Универсальное транспортное средство

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к универсальным транспортным устройствам малой и средней мощности сельскохозяйственного и/или коммунального назначения и может использоваться при осуществлении работ в стесненных условиях. Универсальное транспортное средство содержит раму 1, на которой установлена кабина 2, выполненная с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, и силовой агрегат 3. Силовой агрегат 3 выполнен комбинированным, в виде дизель-электрогенератора и установлен в задней части рамы 1 на эластичных опорах. Транспортное средство снабжено мотор-колесами 5, 6, расположенными на передней и задней ведущих осях. Передняя пара мотор-колес 5 выполнена управляемой. Привод мотор-колес 5, 6 связан с электрогенератором силового агрегата 3. Передняя ось 7 управляемых мотор-колес 5 с помощью продольного горизонтального шарнира закреплена в передней части рамы. В средней части дополнительно установлены два легкосъемных навесных колеса 9, расположенных на осях 10 между ведущими мотор-колесами 5, 6 для установки легкосъемной гусеницы 11. Навесные колеса 9 выполнены с возможностью установки на задней оси 12 с образованием двухскатной задней подвески. Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в повышении надежности работы универсального транспортного средства за счет упрощения конструкции путем исключения ряда механических и гидравлических узлов в приводе трансмиссии, повышение грузоподъемности, а также снижение массово-габаритных показателей.

Полезная модель относится к универсальным транспортным устройствам малой и средней мощности сельскохозяйственного и/или коммунального назначения и может использоваться при осуществлении работ в стесненных условиях.

Известен колесный трактор, состоящий из двух шарнирно-сочлененных полурам. На передней полураме установлен двигатель, соединенный через сцепление с коробкой передач и раздаточной коробкой, соединенной с передним ведущим мостом. На задней полураме установлены задний ведущий мост и механический вал отбора мощности, связанные карданными передачами с раздаточной коробкой, а также гидравлическая навесная система. Поворот трактора осуществляется при помощи гидроцилиндров (см. RU 2020103 C1, МПК 5 B62D 11/00, 30.09.1994 г.).

Недостатками известного устройства являются наличие в трансмиссии раздаточной коробки, усложняющей конструкцию и увеличивающей базу трактора, а также увеличенная нагрузка на передний мост, обусловленная передним расположением двигателя, и низкая устойчивость из-за жесткого крепления обоих мостов к раме. Недостатком данного устройства является также сложность конструкции и непригодность к полевым работам на небольших земельных участках.

Известны дизель-электрические тракторы ДЭТ-250 и ДЭТ-320 производства ООО «ЧТ3-УРАЛТРАК» с электромеханической трансмиссией, содержащие кинематически соединенный с двигателем внутреннего сгорания электрический генератор на постоянном токе, подключенный к нему тяговый электродвигатель, выходной вал которого кинематически связан с осевым валом, соединенным с входными валами левого и правого механизмов поворота планетарного типа, выходные валы которых, в свою очередь, через бортовые редукторы связаны с ведущими колесами трактора (см. Трактор ДЭТ-250 М2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Трактороэкспорт, Москва, Внешторгиздат, Изд. 4792 Co, 1991, стр. 192, рис 1).

Известен также дизель-электрический трактор ДЭТ-400 производства ООО «ЧТ3-УРАЛТРАК», который имеет электрический привод с электромашинами переменного тока, и содержит двигатель внутреннего сгорания, силовой генератор, один тяговый электродвигатель, приводящий в действие главную передачу, планетарные механизмы поворота, бортовые редукторы и ведущие колеса (см. Трактор ДЭТ-400Б. Руководство по эксплуатации, ООО «ЧТ3-УРАЛТРАК»,2007, стр. 4. Копия прилагается).

У трактора ДЭТ-400 есть существенные преимущества в сравнении с тракторами ДЭТ-250 и ДЭТ-320, а главное - это повышение надежности работы. Однако, механические элементы трансмиссии и их кинематические связи аналогичны тракторам ДЭТ-250 и ДЭТ-320, все они имеют значительную механическую часть трансмиссии, обладающую большой массой и сложностью в изготовлении. Недостатком данных устройств является также сложность конструкции и непригодность к полевым работам на небольших земельных участках.

