Одноколейное транспортное средство что это
23.1. Одноколейные транспортные средства
Мопеды требуют очень несложного обслуживания. Обычно они имеют автоматическое центробежное сцепление и одноступенчатую передачу, чем одновременно ограничивается их максимальная скорость. С точки зрения топливной экономичности, было бы целесообразно применять бесступенчатую передачу, но это связано с увеличением стоимости мопеда.
Мопед удобен и для передвижения по грунтовым дорогам, так как небольшая масса позволяет легко вытащить его при увязании. Для эксплуатации на грунтовых дорогах мопеды могут снабжаться шинами повышенной ширины.
По-видимому, следует ожидать дальнейшего совершенствования и расширения применения этого массового и экономичного типа транспортного средства. С целью снижения содержания вредных веществ в отработавших газах мопедов целесообразен переход на использование в них четырехтактного двигателя, обеспечивающего также и меньший шум при работе.
Мопед очень удачно дополняет автомобиль на отдыхе, поэтому он должен иметь малые габариты и быть легко размещаем в багажнике автомобиля.
Хорошим примером такого малогабаритного современного мопеда, приспособленного для движения по грунтовой дороге, являются мопеды фирмы «Хонда». Они снабжаются четырехтактным бензиновым двигателем воздушного охлаждения рабочим объемом 50 см 3 с верхним распределительным валом, широкими шинами. Хорошее компоновочное решение и малошумный двигатель создают условия для удобной и приятной поездки.
Для движения в условиях пересеченной местности фирма «Хонда» создала также малый трехколесный мотоцикл высокой проходимости с двигателем рабочим объемом 90 см 3 и широкими шинами низкого давления, при небольшом давлении выполняющих функцию подрессоривания. Объем шин таков, что этот мотоцикл может плавать: передвижение по воде обеспечивается вращением ведущих колес. На мотоцикле применена восьмиступенчатая коробка передач. Малое удельное давление в площади контакта шин с поверхностью дороги позволяет двигаться по песку и твердому снежному покрытию.
Мотоциклы более высоких классов предназначены в основном для спортивной езды. Некоторые из них имеют четырех- или даже шестицилиндровые рядные двигатели (рис. 151). Такие мотоциклы применяют почти исключительно в спортивных или специальных целях и их масса, превышающая 200 кг, а также увеличенные размеры двигателей, естественно, не могут обеспечить экономичную эксплуатацию. В будущем, по-видимому, они будут вызов пускаться в относительно небольших количествах, хотя их стоимость и будет выше стоимости легкового автомобиля малого класса, а расход топлива будет по-прежнему очень велик.
Рис. 151. Четырехцилиндровый четырехтактный мотоциклетный двигатель ‘Хонда’, устанавливаемый поперечно на раме мотоцикла
Одноколейное транспортное средство
Использование изобретения, в машиностроении, производстве одноколейных транспортных средств. Патентуется одноколейное транспортное средство, имеющее установленные на раме двигатель, ведущее колесо, механическую трансмиссию, соединяющую между собой двигатель и ведущее колесо с возможностью изменения передаточного отношения, тормоз и двухпедальную систему управления режимом движения, связанную с двигателем и тормозом. Трансмиссия содержит саморегулируемый трансформатор вращающего момента, который размещен по месту расположения ступицы ведущего колеса и связан с рамой подшипниковыми опорами. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а точнее, к механическим транспортным средствам и может быть использовано преимущественно в производстве одноколейных транспортных средств типа мотоцикла.
Известны [1] одноколейные транспортные средства (0ТС), имеющие раму, двигатель, снабженный ведущим звеном (звездочкой), ведущее колесо, связанное с рамой, трансмиссию, кинематически связывающую ведущую звездочку и ведущее колесо с возможностью ступенчатого изменения передаточного отношения, и систему управления, связанную с двигателем, трансмиссией и тормозом.
Известным 0ТС характерны такие недостатки, как сложность конструкции и управления, благодаря чему снижается надежность и повышается опасность дорожно-транспортных происшествий.
Среди известных OТC наиболее простую конструкцию имеют такие, у которых в трансмиссии цепная передача, соединяющая ведущую и ведомую звездочки. Однако и они остаются достаточно сложными по конструкции и в управлении, поскольку имеют механизм сцепления, многоступенчатую коробку передач, цепную передачу и органы управления двигателем, сцеплением, коробкой передачи и тормозом.
Таково принятое за прототип OТC типа мотоцикла (см. например, книгу: Бюссиен Р. Автомобильный справочник, М. Машиностроение, 1960, стр. 668, т. 2).
По прототипу OТC имеет раму, двигатель, установленный на раме и снабженный ведущей звездочкой, ведущее колесо, снабженное ступицей и ведомой звездочкой, закрепленной на ступице, механическую трансмиссию, соединяющую между собой ведущую и ведомую звездочки с возможностью изменения передаточного отношения, тормоз и систему управления режимом движения.
Основными недостатками прототипа являются сложность конструкции и управления в связи с использованием трансмиссии со ступенчатой коробкой передач. По этой же причине низкие динамика и надежность.
Желательны OТC простые по конструкции и в управлении, высокодинамичные и надежные.
Изобретение выполнено с целью упрощения конструкции, повышения динамики и облегчения управления OТC.
Поставленная цель достигается также тем, что кривошипы выполнены одинаковыми по наклону и размерам шеек и имеют оси, размещенные в одной плоскости.
