Полноприводное одноколейное транспортное средство

Полноприводное одноколейное транспортное средство

Реферат

 

Использование: изобретение относится к веломототранспорту, в частности к полноприводным мотоциклам со всеми поворотными колесами. Сущность изобретения: мотоцикл содержит силовую передачу 3 с двигателем и выходными валами 6 и 7, между которыми может быть установлен межосевой дифференциал с устройством его блокирования и муфтами отключения этих валов от цепи подвода крутящего момента. Колеса вмонтированы в консолях, вертикальными шарнирами связанных с рамой или картером силовой передачи, при этом ось качания консолей 4 совмещена с осью соответствующего выходного вала. Привод каждого колеса включает в себя цепную передачу, ведущая звездочка которой связана с выходным валом, а ведомая установлена на валу карданного шарнира равным угловых скоростей, приводящего ступицу колеса и смонтированного в поворотном кулаке, одна часть которого выполнена со связью с рулевым управлением. 5 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области веломотостроения, в частности, касается полноприводных одноколейных транспортных средств, преимущественно мотоциклов.

Известно полноприводное одноколейное транспортное средство, содержащее смонтированную на раме между передним и задним ведущими колесами двигатель с силовой передачей, имеющей два выходных вала, расположенных перпендикулярно продольной плоскости одноколейного транспортного средства, приводы переднего и заднего колеса, каждый из которых выполнен цепным с ведомой и ведущей звездочками, расположенными соответственно на валу колеса и на соответствующем выходном валу силовой передачи, при этом колеса смонтированы в консолях, вертикальными шарнирами связанных с рамой и подрессоренными относительно ее, а также рулевое управление поворотом, по крайней мере, одного колеса (см. патент США N 5113964, кл. B 62 M 7/02, 180-224, 1992).

Привод заднего колеса мотоцикла по данному патенту выполнен по стандартной известной схеме, применяемой на обычных мотоциклах с задним ведущим управляемым колесом. Рулевое управление передним колесом также выполнено по традиционной схеме, что обусловило усложнение привода этого переднего управляемого колеса.

Недостатком данного мотоцикла является конструктивная сложность выполнения привода ведущих колес, обусловленная различием в схемах закрепления и установки этих колес относительно рамы. В связи с этим передача привода заднего колеса выполнена одноступенчатой, а передача привода переднего колеса выполнена трехступенчатой. Сохранение схемы поворота переднего колеса традиционной повлекло введение карданного шарнира в схему привода, расположенного своей точкой излома в продольной плоскости мотоцикла. Привод переднего колеса имеет сложную схему передачи момента с одной стороны мотоцикла на другую. Кроме того, между выходными валами существует жесткая кинематическая связь, обуславливающая появление паразитной мощности вследствие того, что переднее и заднее ведущие колеса находятся в различных условиях по сцеплению.

Настоящее изобретение направлено на решение следующих задач: обеспечение привода всех колес одноколейного транспортного средства за счет использования унифицированных традиционных цепных передач, решение задачи управляемости всех колес, имеющих привод, уменьшение паразитных связей за счет введения межосевого дифференциала.

Достигаемый при этом технический эффект заключается в повышении эксплуатационных свойств мотоцикла, ремонтопригодности, маневренности и технологичности при сохранении всех положительных свойств традиционных мотоциклов в части компактности, удобства пользования и свободного доступа к агрегатам при обслуживании.

Указанный технический эффект обеспечивается тем, что в полноприводном одноколейном транспортном средстве, содержащем смонтированную на раме между передним и задним ведущими колесами силовую передачу с двигателем, имеющую два выходных вала, оси которых расположены перпендикулярно продольной плоскости одноколейного транспортного средства, приводы переднего и заднего колес, каждый из которых выполнен цепным с ведомой и ведущей звездочками, связанными соответственно с валом колеса и ведущим валом, расположенным со стороны этого колеса, а также рулевое управление поворотом, по крайней мере, одного колеса, при этом колеса смонтированы на консолях, вертикальными шарнирами связанных с рамой и подрессоренными относительно последней, ось шарнира каждой консоли совмещена с осью соответствующего выходного вала или с осью ведущей звездочки одной из ступеней цепной передачи для углового качания, привод каждого колеса включает в себя карданный шарнир равных угловых скоростей, валы которого связаны соответственно со ступицей колес и ведомой звездочкой цепной передачи и смонтированы в соответствующих частях поворотного кулака, связанных между собой поворотным шкворневым узлом, при этом одна часть поворотного кулака каждого колеса жестко связана с консолью, а другая часть поворотного кулака, по крайней мере, одного колеса выполнена с сошкой, кинематически связанной с рулевым управлением.