Известен гусеничный трактор с электрической трансмиссией, содержащий двигатель внутреннего сгорания, силовой генератор, два тяговых электродвигателя, блок управления, размещенные в раме трактора, а также бортовые редукторы и ходовую часть с ведущими и натяжными колесами, причем каждый тяговый электродвигатель выполнен в едином блоке с бортовым редуктором трактора, расположен на единой поперечной оси с бортовым редуктором трактора и ведущим колесом ходовой части и установлен в вырезе рамы с возможностью выступа наружу за ее габариты (аналог - полезная модель РФ 92844, МПК B62D 25/16 (2006.01), 10.04.2010 г.).

Он также имеет значительную механическую часть трансмиссии, обладающую большой массой и сложностью в изготовлении. Недостатком данных устройств является также сложность конструкции и непригодность к работам на небольших земельных участках и в условиях ограниченной возможности передвижения - на внутриквартальных дорогах населенных пунктов.

Известно универсальное транспортное средство - Унимог (нем. Mercedes-Benz Unimog, от нем. Universalmotorgeräf) - семейство универсальных немецких грузовиков-вездеходов для специального использования (имеется широкая гамма дополнительного навесного оборудования) и транспортировки в экстремальных условиях, выбранное в качестве прототипа (см. http://5koleso.ru/content/mercedes-benz-unimog-u20)

Автомобиль имеет постоянный полный привод с колесами одинакового размера, чтобы ехать по дорогам на более высоких скоростях, чем стандартные тракторы. «Унимоги» обладают высоким клиренсом и гибкой рамой, являющейся частью подвески.

В Западной Европе они обычно используются как снегоочистители, коммунальный уборочный транспорт, как для зимнего, так и для летнего применения, сельскохозяйственные грузовики, строительное оборудование (краны, буры, рабочие корзины, манипуляторы, платформы) и локомобили (автомобили, оснащенные железнодорожными направляющими для движения по рельсам).

В настоящее время под маркой Unimog производятся вездеходы трех серий:

- тяжелая серия 437 (нем. Hochgeländegängig, сокр. UHN) включает модели U 4000 и U 5000, предназначенные для езды по пересеченной местности;

- средняя серия 405 (нем. Geräteträger, UGN) включает модели U 300, U 400 и U 500, предназначенные для использования с навесным оборудованием;

- легкая модель U 20 (с 2008 г.; только для стран с левосторонним движением), основанная на укороченной базе U 300 с кабиной над двигателем от бразильского легкого грузовика Accelo (Caminhôes Leves)21.

Mercedes-Benz Unimog U20 обладает следующими техническими характеристиками:

- Грузоподъемность, кг - 800

- полная масса, кг - 7500-8500

- габариты (длина/высота), мм - 4900/2700

- база, мм - 2700

- погрузочная высота, мм - 1300

- двигатель: тип - дизельный; объем, л - 4,25; мощность, л.с. - 156

- коробка передач - механическая, 8-ступенчатая

- вес устройства - 5,1 тонны

Unimog U20 имеет хорошую маневренность. Поскольку колесная база укорочена до 2700 мм, диаметр разворота удалось довести до 12,7 м. Уменьшилась (до 2700 мм) и высота машины. Теперь на ней стало значительно легче проезжать под низкими арками и прочими подобными сооружениями.

Навесное оборудование устанавливается как спереди, так и сзади. Отсюда - универсальность и возможность эксплуатации круглый год. Unimog U20 может работать в качестве газонокосилки или снегоуборочной машины с плужным отвалом шириной 3,4 м и распределителем противогололедных реагентов с емкостью бункера 1,5 м3. Помимо уже упомянутого гидравлического механизма опрокидывания платформы, машина может быть оснащена двухконтурной гидросистемой и передним валом отбора мощности.

