Транспортний засіб з пневматичним двигуном, переважно пневмовелосипед

1. Транспортний засіб з пневматичним двигуном, переважно пневмовелосипед, який містить раму, розміщені на рамі колеса, як мінімум одне з яких ведуче, мускульний привод, що включає пе C2 1 3 двигуна до заднього колеса за допомогою ланцюгової передачі. Це збільшує час передачі моменту і зменшує ККД пристрою. Крім того, використання двигуна внутрішнього згорання є причиною забруднення навколишнього середовища шкідливими викидами. Відомий мопед [С.Лусте, Моделистконструктор, №7, 2003. стр.6-7], який містить двигун внутрішнього згорання, раму, сідло, педалі, колеса, і руль. Двигун внутрішнього згорання розміщений на спеціальній рамі, з'єднаний з рульовою колонкою і через кривошипно-шатунний механізм - із зірочкою, закріпленою на осі переднього колеса, яке виконано ведучим. Живлення двигуна здійснено від паливного бака, встановленого на рульовій колонці. Як і запропонований винахід, відомий аналог містить двигун, паливний бак, руль, раму, сідло, колеса, педалі, при цьому двигун за допомогою кривошипно-шатунного механізму з'єднаний з зірочкою переднього колеса, яке виконано ведучим. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату є низький ККД зумовлений великими втратами енергії двигуна внутрішнього згорання за рахунок високої температури вихлопних газів (600-700°С), що надходять в атмосферу. Крім того, вихлопні гази містять шкідливі речовини , що забруднюють навколишнє середовище. Прототипом вибраний транспортний засіб з пневматичним приводом [а.с. СССР 1717471, кл. В62К 1/00, «Велоавтомобиль с пневмоаккумуляторным приводом»] який містить два передніх і два задніх ведучих колеса, розміщених з боків рами і керованих рулем з тросовим приводом, пов’язаним з усіма колесами, мускульний привід, що містить педалі з тросовими гнучкими тягами, розміщеними на рамі з можливістю зворотнопоступового руху, гальмові і рекуператорний пристрої, останній з яких містить пневмоакумулятор, пов’язаний з компресорним пристроєм. При цьому привід коліс містить пов’язані з колесами пневмодвигуни, які через розподільчий пристрій сполучені з балоном пневмоакумулятора, а у внутрішніх порожнинах циліндрів пневмоакумуляторів та їх поршнів проходять по їх осям ведучі вали з шестернями привода колісних корон та з гвинтовою нарізкою відповідно довжині внутрішньопоршневих деталей циліндрів. Передача механічної енергії від поршня до коліс здійснюється за допомогою гвинтової передачі, для функціонування якої геометрія кожного поршня і циліндра повинна бути прямокутною при однаковій площині перерізу поперек. Як і запропонований винахід, відомий транспортний засіб-прототип містить раму, розміщені на рамі колеса, як мінімум одне з яких ведуче, мускульний привід, що включає педалі, зв’язані з ведучим колесом, сідло, руль, гальма і підключений до балону стисненого газу пневматичний двигун, поршні якого з'єднані з ведучим колесом. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є значні втрати механічної енергії на подолання тертя при передачі її через гвинтовий привод від пневматичного двигуна до ведучого колеса. Така передача механічної енергії і доцільна в конструкції веломобіля із значною 88521 4 потужністю, де вищезгадані втрати становлять незначну частку, але призводять до значного зменшення ККД пневмовелосипеда, потужність якого невелика і обмежена розмірами і вагою балона стисненого газу, який можна розмістити на велосипеді. Крім того, прямокутна форма поршня і циліндра порівнянно з традиційною формою у вигляді циліндра має низку недоліків: - збільшений периметр зазору між поршнем і внутрішню поверхнею циліндра, що призводит до значних втрат газу при роботі, - збільшена поверхня зіткнення поршня і циліндра, що збільшує втрати енергії на тертя, тобто ККД пристрою, - збільшені витрати на виготовлення прямокутних циліндра з поршнем, оснащених гвинтовою нарізкою і, як наслідок, значні витрати на його ремонт, - гвинтова передача порівнянно з кривошипношатунною має великі поверхні тертя і, як наслідок, менший ресурс роботи. Задачею, на вирішення якої спрямований запропонований винахід, є створення транспортного засобу з пневматичним двигуном, переважно пневмовелосипеда. Технічний результат, який може бути одержаний при використанні запропонованого приводу, полягає в зменшенні втрат на тертя при передачі механічно енергії від пневматичного двигуна до ведучого колеса і втрат газу, що дозволяє збільшити ККД запропонованої конструкції, а