Возможно, что сошки смонтированы на поворотных кулаках обоих колес и кинематическими тягами связаны с рулевым управлением для обеспечения синхронного поворота обоих колес в противоположных относительно продольной плоскости одноколейного транспортного средства направлениях.

При этом другая часть поворотного кулака другого колеса сблокирована с первой частью поворотного кулака этого колеса.

Целесообразно, чтобы выходные валы силовой передачи были кинематически связаны между собой межосевым дифференциалом.

Межосевой дифференциал выполнен с устройством его блокирования.

Передача выполнена с механизмом разъединения, по крайней мере, одного выходного вала с силовой передачей.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности признаков, достаточной для охарактеризования заявленного предложения.

Выполнение консолей с шарнирами, оси которых совмещены с осями выходных валов, позволяет использовать простые одноступенчатые передачи, например, цепного типа, или даже многоступенчатые цепные передачи, монтируемые в одной плоскости, что является важным условием для обеспечения работоспособности цепной передачи. При качании консоли вокруг выходного вала происходит обкатывание цепи по ведущей звездочке, что вполне допустимо конструкцией самой цепной передачи. Оснащение колесного узла карданным шарниром равных угловых скоростей, смонтированным в поворотном кулаке, позволяет осуществить, с одной стороны, привод колеса для его вращения, а с другой стороны обеспечить поворот этого колеса, не оказывая при этом влияния на работу самого привода.

Выполнение сошек на каждом поворотном кулаке позволяет осуществить поворот обоих колес, что существенно увеличивает маневренность полноприводного мотоцикла. При этом положение колес в разных плоскостях при повороте обеспечивает компенсацию боковых сил, действующих на колеса, что существенно повышает устойчивость мотоцикла.

Введение в кинематическую связь между выходными валами межосевого дифференциала позволяет исключить перетекание паразитной мощности, вследствие различия условий работы каждого ведущего колеса.

Настоящее изобретение иллюстрируется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует достижение указанного эффекта изложенной совокупностью существенных признаков.

На фиг. 1 общий вид мотоцикла, на фиг. 2 привод ведущего колеса, на фиг. 3 рулевое управление для поворота обоих ведущих колес, на фиг. 4 - кинематическая схема связи выходных валов с межосевым дифференциалом.

Одноколейное транспортное средство, например, мотоцикл (см. фиг.) содержит размещенную между передним 1 и задним 2 ведущими колесами силовую передачу 3 с двигателем, закрепленную на раме мотоцикла. Переднее и заднее колеса 1 и 2 смонтированы на пространственных консолях 4, опирающихся через систему подвески 3 на раму с целью удержания консолей в заданных границах качания и гашения передачи нагрузок на раму. Конструкция подвески 5 не рассматривается так как она может быть любой из традиционно использующихся на мотоциклах.

Силовая передача выполнена с двумя выходными валами 6 и 7, оси которых перпендикулярны продольной плоскости мотоцикла.

Консоли 4 посредством вертикальных шарниров 8 и 9 (см. фиг. 2) связаны с рамой мотоцикла или с картером силовой передачи. При этом продольная ось этих шарниров совмещена с осью соответствующего выходного вала и одним из шарниров охватывает этот вал так, что последний выполняет роль оси этого шарнира. В итоге, консоль 4 может поворачиваться относительно выходного вала.

Такое закрепление консолей относительно картера или рамы позволяет смонтировать ведущую звездочку 10 или 11 на выходном валу, соответственно 6 или 7, а ведомую звездочку 12 и 13 на валу консоли 4. Охватывающая звездочки цель в этом случае находится в условиях работы соответствующих ее конструкции: отсутствие перекосов и заклинивания.

