to the large arcs of the ellipsoidal wheel.
При использовании вспомогательного внутреннего колеса в виде арочной шины или арочной обрезиненной поверхности в условиях качения системы колес по грунту с низкой несущей способностью сущность их взаимодействия с опорной поверхностью будет аналогична описанному. В этом случае грунт также окажется сжатым в замкнутом пространстве, но уже между дисками боковых колес и поверхностью арочной шины или арочной обрезиненной поверхностью колеса. Как результат такого взаимодействия и в этом случае увеличиваются тягово-сцепные свойства движителя.When using an auxiliary inner wheel in the form of an arch tire or an arched rubberized surface under conditions of rolling the wheel system on the ground with low bearing capacity, the essence of their interaction with the supporting surface will be similar to that described. In this case, the soil will also be compressed in a confined space, but already between the disks of the side wheels and the surface of the arched tire or arched rubberized surface of the wheel. As a result of this interaction, in this case, the traction and hitching properties of the propulsion system increase.
Источники информацииInformation sources
1. Фонарев К.С., Данилов О.Ф., Бабичев Д.Т., Суржиков А.Ф., Оганесян Г.Ф., Фонарев К.К., Фонарев Л.К. Патент Российской Федерации №2207249, кл. B60B 9/00, B62D 57/02, 27.06.2003 г.1. Fonarev K.S., Danilov O.F., Babichev D.T., Surzhikov A.F., Oganesyan G.F., Fonarev K.K., Fonarev L.K. Patent of the Russian Federation No. 2207249, cl.
2. Постников А.В. Патент Российской Федерации №2088420, кл.B60B 15/26, 27.08.1997 г.2. Postnikov A.V. Patent of the Russian Federation No. 2088420, class B60B 15/26, 08/27/1997
3. Бочаров Н.Ф. и др. Конструирование и расчет колесных движителей.3. Bocharov N.F. and others. Design and calculation of wheel propulsors.
4. Иванов В.В., Илларионов В.А., Морин М.И. Основы теории автомобиля и трактора. М., 1977.4. Ivanov V.V., Illarionov V.A., Morin M.I. Fundamentals of the theory of a car and tractor. M., 1977.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115920/11A RU2504481C2 (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Higher cross-country capacity composed by two parallel wheels and ellipsoidal wheel or circular arched surface arranged there between |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115920/11A RU2504481C2 (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Higher cross-country capacity composed by two parallel wheels and ellipsoidal wheel or circular arched surface arranged there between |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012115920A RU2012115920A (en) | 2013-10-27 |
RU2504481C2 true RU2504481C2 (en) | 2014-01-20 |
Family
ID=49446310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115920/11A RU2504481C2 (en) | 2012-04-20 | 2012-04-20 | Higher cross-country capacity composed by two parallel wheels and ellipsoidal wheel or circular arched surface arranged there between |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2504481C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2011549C1 (en) * | 1991-04-03 | 1994-04-30 | Иван Васильевич Можар | Vehicle ellipsoidal wheel |
RU28078U1 (en) * | 2002-07-16 | 2003-03-10 | Пичугин Анатолий Владимирович | AUXILIARY DISC TO INCREASE VEHICLE PERFORMANCE |
US20100283313A1 (en) * | 2010-02-08 | 2010-11-11 | Asghar Akbary Balaei | System for reducing friction in automobiles and machineries |
-
2012
- 2012-04-20 RU RU2012115920/11A patent/RU2504481C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2011549C1 (en) * | 1991-04-03 | 1994-04-30 | Иван Васильевич Можар | Vehicle ellipsoidal wheel |
RU28078U1 (en) * | 2002-07-16 | 2003-03-10 | Пичугин Анатолий Владимирович | AUXILIARY DISC TO INCREASE VEHICLE PERFORMANCE |
US20100283313A1 (en) * | 2010-02-08 | 2010-11-11 | Asghar Akbary Balaei | System for reducing friction in automobiles and machineries |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012115920A (en) | 2013-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101596844B (en) | Pneumatic tire | |
CN101631685B (en) | Agricultural vehicle tire | |
CN102259562B (en) | Motorcycle tire for running on rough terrain | |
CN107521282A (en) | A kind of full terrain self-adaptive shock-absorbing wheel | |
CN103287202A (en) | Hydraulic type composite vehicle wheel | |
US4266483A (en) | Convertible rail-highway car moving vehicle | |
KR101943484B1 (en) | Medium and long distance guide wheel tyre pattern | |
CN201863648U (en) | Tread patterns for truck tire | |
CA2676937C (en) | Amphibious all terrain vehicle with track assemblies | |
RU2504481C2 (en) | Higher cross-country capacity composed by two parallel wheels and ellipsoidal wheel or circular arched surface arranged there between | |
CN204507052U (en) | The embedded with metal chip antifriction rubber crawler belt that a kind of wheel drives | |
CN204567829U (en) | A kind of wheel drive-type rubber belt track | |
CN102398482A (en) | Tire tread of heavy-duty truck | |
RU2612744C1 (en) | Device to increase vehicle flotation | |
CN207808942U (en) | Truck tyre decorative pattern | |
US20200331290A1 (en) | Mechanical auxiliary traction system | |
CN202764591U (en) | Vehicular antiskid disc | |
US20220176735A1 (en) | Mechanical auxiliary traction system | |
CN201998747U (en) | Front steering-driving axle | |
RU2452630C1 (en) | System of oval higher-flotation wheels with common axle | |
RU2764929C1 (en) | All-terrain vehicle tire | |
CN104724196B (en) | A kind of wheel drive-type rubber belt track | |
RU2756748C1 (en) | Variable geometry vehicle wheel | |
CN105799428A (en) | Lorry tyre tread | |
US2395383A (en) | Traction and load supporting wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140421 |