Поставленная цель достигается также тем, что трансформатор вращающего момента выполнен однопоточным так, что прецессирующие сателлиты снабжены коническими зубчатыми венцами, входящими в зацепление между собой, а один из сателлитов установлен свободно относительно крышки барабана.
Поставленная цель достигается тем, что трансформатор вращающего момента содержит один прецессирующий сателлит, кинематически связанный с барабаном зубчатой передачей.
Указанные признаки OТC являются существенными, поскольку использование саморегулируемого трансформатора вращающего момента исключает из конструкции механизм сцепления и ступенчатую коробку передач, имеющие большое число деталей и поверхностей трения, упрощает систему управления и процесс управления, что служит снижению возможности ДТП, повышает динамику OТC ввиду безразрывности силового потока при смене режима движения, а размещение трансформатора вращающего момента вместо ступицы в ведущем колесе уменьшает габариты и дополнительные упрощает конструкцию. Остальные существенные признаки служат повышению уравновешенности силового блока и всего OТC и дополнительному упрощению конструкции применительно к отдельным типам OТC.
Сопоставление заявленного OТC с прототипом, аналогами и другими машинами транспортного и иного назначения, имеющими механическую трансмиссию, показало, что предложенное техническое решение не следует из уровня техники и является новым. Это обусловлено тем, что известные механические [3, 4] трансформаторы вращающего момента громоздки, сложным и тяжелы для OТC и не имеют перспектив практического применения на мотоциклах, мотороллерах, минитракторах с одним ведущим колесом и др. Предложенное OТC имеет трансформатор вращающего момента нового типа, действие которого основано на использовании прецессирующего сателлита, образующего гироскопический момент, передаваемый в качестве вращающего момента выходному звену трансмиссии. Использование гироскопического момента в трансмиссии машин решение новое и может представлять интерес не только для одноколейной транспортной техники. Значит, техническое решение имеет изобретательский уровень.
Изобретение промышленно применимо, поскольку предназначено для использования в промышленности и способно обеспечить достижение усматриваемого результата.
Сущность изобретения поясняется на примерах его реализации.
На фиг. 1 показан фрагмент общего вида одноколейного транспортного средства типа мотоцикла с продольным горизонтальным разрезом по оси ведущего колеса.
На фиг. 2 показан однопоточный трансформатор вращающего момента, продольный разрез.
На фиг. 3 то же при одном прецессирующем сателлите.
Одноколейное транспортное средство (фиг. 1) имеет раму 1. На раму установлены двигатель 2, снабженный ведущей звездочкой 3, и ведущее колесо 4, снабженное ступицей 5 в виде трансформатора вращающего момента. Последний имеет входной вал 6, который снабжен ведомой звездочкой 7 и бесконечной цепью 8 связан с двигателем, и выходное звено в виде барабана 9, связанного жестко спицами 10 с ведущим колесом. Барабан имеет торцевые крышки 11 и 12 с наружными цапфами 13 и 14, снабженными наружными 15 и внутренними 16 подшипниковыми опорами. Через опоры 15 барабан и ведущее колесо связаны с рамой с возможностью вращения. Входной вал двухопорный, что служит повышению жесткости, он установлен соосно барабану на двух внутренних опорах 16 цапф, выполнен коленчатым с двумя парами кривошипов 17 и 18.
В каждой паре кривошипные шейки наклонены к оси входного вала на угол около 20 o и соосны между собой при угловом сдвиге между ними 180 o >. Не обязательным, но желательным для улучшения свойств OТC, является условие выполнения кривошипов одинаковыми по наклону и размерам шеек, оси которых размещены в одной плоскости, благодаря чему конструкция технологичнее. В общем случае наклон шеек принимают в пределах от 0,5 до 45 o ориентировочно, причем с ростом оборотности двигателя наклон может быть уменьшен, что благоприятно сказывается на уменьшении длины барабана.
На шейках кривошипа 17 установлен с возможностью вращения прецессирующий сателлит 19, который на ободе несет распределенную массу 20, а на диске имеет зубчатый конический венец 21. На крышке 12 жестко закреплен зубчатый конический венец 22, входящий в зацепление с зубчатым венцом 21 прецессирующего сателлита.
Аналогично на шейках кривошипа 18 установлен прецессирующий сателлит 23, несущий инерционную массу 24 и зубчатый венец 25, на крышке 11 жестко закреплен зубчатый венец 26, а зубчатые венцы 25 и 26 находятся в зацеплении. Благодаря применению двух прецессирующих сателлитов суммарная инерционная масса трансформатора вращающего момента получается достаточной для получения необходимого момента инерции при меньшем диаметре барабана, умещающемся внутри ведущего колеса, и обеспечивается внутренняя уравновешенность.
На барабане размещен дисковый тормоз 27, соединенный с педалью 28 тормоза двухпедальной системы управления режимом движения. Вторая педаль 29 этой системы связана с двигателем. Трансформатор вращающего момента снабжен уплотнениями (не показаны) и содержит смазочное трансмиссионное масло в полости барабана.
Работает одноколейное транспортное средство следующим образом.
Пуск двигателя 2 производят, включив тормоз 27 педалью 28 и ограничивая сверху возможную скорость вала двигателя выбором положения педали 29. При вращении ведущей звездочки 3 цепь 8 приводит ведомую звездочку 7 и жестко связанный с ним входной вал 6, который вращается во внутренних подшипниковых опорах 16 цапф 13 и 14 крышек 11 и 12 барабана 9 трансформатора вращающего момента 5.
