Бекмамбет К

Кажыгулов А.К., д.т.н., и.о.профессора

Кайнарбеков А.К., д.т.н., профессор

(г Алматы, Республика Казахстан)

О ВОЗМОЖНОСТЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШАГАЮЩЕГО КОЛЕСА ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Если поставить вместо пневмоколеса шагающее колесо, то от этого легковые автомобили выиграют хорошей проходимостью и похудеют на несколько десятков килограммов. Надежность обуви автмобиля растет. Хозяин автомобиля не будет каждый день несколько раз смотреть на состояние шины с воздухом. Но прежде чем поставить на шасси современного автомобиля все что есть новое, стоит подумать о самом шасси на четырех опорах.

Оппоненты четырехопорного шасси, как бы заранее предупреждая, говорили: «Три опоры – это плоскость, а четыре опоры – три плоскости». Это замечание понять не трудно. Если учесть, что идеально ровной поверхности дороги не бывает, а также идеальной параллельности четырех осей колес невозможно достичь, то ясно четвертая опора всегда будет приподнята, а шасси всегда будет стоять на трех опорах. Это создаст избыточную подвижность шасси, которая приведет к динамической неустойчивости, интенсивному износу элементов.

Давайте проанализируем анатомическую структуру четырехопорного шасси (рисунок 1).

$C:\Documents and Settings\Kanagat\Рабочий стол\НИР_2014г\Top.png$

Рисунок 20. Схема структуры шасси

Шасси состоит из рамы 1, четырех колес (2,3,4), т.е. количество звеньев и из одноподвижных шарниров (это место соединения трех колес с рамой 1), пяти подвижных соединений (касания трех колес с поверхностью дороги). Учтен фактор, что одно колесо не участвует во взаимодействиях элементов. Тогда общая подвижность шасси относительно опорной поверхности дороги будет выглядеть так:

Если даже не будем учитывать, что одно колесо не касается с поверхностью дороги, то все равно общая подвижность шасси равна шести.

А мы хотим одним приводом управлять относительным движением всех элементов, тогда как по схеме следует установить шесть приводов.

Действительно наше шасси при движении танцует в трех плоскостях, но все равно не может стать на четыре опоры. Можно создать шасси, стоящее на четырех опорах. Это самоустанавливающееся четырехопорное шасси. Такой автомобиль сможет распределить свой вес равномерно на четыре опоры даже при больших скоростях.

Схема механизма такого шасси осуществляет поворотное маневрирование по другому принципу.

Как быть с механизмами трансмиссии, которые загромождают всю раму шасси? От многих механизмов при использовании новой схемы шасси придется отказаться.

Поэтому приведем ниже конструкции механизмов трансмиссии современных легковых автомобилей.

Современные механизмы трансмиссии легковых автомобилей.

Силовая передача состоит из ряда механизмов, служащих для передачи усилия от двигателя к ведущим колесам автомобиля и позволяющих изменять величину этого усилия в соответствии с условиями движения автомобиля. По числу ведущих осей автомобили разделяются на двухосные с приводом на одну заднюю ось или на обе оси и трехосные с приводом на две задние оси или на все три оси. Двухосные и трехосные автомобили с приводом на все оси относятся к группе автомобилей высокой проходимости, так как могут передвигаться в тяжелых дорожных условиях (сильная грязь, пески, пересеченная местность и т. д.). В соответствии с числом и расположением ведущих осей автомобиля конструкция и расположение механизмов силовой передачи несколько видоизменяются. В обычном транспортном двухосном автомобиле с задней ведущей осью в устройство силовой передачи входят сцепление 1 (рис. 2а), коробка передач 2, карданная передача 3 и задний ведущий мост 4, включающий главную передачу, дифференциал и полуоси. В некоторых моделях двухосных автомобилей с приводом на заднюю ось в силовую передачу дополнительно включена гидромуфта, установленная между двигателем и сцеплением, или же вместо сцепления 1 и коробки передач 2 применяется автоматическая передача, состоящая из гидротрансформатора и планетарного редуктора с автоматическим управлением. В двухосном автомобиле высокой проходимости с приводом на обе оси (≪Москвич-410≫, УАЗ-69, УАЗ-450, ГАЗ-63) в силовую передачу, кроме перечисленных выше стандартных механизмов, входят раздаточная коробка 5 (рис. 2б), совмещенная с дополнительной коробкой передач; карданная передача 6 к переднему ведущему мосту и передний ведущий мост 7, включающий те же механизмы, что и задний мост, и дополнительно карданные шарниры 8 привода передних колес.

Рисунок 2. Схемы силовой передачи автомобилей

При помощи раздаточной коробки можно включать привод только на задние колеса или на все колеса. Дополнительную коробку передач используют для увеличения числа передач автомобиля, что обеспечивает получение необходимого тягового усилия на ведущих колесах для преодоления тяжелых дорожных условий. В трехосных автомобилях высокой проходимости с приводом на все оси (автомобили ЗИЛ-157, ЯАЗ-214, МАЗ-501), кроме перечисленных механизмов, имеется еще второй задний ведущий мост 10 (рис. 2в) с карданной передачей 9 к нему от раздаточной коробки. В трехосных автомобилях с приводом на задние оси в силовой передаче имеются те же механизмы, что и в трехосном автомобиле со всеми ведущими колесами, за исключением переднего ведущего моста и карданной передачи к нему.

В некоторых моделях трехосных автомобилей (например, автомобили ЯАЗ) в силовую передачу входит еще один механизм, называемый межосевым дифференциалом. Этот механизм распределяет подводимое от двигателя усилие поровну на задние ведущие мосты, в результате чего исключается опасность их перегрузки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Муратов А.М., Кайнарбеков А.К. и др. Шагающие движители: Учебное пособие. «Бастау», г Алматы, 2000. 182с.

2. А.Кайнарбеков, А.Омаров, А.Муратов А. Хикаят шагающего колеса. «LAP» LAMBERT Academic Publishing, ,Saarbrücken, Germany, 2014, 270 s.

3. Бескин И.А. Транспорт для бездорожья – Москва: Знание, 1971г.

4. Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин. - Москва: Машиностроение 1990г, с. 467.

5. Муратов А.М., Кайнарбеков А.К. и др. Гусенично - шагающий движитель транспортного средства: Патент РК № 11006, Алматы, 14.11.2001, бюл. №12.