Цепная передача может быть выполнена и двухступенчатой, как это показано на фиг. 1, поскольку промежуточная звездочка или блок промежуточных звездочек также может располагаться на консоли 4.

В случае использования цепной передачи с несколькими ступенями возможно совмещение оси шарнира консоли 4 не с ведущей звездочкой всей цепной передачи, смонтированной на цепном валу (выходной вал силовой передачи), и с промежуточной звездочкой, паразитной, которая, в свою очередь, является ведущей для следующей ступени. В этом случае консоль может шарнирно связываться с рамой, а не с картером силовой передачи, как это предусмотрено в варианте использования простой одноступенчатой цепной передачи.

Передачи привода переднего и заднего ведущего колес выполняются одинаковыми, равно как выполняются одинаковыми колесные узлы.

Возможно выполнение привода выходных валов зависимо связанными между собой, что подразумевает наличие жесткой кинематической связи. В этом случае, естественно, будет проявляться перетекание паразитной мощности, отрицательно сказывающейся на движении мотоцикла и на долговечности трансмиссии. Введение межосевого дифференциала 14 (см. фиг. 4) позволяет исключить это явление и улучшить динамику движения полноприводного мотоцикла. Для исключения буксования и повышения проходимости целесообразно снабдить этот дифференциал 14 устройством блокирования 15, позволяющим осуществить жесткую кинематическую связь между выходными валами 6 и 7. Установка на выходных валах 6 и 7 муфт отключения 16 этих валов от подводящей крутящий момент кинематической цепи позволяет переходить от режима полного привода колес к приводу только одного из колес, второе из которых становится ведомым. Система управления этими муфтами и устройством блокирования может быть выполнена по любой схеме и в данной заявке не рассматриваются, так как не относятся к существу заявленного предложения.

Каждый колесный узел (см. фиг. 2) включает в себя карданный шарнир равных угловых скоростей 17, один вал которого жестко связан со ступицей колеса, а другой служит для установки ведомой звездочки 12 цепной передачи. При этом карданный шарнир 17 смонтирован в подшипниках в поворотном кулаке, первая корпусная часть 18 которого жестко связана с консолью 4 или выполнена заодно с ней, а другая 19 связана с первой через поворотный шкворневой узел 20, позволяющий второй корпусной части 19 поворотного кулака поворачиваться вместе со ступицей 21 колеса вокруг оси, проходящей через шарниры шкворневого узла 20. При этом ось шарниров шкворневого узла расположена в центре колеса в плоскости, параллельной и соосной центральной плоскости консоли. В идеальном случае эта плоскость совпадает с продольной плоскостью мотоцикла.

Поворот колеса осуществляется за счет воздействия на сошку 22 рулевого управления по типу автомобильного управления поворотом колес.

Система тяг обеспечивает связь этой сошки с рулем мотоцикла. Сошка 22 может быть выполнена только на переднем колесе для управления его поворотом. В этом случае необходимо сблокировать корпусные части поворотного кулака заднего колеса с тем, чтобы обеспечить фиксированное положение его в продольной плоскости.

Если каждое колесо выполнено с сошкой на второй корпусной части поворотного кулака каждого колеса, то возможно осуществление одновременного поворота колес. Это увеличивает маневренность и благоприятно влияет на стабилизацию движения мотоцикла на поворотах.

Вариант исполнения рулевого механизма для поворота переднего и заднего колес мотоцикла представлен на фиг. 3.

Руль 23 связан с коромыслом 24, с которым шарнирно связана П-образная тяга 25, через промежуточную тягу или штангу связанная с сошкой 22. Механизм поворота каждого колеса идентичен рассмотренному. Тяга 26 П-образной формы осуществляет связб механизма поворота заднего колеса с коромыслом 24.

В случае несовпадения центра шарнира связан П-образной тяги 25 с коромыслом с осью качания консоли необходимо, чтобы эта тяга 25 выполнялась изменяемой длины, например, телескопической или из двух частей, связанных подвижным шлицевым соединением. Это вызвано тем, что консоль 4 и тяга 25 описывают траектории по разным дугам.