Вследствие наклона кривошипных шеек кривошипов 17 и 18 к оси входного вала прецессирующие сателлиты 19 и 23 совершают прецессию (коническую), при которой оси сателлитов описывают боковые поверхности конусов, вершины которых находятся в точках пересечения этих осей с осью вращения входного вала. При ограниченных сверху оборотах двигателя прецессия происходит с малой скоростью, вращающий момент на барабане невелик и тормоз удерживает OТC на месте. При этом зубчатые венцы 21 и 25 обкатывают зубчатые венцы 22 и 26 без значительных затрат на трение, смазываясь разбрызгиванием.
Чтобы задать движение, производят растормаживание педалью 28 и плавное увеличение подачи топлива педалью 29, задавая повышенную скорость вращения входному валу. Это увеличивает скорость прецессии сателлитов 19 и 23.
Прецессия состоит из двух одновременно протекающих вращений сателлита, каждое из которых происходит относительно одной оси координат неподвижной системы координат, у которой третья ось координат направлена вдоль оси вращения входного вала. Этим вращениям соответствуют моменты сил инерции движущихся масс, сосредоточенных на ободе сателлита и увеличенных за счет инерционной массы 20 и 24. Подобно тому, как в радиально-упорном подшипнике одновременное вращение шарика относительно двух осей вызывает образование гироскопического момента, действующего относительно третьей оси координат и вызывающего вращение шарика относительно этой третьей оси, прецессия сателлита вызывает образование гироскопического момента, действующего относительно оси входного вала по ходу последнего. Величина гироскопического момента определяется (5) произведением момента инерции сателлита, двух составляющих скорости прецессии и синуса угла наклона шейки кривошипа входного вала. Поскольку составляющие скорости прецессии прямо зависят от скорости входного вала, то прирост оборотов вала двигателя отображается квадратичной зависимостью гироскопического момента от заданных оборотов и этот момент возрастает более существенно. Этот момент действует на каждый из сателлитов, передается через пары зубчатых венцов 21-22 и 25-26 на крышки 12 и 11 и далее на барабан 9 и ведущее колесо, соединенные спицами 10. Это вызывает вращение колеса 4 в подшипниковых опорах 15 на раме 1 и движение OТC при уменьшении разности скоростей входного вала и барабана и уменьшении скорости и прецессии.
Установившаяся скорость движения определяется балансом мощности при равенстве суммы двух моментов гироскопических, подводимых от сателлитов 19 и 23, одному моменту внешних сопротивлений, приведенному к зубчатым венцам 22 и 26. Если баланса нет, то происходит автоматическое ускорение или замедление ведущего колеса в такой степени, чтобы при неизменной скорости звездочки 3, заданной педалью 29, установилась необходимая для баланса разность скоростей входного и выходного звеньев трансформатора. Очевидно, что при уменьшении внешних сопротивлений баланс наступает при более высокой скорости движения OТC. Когда разность скоростей равна нулю, то прецессии нет и гироскопический момент имеет нулевое значение. Наоборот, рост внешних сопротивлений приводит к замедлению барабана, росту разности скоростей и скорости прецессии и увеличению гироскопического момента до максимума при нулевой скорости барабана. Вследствие этого трансмиссия имеет такую же характеристику, какую обеспечивает механический инерционный трансформатор [3] В отличие от последнего гироскопический трансформатор заявленного OТC имеет на выходе движение без пульсации скорости, что благоприятно сказывается на условиях работы и долговечности последующих элементов трансмиссии и ходовой части.
Для изменения скорости в принудительном порядке с целью изменения режима движения управляют педалью 29, воздействуя на двигатель. Увеличению топливоподачи соответствует рост разности скоростей вала 6 и барабана 9, рост составляющих скорости прецессии увеличивает гироскопический момент и момент на ведущем колесе, а последнее приводит к увеличению скорости в такой степени, чтобы прирост момент и момент на ведущем колесе, а последнее приводит к увеличению скорости в такой степени, чтобы прирост момента сопротивления полностью компенсировался приростом гироскопического момента. Для уменьшения скорости топливоподачи уменьшают и баланс мощности достигается при новом более низком значении момента сопротивления. На дороге переменного сопротивления постоянство скорости достигается корректирующими воздействиями на педаль 29, как это делается обычно на OТC при движении на неизменной передаче. В отличие от последнего заявленный OТC обеспечивает весь диапазон скоростей без последнего разрыва силового потока, что повышает динамику и КПД, снижает расход топлива и выделение токсичных газов, повышает безопасность движения из-за отсутствия переключения передач, сопряженных с манипуляциями рычагом сцепления и переключателем скорости. Это свидетельствует о том, что трансформатор вращающего момента является саморегулируемым и обеспечивает повышение динамики и облегчение управления.
Сопоставляя конструкции трансмиссии и органов управления, видим, что заявленное OТC значительно проще, поскольку нет многодискового сцепления и его органов управления, нет многошестеренной коробки передач с ее органами управления, нет промежуточной цепной передачи, расположенной между двигателем и коробкой передач, и отдельной ступицы ведущего колеса. Заменитель их трансформатор вращающего момента гироскопического типа имеет в промежутке между входным валом и выходным звеном всего два подвижных элемента и содержит 4 зубчатых венца в механизме преобразования и передачи вращающего момента. По сравнению с аналогами, гидротрансформатором и механическим инерционным трансформатором. Гироскопический трансформатор несопоставимо прост, легок и надежен. Этим предопределяются широкие перспективы применения заявленного OТC в промышленности, выпускающей мотоциклы, мотороллеры и минитракторы. Дополнительные преимущества, обусловленные двухпоточной схемой трансформатора, при которой момент входного вала распределяется поровну на два сателлита и две зубчатых передачи, проявляются снижением нагруженности зубьев и повышению ресурса шестерен, являющихся наиболее быстро изнашивающимися элементами.