В основе U20 применено облегченное шасси с классическим постоянным полным приводом Unimog и портальными мостами. Достаточную проходимость обеспечивают три механизма блокировки дифференциалов и одинарная ошиновка колес размерности 315/60R22.5 или 335/80R20.

В качестве силового агрегата используется дизельный двигатель Mercedes-Benz ОМ904 LA мощностью 156 л.с. Благодаря применению технологии BlueTec он соответствует нормам Euro-4. Мотор агрегатируется с механической 8-ступенчатой коробкой передач. При необходимости число передач можно удвоить.

Трансмиссия Unimog U20 такова, что позволяет двигаться со скоростью 1,5 км/ч на нижней передаче, а при использовании высокой развивать до 90 км/ч. Этим самым U20 выгодно отличается от своих соратников. Он демонстрирует отличную быстроходность при перемещении от объекта к объекту, при необходимости используя и автобаны.

Недостатки Унимога являются:

- сложность конструкции, обусловленная значительной механической частью трансмиссии, обладающей большой массой и сложностью в изготовлении и выполнением гибкой рамы, являющейся частью подвески,

- кабина не имеет возможности поворачиваться, что затрудняет использование транспортного средства, например, при использовании навесных устройств, расположенных сзади,

- имеет низкую проходимость на грунтовых дорогах,

- достаточно большие габаритные размеры и радиус поворота, что затрудняет проезд и обработку малых участков и работу в стесненных городских условиях,

- имеет недостаточную экологичность и универсальность при эксплуатации.

Задача - повышение надежности работы универсального транспортного средства за счет упрощения конструкции путем исключения ряда механических и гидравлических узлов в приводе трансмиссии, повышение грузоподъемности, а также снижение массово-габаритных показателей и достижение универсальности эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что универсальное транспортное средство, содержащее раму и размещенные на ней силовой агрегат и кабину, колеса одинакового размера соединенные с рамой через элементы подвески и выполненные с обеспечением постоянного полного привода, и носители навесного оборудования, согласно полезной модели колеса выполнены в виде мотор-колес, силовой агрегат выполнен комбинированным, в виде бензинового электрогенератора или дизель-электрогенератора, причем привод мотор-колес связан с электрогенератором силового агрегата.

Кабина транспортного средства установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Транспортное средство дополнительно снабжено двумя легкосъемными навесными колесами, установленными на осях, расположенных между ведущими мотор-колесами.

Транспортное средство выполнено с возможностью установки легкосъемной гусеницы.

Навесные колеса выполнены с возможностью установки на задней оси с образованием двухскатной задней подвески.

Транспортное средство снабжено устройствами для приема навесного оборудования, расположенными в передней и задней части рамы соответственно.

Транспортное средство снабжено седельным устройством для приема полуприцепа.

Транспортное средство снабжено быстроразъемными контактами для передачи электроэнергии и управляющих сигналов для навесных элементов, расположенных на полуприцепе.

Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в повышении надежности работы универсального транспортного средства за счет упрощения конструкции путем исключения ряда механических и гидравлических узлов в приводе трансмиссии, повышение грузоподъемности, а также снижение массово-габаритных показателей.

Использование мотор-колес в качестве привода транспортного средства позволяет упростить конструкцию за счет исключения ряда механических и гидравлических узлов в приводе трансмиссии, повысить грузоподъемность, а также снизить массово-габаритные показатели.

Выполнение комбинированного силового агрегата в виде бензинового электрогенератора или дизель-электрогенератора позволяет упростить конструкцию за счет исключения ряда механических и гидравлических узлов в приводе трансмиссии, повысить грузоподъемность, а также снизить массово-габаритные показатели.

За счет связи привода мотор-колес с электрогенератором силовой установки упрощена конструкция подвески колес путем исключения ряда механических и гидравлических узлов в приводе трансмиссии, а также снижены массово-габаритные показатели.

Выполнение кабины с возможностью поворота вокруг вертикальной оси позволяет дополнительно обеспечить улучшение управляемости транспортного средства при работе с различными навесными орудиями.