При повороте руля 23 происходит смещение коромысла 24 и следующий за этим поворот тяги 25 в сторону смещения коромысла. В ту же самую сторону произойдет разворот другого, нижнего конца тяги 25. Поскольку этот конец связан через штангу с сошкой 22, то последняя развернет колесо на угол, прямо пропорциональный углу разворота нижнего конца тяги 25 или руля 23. Таким образом происходит поворот переднего колеса. Аналогично произойдет разворот заднего колеса, поскольку его конструкция и кинематика совпадает с конструкцией и кинематикой переднего колеса. Однако, заднее колесо развернется в сторону, противоположную направлению поворота переднего колеса. Вершина плоскостей, проходящих через колеса в этом случае будет расположена со стороны, противоположной направлению поворота.

Выполнение всех колес управляемыми позволяет компенсировать действие боковой силы одного колеса той же силой, действующей на другом колесе, ввиду противоположности их знаков.

Мотоцикл эксплуатируется следующим образом.

При прямолинейном положении ведущих колес определяется положением руля, передача крутящего момента осуществляется через цепные передачи на все колеса или на одно из них, если за счет муфты 16 второе колесо выключено. В последнем случае мотоцикл преобразован в стандартный задне- или переднеприводный.

Наличие межосевого дифференциала при полноприводном варианте позволяет улучшить динамику движения за счет исключения паразитных мощностей при движении по поверхности с хорошим покрытием. При буксовании одного из колес достаточно включить устройство блокирования 15 межосевого дифференциала и временно жестко кинематически связать выходные валы 6 и 7. В этом случае повышается проходимость, но появляются паразитные связи. Практика эксплуатации показывает, что, учитывая кратковременность режима буксования, целесообразно пренебрегать этим вредным явлением в пользу повышения проходимости.

Ввиду того, что консоли 4, колесные узлы и цепные передачи в данном механизме унифицированы и взаимозаменяемы, мотоцикл имеет высокую ремонтопригодность и технологичен в изготовлении. Внесенные конструктивные изменения в части закрепления консолей и выполнения колесных узлов не ухудшают положительных качеств традиционно эксплуатирующихся мотоциклов в части их компактности, весовых характеристик и габаритов. В то же время мотоцикл по данному изобретению выгодно отличается от существующих конструкций по своим конструктивным возможностям и многофункциональности, позволяющими преобразовывать его в несколько модификаций в зависимости от условий эксплуатации.

Формула изобретения

1. Полноприводное одноколейное транспортное средство, содержащее смонтированную на раме между передним и задним ведущими колесами силовую передачу с двигателем, имеющую два выходных вала, оси которых расположены перпендикулярно продольной плоскости одноколейного транспортного средства, приводы переднего и заднего колес, каждый из которых выполнен цепным с ведомой и ведущей звездочками, связанными соответственннно с валом колеса и ведущим валом, расположенным со стороны этого колеса, а также рулевое управление поворотом по крайней мере одного колеса, при этом колеса смонтированы в консолях, вертикальными шарнирами связанных с рамой и подрессоренными относительно последней, отличающееся тем, что ось шарнира каждой консоли совмещена с осью соответствующего выходного вала или осью ведущей звездочки одной из ступеней цепной передачи, привод каждого колеса включает в себя карданный шарнир равных угловых скоростей, валы которого связаны соответственно со ступицей колеса и с ведомой звездочкой цепной передачи и смонтированы в соответствующих частях поворотного кулака, связанных между собой поворотным шкворневым узлом, при этом одна часть поворотного кулака каждого колеса жестко связана с консолью, а другая часть поворотного кулака по крайней мере одного колеса выполнена с сошкой, кинематически связанной с рулевым управлением.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что сошки смонтированы на поворотных кулаках обоих колес и кинематически тягами связаны с рулевым управлением для обеспечения синхронного поворота обоих колес в противоположных относительно продольной плоскости одноколейного транспортного средства направлениях.

3. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что другая часть поворотного кулака другого колеса сблокирована с первой частью поворотного кулака этого колеса.

4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что силовая передача имеет межосевой дифференциал, связывающий соответствующие выходные валы силовой передачи между собой.

5. Транспортное средство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что межосевой дифференциал выполнен с устройством его блокирования.

6. Транспортное средство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что силовая передача выполнена с механизмом отключения по крайней мере одного выходного вала от силовой передачи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4