Для останова OТC действием на педаль управления двигателем снижают до холостого хода скорость двигателя и притормаживают. При этом трансформатор вращающего момента не обеспечивает возможность торможения двигателем, поскольку превышение скорости выходного звена над скоростью входного вала приводит лишь к обкатыванию зубчатых венцов 22 и 26 зубчатыми венцами 21 и 25, т. е. без передачи момента входному валу. Это недостаток, приводящий к увеличению нагруженности тормоза 27. Однако, он компенсируется возможностью более рационального использования режима движения накатом, поскольку на этом режиме ДВС может быть переведен на режим холостого хода, не зависящий от скорости колеса 4 и поэтому наиболее экономичный по расходу топлива.
По расчету трансформатор вращающего момента с упомянутыми характеристиками в комплексе с высокооборотным ДВС (ок. 60001/мин.) без повышения в цепной передаче обеспечивает вращающий момент на колесе 29,3 Нм при скорости OТC около 120 км/ч. Этому соответствует мощность около 3,5 кВт, что приемлемо для мотоцикла. Для увеличения мощности надо применить повышающую цепную передачу.
Примечание: о действительных значениях мощности, передаваемой с использованием гироскопического момента, свидетельствуют следующие наблюдения.
Известно [6] что под действием гироскопического момента, возникающего от вращений маховика ДВС судна, происходящих в работе двигателя и под действием поперечной качки судна на волнах, происходит «рыскание» судна относительно заданного направления движения. Поскольку направление рабочего вращения маховика неизменно, а повороты на волне знакопеременные, то повороты судна относительно вертикальной оси координат происходят влево и вправо попеременно в соответствии с колебаниями судна относительно горизонтальной поперечной оси координат и вызывают «рыскание». При этом ось рабочего вращения маховика ДВС направлена вдоль продольной оси судна. Заметим, что скорости, составляющие прецессию маховика, в этом примере невелики, а большое значение гироскопического момента достигается за счет большой массы маховика и его большого радиуса, определяющих момент инерции.
Опытная проверка идеи привода за счет гироскопического момента была проведена нами на бытовой стиральной машине с донным активатором, связанным с электродвигателем ременной передачей. Вал привода был снабжен шейкой, наклонной под углом 20 o к оси вала. Штатный активатор был снабжен ступицей с отверстием и и установлен на шейку с возможностью вращения. Пуск машины приводил к прецессии активатора и его вращению со скоростью, обеспечивающей раскрутку рабочей жидкости в моечном баке такой же интенсивности, как при штатном приводе активатора.
С помощью трехскоростного настольно-сверлильного станка и пружинного динамометра был измерен гироскопический момент для трех режимов вращения вала привода при остановленном активаторе. Установлена квадратичная зависимость этого момента от скорости, что подтверждает идею.
В варианте OТC трансформатор вращающего момента (фиг. 2) выполнен однотопочным так, что прецессирующие сателлиты 19 и 23 снабжены коническими зубчатыми венцами 30 и 31, входящими в зацепление между собой, а один из сателлитов, в частности 23, установлен свободно относительно крышки 11 барабана 9. Соответственно из конструкции исключен зубчатый венец 26. Остальные обозначения соответствуют фиг. 1.
Работает транспортное средство аналогично рассмотренному так, что гироскопический момент от сателлита 23 передается через зубчатые венцы 30 и 31 на сателлит 19, а от него суммарный гироскопический момент передается через зубчатые венцы 21 и 22 крышке 12, барабану 9 и ведущему колесу 4. Применение этой конструкции позволяет несколько сократить размер барабана вдоль оси или увеличить ширину и массу сателлитов при сохранении размера барабана. Последнее целесообразно для увеличения передаваемой мощности при сохранении неизменным диаметра барабана. Эти возможности обусловлены исключительно заменой зубчатого венца крышки венцами 30 и 31 меньшей высоты.
В варианте OТC трансформатор вращающего момента (фиг. 3) содержит один прецессирующий сателлит, кинематически связанный c барабаном конической зубчатой передачей, включающей в себя зубчатые венцы 21 и 22. Соответственно исключены из конструкции кривошип и пара зубчатых венцов, относящихся к исключенному сателлиту. Остальные обозначения соответствуют фиг. 1.
Работает OТC аналогично рассмотренным с той особенностью, что трансформация вращающего момента происходит в одном потоке через прецессирующий сателлит 19 и зубчатую пару 21 и 22. При этом момент сил инерции, действующий в плоскости осей вала 6 и шейки кривошипа 17 остается неуравновешенным и передается на раму 1, вызывая вибрацию с частотой вращения входного вала. Этот вариант проще по конструкции и требует увеличения диаметра барабана 9 для увеличения массы и момента инерции прецессирующего сателлита 19. Поэтому такая конструкция рекомендуется для быстроходных и менее комфортабельных транспортных средств, например спортивных мотоциклов, имеющих ведущее колесо увеличенного диаметра.
(56): Бекман В.В. Гоночные мотоциклы. Л. Машиностроение, 1983.
Бюссиент Р. Автомобильный справочник. Т. 2, М. Машиностроение, 1960 (прототип).
Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. М. Машиностроение, 1987.
Сизов И.Д. Трансформатор вместо муфты сцепления и коробки передач /авт. пром. 1991, N 8.