Фиг. 1 - общий вид транспортного средства на колесном ходу;

Фиг. 2 - общий вид транспортного средства с гусеничным ходом;

Фиг. 3 - общий вид транспортного средства в изометрии.

Универсальное транспортное средство содержит раму 1, на которой установлена кабина 2, выполненная с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, и силовой агрегат 3 (см. фиг. 1). Силовой агрегат 3 выполнен комбинированным, в виде бензинового электрогенератора или дизель-электрогенератора и может быть установлен, например, в средней части рамы 1 на эластичных опорах. Транспортное средство снабжено мотор-колесами 5, 6, расположенными на передней и задней ведущих осях. Передняя пара мотор-колес 5 выполнена управляемой.

Привод мотор-колес 5, 6 связан с электрогенератором силового агрегата 3. Передняя ось 7 управляемых мотор-колес 5 с помощью продольного горизонтального шарнира закреплена в передней части рамы. В средней части между ведущими мотор-колесами 5, 6 дополнительно могут быть установлены два легкосъемных навесных колеса 9 (см. фиг. 2) на осях 10, соединенных с рамой 1. Навесные колеса 9 при установке на оси 10 в средней части служат для монтажа легкосъемной гусеницы 11. Навесные колеса 9 выполнены легкосъемными, с возможностью установки на задней оси 12 с образованием двухскатной задней подвески (см. фиг. 1, 3).

В задней части рамы 1 установлено седельное устройство 13 для приема полуприцепа.

Спереди и сзади универсального транспортного устройства установлены устройства 14 для приема навесного оборудования.

Транспортное средство снабжено быстроразъемными контактами (условно не показаны) для передачи электроэнергии и управляющих сигналов для навесных элементов, расположенных на полуприцепе.

Для управления транспортным средством в передней части рамы установлен электромеханический рулевой механизм (условно не показан), соединенный с передними управляемыми колесами.

Комбинированный силовой агрегат 3 включает бензиновый или дизельный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электрический генератор, преобразующий механическую энергию на валу ДВС в электрическую энергию. Далее электрическая трансмиссия обеспечивает управление электроприводами мотор-колес и может быть передана на навесные орудия, которыми может быть снабжено транспортное средство. Тяговые электродвигатели, вместе с корпусом колесного редуктора установлены на раме 1, преобразуют электроэнергию, получаемую от генератора, в механическую, и через колесные редукторы передают ее на ведущие колеса 5, 6. Вал якоря электродвигателя одним концом соединен с торсионным валом ведущей шестерни редуктора мотор-колеса, а ко второму концу (со стороны коллектора) крепится барабан тормозного механизма стояночной тормозной системы.

Кабина 2 закреплена на шасси универсального транспортного средства через резиновые виброизоляторы и оборудована подрессоренным сидением водителя, отопителем кабины с фильтром для очистки воздуха, вентилятором, стеклоочистителем и стеклоомывателем ветрового стекла, зеркалами заднего вида и т.д. Кабина 2 полностью соответствует требованиям стандартов, устанавливающих уровни шума, вибрации, концентрации вредных веществ и запыленности воздуха, что обеспечивает комфорт водителя и снижает его утомляемость. За счет выполнения кабины 2 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, при работе транспортного средства водитель может быть обращен лицом в ту сторону, где расположены навесные орудия, что дает хороший обзор и удобство в использовании навесного оборудования.

Рама 1 воспринимает ударную нагрузку, усилия на скручивание и излом, кроме того, она является несущим элементом для всех узлов и агрегатов универсального транспортного устройство.

Упругую связь рамы с мостами и колесами универсального транспортного устройства осуществляет простая по конструкции и надежная в эксплуатации известная подвеска (не показана). Подвеска смягчает толчки и удары при движении по неровностям дороги и обеспечивает высокую плавность хода.

