Колесо транспортного средства с изменяемой геометрией

Изобретение относится к колесам транспортных средств и приспособлениям к ним, предназначенным для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги.

Из существующего уровня техники уже несколько тысячелетий известно колесо, как правило, круглой формы, что позволяет поставленному на него телу катиться, а не скользить [4]. Также известно, что круглая форма колеса не является единственно существующей [5]. Связано это с тем, что колесо, имеющее только круглую форму, не всегда может обеспечить транспортному средству передвижение по труднопроходимой местности, а также преодоление препятствий, так как круглая форма колеса может вызывать его проскальзывание в грязи, песке, снегу и др. В силу этих причин в настоящее время проводятся различные исследования, разрабатываются конструкции колес, способных изменять свою форму, например, при преодолении препятствий [1] и др.

Вместе с тем, еще в 1957 г. гражданин США Альберт Сфредд получил патент №2786540 «Некруглое колесо», по которому в 1960-е гг. было построено несколько ходовых моделей и макетов для армии США [5]. По этому поводу в американском журнале «Popular Mechanics» в апреле 1970 г. писали: «Квадратные колеса такой системы работают лучше, чем круглые в условиях сложнопересеченной местности, остроугольные грани обеспечивают лучшее сцепление на снегу, грязи, песке или крутых склонах, обеспечивая повышенную тягу для грузовых автомобилей, танков и другой военной техники» [5]. Принцип некруглого колеса Альберта Сфредда, наиболее подходящий при преодолении труднопроходимых участков местности, выбран в качестве прототипа в заявленном изобретении.

Подробнее, характеризуя принцип некруглого колеса, реализованный по патенту Альберта Сфредда, отметим, что при всех положительных свойствах его квадратных колес при преодолении труднопроходимых участков местности, плавность хода транспортных средств с такими колесами по ровным поверхностям обеспечивалась «эффектом круглых колес» за счет усложнения ходовой части транспортных средств. Данное обстоятельство следует отнести к недостатку, поскольку для применения технического решения Альберта Сфредда на практике недостаточно было только поменять колеса, необходимо было менять всю ходовую часть транспортного средства, дополняя ее различными плавающими осями, шестернями и др. [5]. Кроме того, такие колеса могли иметь всегда только какую-либо одну форму, например квадратную. При этом при замене колес на круглые необходимо было вновь менять ходовую часть транспортного средства.

Исходя из этого, задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание простого и надежного устройства, позволяющего придавать, при необходимости, колесу вместо круглой формы овальную или многоугольную для увеличения силы сцепления колес с поверхностью дороги в труднопроходимых условиях без изменения конструкции ходовой части транспортного средства.

Подходя к решению поставленной технической задачи, заметим, что частично принцип изменения формы колеса транспортного средства только при преодолении труднопроходимых участков местности, на практике уже реализован. Так, известно, что на автомобилях Урал, КамАЗ и др. рекомендуется уменьшать давление в колесах в тяжелых дорожных условиях (снег, грязь, мягкий грунт, песок и т.д.) [3], так как при уменьшении давления колеса под нагрузкой приобретают псевдоовальную форму. Причем, это касается как гражданской автомобильной промышленности, так военной [2]. Однако проведенный патентный поиск показал, что технического решения, которое позволяло бы придавать колесам еще и многоугольные формы, а затем вновь круглые, без замены самих колес или их частей, в настоящее время не существует.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что колесо транспортного средства состоит из диска с формообразующими приливами и шины, при этом формообразующие приливы на диске обеспечивают изменение формы колеса при понижении давления в шине.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем притязаний заявляемого технического решения, а являются лишь иллюстрирующим материалом возможного частного случая его выполнения:

- фиг.1 – общий вид колеса;

- фиг.2 – вариант преодоления препятствия (яма).

Позициями на чертеже обозначены:

1 – диск;

2 – формообразующие приливы;

3 – шина.

Эксплуатация заявляемого технического решения (далее также – «колесо» или «колесо с изменяемой геометрией») предполагается следующим образом.

При передвижении транспортного средства, оборудованного колесами с изменяемой геометрией, по ровным поверхностям, давление в колесах поддерживается исходя из требований эксплуатационной документации транспортного средства. Благодаря этому, каждое колесо будет иметь круглую форму. Однако, при необходимости, например, при передвижении по снегу, грязи, песку, ямам и др., давление в колесах уменьшается. В результате этого, под нагрузкой, в каждом колесе формообразующие приливы 2 диска 1 воздействуют на шину 3 и в нижней ее части придают шине, например, псевдоквадратную форму, как показано на фиг.2. Такая форма колеса позволит увеличить сцепление с поверхностью дороги, преодолеть яму и др., поскольку уже отмечалось, что овальная и квадратная форма колеса для таких случаев наиболее приемлема. Причем количество формообразующих приливов и их форма не ограничиваются при производстве дисков, что позволит изготавливать овальные, трех- и т.д. многоугольно-изменяемые колеса.

После преодоления труднопроходимого участка местности, давление в колесах вновь увеличивается. Вследствие этого формообразующие приливы 2 диска 1 перестают воздействовать на шину в ее нижней части, и колеса снова приобретают круглую форму для передвижения транспортного средства по ровной местности.

Такая конструкция позволяет совместить достоинства квадратных колес при передвижении по снегу, грязи, песку, ямам и др. и учесть недостатки, указанные выше. Для изготовления колес с изменяемой геометрией достаточно только изготовить новые диски с формообразующими приливами, допустимо использовать уже существующие шины в новых колесах. Какая-либо доработка или периодическая замена колес или ходовой части транспортных средств не потребуются.

Использованные источники

1. Безвоздушные шины и колеса стали доступны для коммерческих машин [Электронный ресурс]. - URL: http://primorye24.ru/news/post/19681-bezvozdushnye-shiny-i-kolesa-stali-dostupny-dlya-kommercheskih-mashin (16.07.17). - Загл. с экрана.

2. Бронетранспортер БТР-80. Инструкция по эксплуатации 5903-0000010ИЭ. – М.: Воениздат, 1990. – 288 с.

3. Вождение автомобиля Урал 4320-«Уралспецмаш» [Электронный ресурс]. - URL: http://uralspecmash.ru/poleznaya-informaciya/ural-4320/vozhdenie-avtomobilya (16.07.17). - Загл. с экрана.

4. Колесо-Википедия [Электронный ресурс]. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Колесо (16.07.17). - Загл. с экрана.

5. Некруглые колеса. – Алексей 76 [Электронный ресурс]. - URL: http://alexey-76-kb-4.livejournal.com/8585.html (16.07.17). - Загл. с экрана.