Орлов П.И. Основы конструирования. Книга 2, М. Машиностроение, 1988.
Сахарный Н.Ф. Курс теоретической механики, М. Высшая школа, 1964.
2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что кривошипы входного вала выполнены одинаковыми по наклону и размерам шеек и имеют оси, размещенные в одной плоскости.
3. Одноколейное транспортное средство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что трансформатор вращающего момента выполнен однопоточным, а прецессирующие сателлиты снабжены коническими зубчатыми венцами для зацепления между собой, один из сателлитов установлен свободно относительно крышки барабана.
4. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что трансформатор вращающего момента содержит один прецессирующий сателлит, кинематически связанный с крышкой барабана зубчатой передачей.
Одноколейное транспортное средство что это
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к малогабаритным индивидуальным транспортным средствам, и может быть использовано в таких категориях, как: велосипед, мопед, мотоцикл, мотоколяска и т.п. для передвижения в любое время года при любых погодных условиях.
Из уровня техники известно транспортное средство, содержащее кузов, колеса, передние и задние сдвижные двери и сдвижную крышу, сдвижные двери и сдвижная крыша имеют направляющие устройства, соединенные с кузовом и с соответствующими дверями и крышей, при этом двери и крыша имеют электромеханический привод (CN 101844503 А, опубликовано 29.09.2010).
Недостатками известного решения являются большая масса конструкции сдвижной крыши и сдвижной двери, нижнее расположение электромеханического механизма привода крыши требует дополнительного усиления конструкции для компенсации нагрузок на изгиб и скручивание, наличие порожка, большие габариты транспортного средства, что не решает проблемы дорожных пробок и удобной парковки.
Для решения проблем уличных пробок и парковок предлагается закрытая кабина для одноколейного двухосного малогабаритного транспортного средства в категориях «мопед», «велосипед» и «мотоцикл».
Из уровня техники известно одноколейное транспортное средство, содержащее каркас с рамой, обшивку, связанные с рамой колеса, раздвижную дверь, выдвижной потолок с соединенным с ним задним стеклом (см. CN 203246540 U, опубликовано 23.10.2013).
Недостатком ближайшего аналога является отсутствие промежуточного положения сдвижного фонаря (или полностью открыт, или полностью закрыт) и отсутствие двери, что вызывает необходимость преодолевать при посадке и высадке высокий порожек. Если уменьшить высоту порожка за счет увеличения остекления фонаря, то это уменьшит прочность фонаря и увеличит его массу, что потребует значительных физических усилий при его открывании/закрывании.
Наиболее близким решением к предложенному является одноколейное транспортное средство с кабиной, содержащее корпус, имеющий открытую снизу переднюю и заднюю части для переднего и заднего колес, и часть фюзеляжа с дверью, выполненной с возможностью открывания/закрывания в боковую сторону в области полезного пространства (см. ЕР 0097622, опубликовано 04.01.1984).
Основным недостатком ближайшего аналога является неудобство при посадке и высадке водителя и пассажира из-за высокого порожка и их положения полулежа (когда сиденье и ноги находятся практически на одном уровне) внутри кабины. Это вызвано наличием откидного вбок фонаря. При весьма значительных размерах фонаря, он все равно недостаточно продлен вниз, чтобы уменьшить высоту порожка. А увеличение размеров фонаря или установка дополнительной откидной вниз двери (как на истребителях времен второй мировой войны) приведет к критическому ослаблению несущего кузова. Положение полулежа вызвано необходимостью избежать увеличения высоты кузова и возрастания боковой парусности и для создания иллюзии объема за счет пространства над головой. Кроме того, недостатком является то, что езда возможна только при полностью закрытом фонаре, что создает дискомфорт от пребывания в замкнутом объеме и требует интенсивной вентиляции кабины.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является устранение вышеперечисленных недостатков и создание малогабаритного одноколейного транспортного средства (ТС), имеющего небольшие размеры кабины (минимальный объем салона), удобного в эксплуатации и при посадке и высадке, обеспечивающего комфортную поездку в любое время года при любых погодных условиях при одновременном сохранении достаточной жесткости кузова, исключение дискомфорта замкнутого пространства и исключение проблемы вентиляции кабины ТС.
Техническая проблема изобретения решается тем, что одноколейное транспортное средство содержит каркас с рамой, закрепленную на каркасе обшивку, связанные с рамой колеса, а также сдвижной фонарь и сдвижную дверь, соединенные с каркасом с возможностью перемещения относительно него в горизонтальном направлении, рама включает два лонжерона и поперечины, при этом один из лонжеронов выполнен из двух частей с промежутком между двумя поперечинами, расположенным в дверном проеме.
Кроме того, каркас может включать пары передних, средних и задних стоек, закрепленных на раме, при этом со стороны лонжерона, состоящего из двух частей, передняя и средняя стойки могут быть расположены на концах поперечин, между которыми расположен промежуток между частями лонжерона.
Кроме того, сдвижной фонарь может иметь боковые направляющие, установленные на первой направляющей, закрепленной на стойках на участке от передней до задней стойки и на второй направляющей, закрепленной на стойках на участке от средней до задней стойки.
Кроме того, сдвижная дверь может иметь две направляющие, верхняя направляющая может быть установлена на третьей направляющей, закрепленной на средней и задней стойках, а нижняя направляющая сдвижной двери может быть установлена на четвертой направляющей, закрепленной на одном из лонжеронов между передней и задней стойками.
Сдвижная дверь имеет, преимущественно, L-образную форму поперечного сечения.