Мотор-колеса 5, 6 полифункциональны, так как они выполняют функции распределительных, преобразующих, ходовых и тормозных устройств при использовании электродинамического торможения и пригодны для разных машин. Поэтому трансмиссии с мотор-колесами универсальны и имеют следующие преимущества:

- возможность передачи мощности до нескольких тысяч лошадиных сил от одного или группы дизелей к необходимому числу движителей;

- бесступенчатая тяговая характеристика близка к гиперболе в диапазоне регулирования скорости 1:20 при номинальной мощности;

- возможность целенаправленного управления силовым потоком таким образом, что более нагруженные и находящиеся в лучших условиях по сцеплению движители реализуют большую мощность и развивают максимальное тяговое усилие;

- меньшие расходы на обслуживание по сравнению с расходами при механических и тем более гидромеханических трансмиссий;

- простота и эффективность автоматизации управления трансмиссиями и процессов работы машин.

В настоящее время все эти свойства в совокупности обеспечиваются практически только электрическими универсальными трансмиссиями.

Предлагаемое универсальное транспортное средство обладает следующими техническими характеристиками:

- Грузоподъемность, кг - 1000

- полная масса, кг - 700

- габариты (длина/высота), мм - 2050/2100

- база, мм - 1400

- погрузочная высота, мм - 500

- двигатель: тип - комбинированный; объем, л - 0,8 - 2,0; мощность, л.с. - 22-60

С помощью различных видов навесного оборудования транспортное средство может быть использовано в коммунальном хозяйстве для различных видов уборки территории, погрузки мусора и т.д. в условиях ограниченной возможности перемещения. В результате использования предлагаемого универсального транспортного средства по сравнению с прототипом, достигается повышение КПД использования энергии на транспортных средствах до 15-20%.

Транспортное средство может быть снабжено бетоносмесителем с емкостью барабана, например, 125 л.

Транспортное средство может быть снабжено бытовым смесителем с емкостью барабана, например, 100 л.

Транспортное средство может быть снабжено опрыскивателем с емкостью резервуара, например, 300 л и шириной захвата, например, 6,5 м.

Транспортное средство может быть снабжено сварочно-компрессорным агрегатом со сварочным током, например, от 40 до 60 A и конечным давлением, например, 1 МПа.

Транспортное средство может быть снабжено тракторной тележкой с грузоподъемностью, например, до 500 кг.

Транспортное средство может быть снабжено дорожной щеткой с шириной захвата, например, 950 мм или снегоочистителем с шириной захвата, например, 1070 мм, или бульдозерным отвалом с габаритами, например, 200×130×400 мм.

Транспортное средство может быть снабжено навесной емкостью с грузоподъемностью, например, до 100 кг.

Транспортное средство может быть снабжено ротационной косилкой с шириной захвата, например, 1350 мм.

Заявляемая полезная модель может быть изготовлена в условиях небольших машиностроительных предприятий с применением обычного оборудования и узлов, серийно выпускаемых автомобильной промышленностью.

1. Универсальное транспортное средство, содержащее раму и размещенные на ней силовой агрегат и кабину, колёса одинакового размера, соединенные с рамой через элементы подвески и выполненные с обеспечением постоянного полного привода, и носители навесного оборудования, отличающееся тем, что колеса выполнены в виде мотор-колес, силовой агрегат выполнен комбинированным в виде бензинового электрогенератора или дизель-электрогенератора, причем привод мотор-колес связан с электрогенератором силового агрегата.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что кабина транспортного средства установлена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью установки на мотор-колеса легкосъемной гусеницы.

4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно снабжено двумя легкосъемными навесными колесами, установленными на осях, расположенных между ведущими мотор-колесами.

5. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что навесные колеса выполнены с возможностью установки на задней оси с образованием двухскатной задней подвески.

6. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что снабжено устройствами для приема навесных элементов, расположенными в передней и задней частях рамы соответственно.

7. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что снабжено седельным устройством для приема полуприцепа.

8. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что снабжено быстроразъемными контактами для передачи электроэнергии и управляющих сигналов для навесных элементов, расположенных на полуприцепе.



 

Похожие патенты:
Наверх