Кроме того, лонжероны могут иметь L-образную форму поперечного сечения, при этом одни продольные края лонжеронов жестко связаны друг с другом, а другие продольные края лонжеронов связаны с первой и второй направляющими соответственно.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности посадки и высадки при минимальных габаритах кабины ТС за счет отсутствия порога и исключения необходимости переступания через него, обеспечение возможности движения с полностью закрытым, частично открытым и полностью открытым фонарем.
Одноколейное транспортное средство (далее по тексту ТС) может представлять собой мопед, мотоцикл, скутер или другие двухколесные одноколейные транспортные средства (в том числе велосипед). Предложенное ТС содержит раму 1, включающую, преимущественно, два лонжерона 2 и 3 (или большее количество в зависимости от необходимой жесткости рамы 1) и две поперечины 4 и 5 (или большее количество поперечин в зависимости от длины лонжеронов 2, 3), связывающие лонжероны 2, 3 между собой. При этом лонжерон 2 выполнен из двух частей с промежутком 6 между поперечинами 4 и 5 (между частями лонжерона 2), расположенным в дверном проеме 7. Таким образом, поперечины 4 и 5, участок лонжерона 3, соединяющий поперечины 4, 5, а также промежуток 6 лонжерона 2 образуют П-образный участок рамы 1 (с пространством между поперечинами 4 и 5 для размещения ног водителя при посадке/высадке в/из ТС, обозначен на фиг. 1 и фиг. 2 штриховкой). Промежуток 6, а также дверной проем 7 могут быть расположены как с левой, так и с правой стороны ТС (преимущественно, с левой стороны) в зависимости от удобства посадки водителя или организации дорожного движения (правостороннего или левостороннего). В вариантном выполнении изобретения поперечина 4 может иметь изогнутую в вертикальном направлении форму (например, П-образную или иную) для связи с рулевой колонкой 8 (фиг. 2).
С рамой 1 связаны колеса 9, например, посредством оси, либо с помощью иных элементов, обеспечивающих свободное вращение и перемещение колес 9 (например, рулевая колонка 8 с вилкой и др.).
С рамой 1 жестко связан каркас 10, включающий пару передних стоек 11, пару средних стоек 12 и пару задних стоек 13. Передние стойки 11 жестко закреплены на раме 1 и расположены, преимущественно, в зоне переднего колеса 9 на противоположных концах поперечины 4. Возможен вариант, когда одна стойка 11 расположена на лонжероне 2 на конце поперечины 4 (возле промежутка 6), а другая стойка 11 расположена на лонжероне 3 вне конца поперечины 4, т.е. смещена в переднюю или заднюю сторону ТС (расположена на участке лонжерона 3, соединяющем поперечины 4 и 5, или вне этого участка). Также возможен вариант, когда одна стойка 11 расположена на лонжероне 2 вне конца поперечины 4 (т.е. смещена вперед ТС от промежутка 6), а другая стойка 11 расположена на лонжероне 3 на конце поперечины 4. Также возможен вариант, когда обе передние стойки 11 расположены вне концов поперечины 4, т.е. одна стойка 11, закрепленная на лонжероне 2, смещена в переднюю сторону ТС от промежутка 6, а другая стойка 11, закрепленная на лонжероне 3, смещена в переднюю или заднюю сторону ТС (т.е. расположена на участке лонжерона 3, соединяющем поперечины 4 и 5, или вне этого участка).
Средние стойки 12 жестко закреплены на раме 1 и расположены, преимущественно, на противоположных концах поперечины 5. Возможен вариант, когда одна стойка 12 расположена на лонжероне 2 на конце поперечины 5 (возле промежутка 6), а другая стойка 12 расположена на лонжероне 3 вне конца поперечины 5, т.е. смещена в переднюю или заднюю сторону ТС (расположена на участке лонжерона 3, соединяющем поперечины 4 и 5, или вне этого участка). Также возможен вариант, когда одна стойка 12 расположена на лонжероне 2 вне конца поперечины 5 (т.е. смещена назад ТС от промежутка 6), а другая стойка 12 расположена на лонжероне 3 на конце поперечины 5. Также возможен вариант, когда обе средние стойки 12 расположены вне концов поперечины 5, т.е. одна стойка 12, закрепленная на лонжероне 2, смещена в заднюю сторону ТС от промежутка 6, а другая стойка 12, закрепленная на лонжероне 3, смещена в переднюю или заднюю сторону ТС (т.е. расположена на участке лонжерона 3, соединяющем поперечины 4 и 5, или вне этого участка).
Задние стойки 13 жестко закреплены на раме 1 и расположены, преимущественно, на концах лонжеронов 2 и 3 со стороны заднего колеса 9. Возможен вариант, когда одна стойка 13 расположена на конце лонжерона 2 со стороны заднего колеса 9, а другая стойка 13 (лонжерона 3) смещена в переднюю сторону ТС. Также возможен вариант, когда одна стойка 13 расположена не на конце лонжерона 2 (смещена вперед ТС), а другая стойка 13 расположена на конце лонжерона 3. Также возможен вариант, когда обе задние стойки 13 расположены не на концах соответствующих лонжеронов 2 и 3, а смещены вперед ТС.
Стойки 11, 12, 13 могут быть связаны между собой продольными и поперечными перекладинами 14 (либо могут не быть ими связаны), усиливающими жесткость каркаса 10.
ТС содержит сдвижную дверь 15, а также сдвижной фонарь 16, соединенные с каркасом 10 с возможностью перемещения относительно него в горизонтальном направлении (т.е. в сторону переднего и в сторону заднего колес 9).
Сдвижная дверь 15 имеет L-образную форму поперечного сечения, образованную связанными между собой под углом горизонтальной и вертикальной частями (угол может быть тупым острым или прямым, а связь горизонтальной и вертикальной частей может быть образована, например, путем сварки или другим методом, обеспечивающим жесткую связь). L-образная форма двери 15 может быть получена путем гибки листовой заготовки. Вертикальная часть двери 15 (закрывающая дверной проем 7) связана с каркасом 10, а горизонтальная часть двери 15 (закрывающая пространство между поперечинами 4 и 5) связана с лонжероном 3, соединяющим поперечины 4 и 5. Дверь 15 имеет верхнюю направляющую 21 и нижнюю направляющую 22. Верхняя направляющая 21 двери 15 жестко связна (закреплена) с вертикальной частью двери 15 и установлена на третьей направляющей 23 с возможностью перемещения по ней. Третья направляющая 23 жестко закреплена на каркасе 10, а именно на стойках 12 и 13 со стороны дверного проема 7. Верхняя направляющая 21 в связи с третьей направляющей 23 образуют верхнее выдвижное устройство двери 15. Третья направляющая 23 имеет крепление с каркасом 10 и ограничена дверным проемом 7, а верхняя направляющая 21 имеет крепление с дверью 15 и имеет возможность движения через дверной проем 7 до касания со стойками 11 (с рамой лобового стекла).
Нижняя направляющая 22 двери 15 жестко связана (закреплена) с горизонтальной частью двери 15 и установлена на четвертой направляющей 24 с возможностью перемещения по ней. Четвертая направляющая 24 жестко закреплена на нижней (обращенной в пол) части (стороне) лонжерона 3, преимущественно, между передней стойкой 11 и задней стойкой 13. Кроме того, лонжерон 3 может иметь продольный паз (не показан) по всей своей длине или на части своей длины, который будет выполнять функцию направляющей 24. Нижняя направляющая 22 в связи с четвертой направляющей 24 образуют нижнее выдвижное устройство двери 15. Каждая направляющая 23 и 24 закреплена на раме 1 и/или каркасе 10 вдоль ТС и ориентирована, преимущественно, в горизонтальном направлении (плоскости) или под небольшим углом к горизонтальной плоскости.
На каркасе 10 со всех сторон ТС закреплена обшивка 25, образующая совместно с рамой 1, каркасом 10, дверью 15 и фонарем 16 корпус ТС. Обшивка 25 может включать лобовое стекло 26, которое может быть закреплено на передних стойках 11 (одновременно являющимися рамой лобового стекла 26) и на раме 1. Лобовое стекло 26 может быть частью передней обшивки 25 и может быть размещено над рулевой колонкой 8 в зоне видимости водителя.
Сдвижной фонарь 16 и сдвижная дверь 15 установлены с возможностью их независимого открывания и закрывания. Боковые выдвижные устройства фонаря 16, а также нижнее и верхнее выдвижные устройства двери 15 имеют возможность взаимного передвижения и обеспечивают независимое перемещение двери 15 и фонаря 16.
Посадка в ТС возможна при полностью сдвинутой назад двери 15 и полностью сдвинутым назад фонаре 16. Хранение ТС возможно при полностью сдвинутом вперед фонаре 16 и полностью сдвинутой вперед двери 15. Кроме того, поездка возможна при полностью или частично сдвинутом назад фонаре 16.
Кроме того, малые габариты кабины ТС при полностью открытом фонаре 16 и увеличении высоты посадки позволяют управлять транспортным средством, выдвинув голову над верхним срезом лобового стекла 26. Это улучшает обзор и избавляет от бликов на остеклении внутри кабины ТС.
Устойчивость ТС после посадки водителя и до начала движения обеспечивают дополнительные средства устойчивости (не показаны), выполненные, например, в виде дополнительных откидных (выдвижных) боковых колес, либо гиростабилизаторов или других устройств, обеспечивающих устойчивость ТС до начала движения (при парковке) или в процессе движения на малой скорости.
Предложенное изобретение не ограничено описанным вариантом его выполнения. Так, например, П-образный участок рамы 1 (дверной проем 7) может располагаться как с левой стороны ТС, так и с правой (промежуток 6 расположен либо справа, либо слева ТС), как ближе к переднему колесу 9, так и наоборот, ближе к заднему колесу 9, либо посередине между колесами 9. Стойки 11, 12, 13 могут иметь различную длину и место расположения на раме 1. Обшивка 25 может быть сплошной, либо состоять из отдельных частей (боковые задние, боковые передние, задние и передние и т.п.). Лобовое стекло 26 может быть частью обшивки 25, либо может быть выполнено отдельно и может иметь различные размеры. Выдвижные устройства двери 15 и фонаря 16 могут быть закреплены как на каркасе 10, так и на раме 1, либо на обшивке 25.
Средство по п. 2, в котором лонжероны имеют L-образную форму поперечного сечения, при этом одни продольные края лонжеронов жестко связаны друг с другом, а другие продольные края лонжеронов связаны с первой и второй направляющими соответственно.
Также лонжероны 2 и/или 3 могут иметь сложную форму, в том числе L-образную форму поперечного сечения, одна часть которых (вертикальная, верхняя) по высоте может доходить соответственно до направляющих 17, 18 сдвижного фонаря 16, т.е. продольные края (кромки) этих вертикальных частей могут быть расположены на уровне направляющих 17, 18 (или на уровне направляющих 19, 20). При этом продольные края (кромки) нижних (горизонтальных) частей L-образных лонжеронов 2 и 3 жестко связаны друг с другом. В этом случае при образовании жесткой связи между лонжеронами 2 и/или 3 снизу (горизонтальными своими частями), спереди и сзади будет образован несущий кузов (корпус ТС). В данном случае лонжероны 2 и/или 3 могут образовывать сплошную обшивку с одной из сторон ТС или с обеих сторон ТС. При таком выполнении третья направляющая 23 двери 15 закреплена на несущем кузове ТС, образованном указанным L-образным выполнением лонжеронов 2 и 3, а первая и вторая направляющие 19, 20 фонаря 16 закреплены (связаны), например, на кромках вертикальных частей L-образных лонжеронов 2 и 3. При таком выполнении края (кромки) вертикальных частей L-образных лонжеронов 2 и 3 могут являться опорами (выполнены в виде опор) для направляющих 19 и 20 соответственно. При всем этом стойки 11, 12 и 13 могут отсутствовать, а направляющие 19, 20, 23 и 24 могут быть закреплены в соответствующих местах на несущем кузове (вдоль него), образованном связанными друг с другом L-образными лонжеронами 2 и 3 (L-образные лонжероны могут образовывать раму 1 с каркасом 10, не показано).
П-образный участок рамы 1 может быть выполнен до середины ТС, т.е. до центральной продольной оси ТС, при этом перекладина, соединяющая поперечины 4 и 5, совпадает с центральной продольной осью ТС (проходящей через переднее и заднее колеса 9). Указанная перекладина может быть образована, например, хребтовой рамой ТС, проходящей вдоль и по центру ТС (не показано), либо нижней частью L-образного лонжерона 3, продольный край (кромка) горизонтальной части которого расположен вдоль центральной продольной оси ТС.
Минимальные размеры как самого ТС, так и сдвижного фонаря 16 и сдвижной двери 15 при оптимальной ширине дверного проема (приблизительно 35-40 см для человека средней комплекции в зимней одежде) позволяют уменьшить массу сдвижного фонаря 16 и сдвижной двери 15 и обойтись мускульным приводом при их закрывании и открывании. Отсутствие правой (или левой) двери и жесткая связь задней части правой стороны корпуса с рамой лобового стекла 26 также способствуют снижению массы конструкции, а возможность осуществить посадку и высадку с земли, находясь внутри габаритов ТС, способствует уменьшению внутреннего объема кабины при одновременном увеличении комфорта и безопасности. Возможно дополнительное выдвижное устройство с направляющими, имеющими крепление с верхним торцом двери 15 и фонарем 16, что позволит избежать вывешивания левой части фонаря 16 при движении с не полностью закрытым фонарем 16. В результате существенно снижаются массо-габаритные характеристики ТС и одновременно повышаются прочностные характеристики ТС.
Выдвижные устройства фонаря 16 позволяют фиксировать его в любом положении, а открытый сбоку, сверху и снизу дверной проем 7 обеспечивает комфорт и безопасность при посадке и высадке.
Помимо комфорта существенно повышается безопасность при ДТП. Габариты, допустим, мопеда практически совпадают с габаритами мопеда с закрытой кабиной, но закрытая кабина на дороге гораздо заметнее, что само по себе позволяет избежать ДТП. Самым важным аргументом в пользу малогабаритного транспортного средства может оказаться экономический. Автомобиль при массе полторы-две тонны рассчитан на перевозку четырех-пяти человек, но в подавляющем количестве случаев перевозит только водителя. Малогабаритное транспортное средство обладает непревзойденной весовой отдачей и реально может весить меньше своего водителя. Двигатель электрический (предпочтительно) или ДВС. В категории «велосипед» возможен мускульный привод.
При высокой посадке у водителя есть возможность управлять ТС, высунув голову над верхним срезом лобового стекла 26 (при полностью или частично сдвинутом назад фонаре 16), что способствует улучшению обзора и избавляет от бликов на внутренней поверхности остекления (ПДД предписывают водителю велосипедов, мопедов и мотоциклов использовать защитный шлем).
Благодаря такому выполнению ТС с промежутком 6 обеспечивается возможность водителя и пассажиров производить комфортную высадку-посадку в ТС в боковом и верхне-боковом направлениях (как в автомобилях с открытым верхом). Также обеспечивается возможность комфортной эксплуатации ТС с полностью закрытым, не полностью закрытым или полностью открытым фонарем 16 в зависимости от погодных условий. Также имеется возможность начать и прекратить движение ТС при открытой двери 15. Благодаря этому обеспечивается возможность эксплуатации малогабаритного ТС в любую погоду и в любой сезон.
Отсутствие порожка обеспечивается наличием П-образного участка со смещением центральной части несущей рамы 1, L-образной сдвижной двери 15, открывающей доступ в кабину снизу и сбоку, а также независимыми выдвижными устройствами фонаря 16, допускающими движение с открытым сдвижным фонарем 16.
Исключение дискомфорта замкнутого пространства и исключение проблемы вентиляции кабины также обеспечивается возможностью управления ТС при частично или полностью сдвинутым назад фонаре 16. Внутри салона ТС возможно размещение дополнительных средств вентиляции. Благодаря этому существенно повышается комфортность пребывания в кабине ТС при минимальном ее внутреннем объеме.
Полностью закрытые дверь 15 и фонарь 16 повышают безопасность хранения ТС на ограниченных площадях и в малоприспособленных для парковок местах.