також збільшити ресурс роботи пристрою і зменшити витрати на виготовлення та ремонт пневмовелосипеда. Суть винаходу полягає в тому, що в транспортному засобі з пневматичним двигуном, переважно пневмовелосипеді, який містить раму, розміщені на рамі колеса, як мінімум одне з яких ведуче, мускульний привід, що включає педалі, зв'язані з ведучим колесом, сідло, руль, гальма і з'єднаний з балоном стисненого газу пневматичний двигун, поршні якого зв'язані з ведучим колесом, циліндри і поршні пневматичного двигуна виконані циліндричніми і зв'язані із маточиною переднього колеса за допомогою кривошипно-шатунних механізмів, розміщених симетрично відносно осі ведучого колеса, а кривошипи осі ведучого колеса розміщені один відносно другого під кутом 180 градусів. При цьому на рамі розміщено два колеса переднє і заднє, а педалі розміщені під кутом 180 градусів відносно суміжних кривошипів осі переднього колеса, балон стисненого газу розміщений над заднім колесом. Запропонований винахід відрізняється від найближчого аналогу тим, що циліндри і поршні пневматичного двигуна виконані циліндричними і зв'язані із маточиною ведучого колеса за допомогою кривошипно-шатунних механізмів, розміщених симетрично відносно осі ведучого колеса, а кривошипи осі ведучого колеса розміщені один відносно другого під кутом 180 градусів. Запропонований винахід відрізняється від найближчого аналогу також тим, що на рамі розміщено два колеса: переднє і заднє, а педалі розміщені під кутом 180 градусів відносно суміжних кривошипів осі перед 5 нього колеса. Запропонований винахід відрізняється від найближчого аналогу також тим, що балон тисненого газу розміщений над заднім колесом. Між суттєвими ознаками запропонованого винаходу, і технічним результатом, кий може бути досягнутий при його здійсненні, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Виконання в транспортному засобі, переважно пневмовелосипеді, засобу передачі енергії від двигуна до переднього ведучого колеса у вигляді кривошипно-шатунного механізму і виконання циліндра і поршня без гвинтової нарізки, дозволяє зменшити втрати газу при роботі пристрою за рахунок щільного прилягання поверхні циліндра і поршня, зменшити поверхню їх зіткнення, за рахунок цього зменшити втрати на тертя і, як наслідок, збільшити ККД пристрою і ресурс його роботи, а також зменшити витрати на виготовлення та ремонт пристрою. На кресленнях зображена принципова схема варіанту конструкції з двома колесами і ведучим переднім колесом: на Фіг.1 - вигляд збоку, на Фіг.2 - вигляд зверху. На основі винаходу можуть бути спроектовані також конструкції з трьома або чотирма колесами і ведучим заднім (задніми) колесом. Пневмовелосипед містить руль 1, сідло 2, раму 3, рульову колонку 4 , переднє колесо 5, педалі 6, балон стисненого газу 7, що є джерелом живлення пневматичного двигуна, трубопровід 8, педаль для подачі стисненого газу 9, кривошипи 10, шатуни 11 поршні 12, розміщені у внутрішній порожнині циліндрів 13, впускні порожнини 14, клапани 15, нагнітальні порожнини 16, випускні отвори 17, роликову муфту 18, маточину 19, вилку 20, заднє колесо 21 і розміщену над ним задню вилку 22. Пристрій містить два кривошипи 10, розміщені симетрично відносно осі переднього колеса 5, 88521 6 з'єднаних шатунами 11 з поршнями пневматичних двигунів 12 і розміщених один відносно одного під кутом 180 градусів, при цьому педалі 6 розміщені під кутом 180 градусів відносно суміжних кривошипів 10. У запропонованій конструкції може бути використаний відомий пневматичний двигун [пат. України 62513, кл. F 02B 43/00 від 2003]. Робота пристрою здійснюється таким чином. Після того, як велосипедист візьметься за руль 1, і сяде на сідло 2, яке закріплено на рамі 3, він мускульним зусиллям натискає на педалі 6. За допомогою роликової муфти 18 зусилля передається на переднє ведуче колесо 5, яке здійснює рух транспортного засобу. Рухаючись за інерцією, натисканням педалі 9 здійснюють з'єднання балона стисненого газу 7 через трубопровід 8 з впускною порожниною 14. Обертання кривошипа 10 за допомогою шатуна 11 здійснює переміщення поршня 12 в порожнині циліндра 13, що забезпечує поступовий рух транспортного засобу. Поршень 12 при русі відкриває клапан 15, при і цьому стиснений газ з впускної порожнини 14 надходить в нагнітальну порожнину 16. Робочий хід поршня 12 здійснюється за рахунок різниці тиску над ним і під ним, тобто за рахунок розширення газу, який знаходиться в нагнітальній порожнині 16. При русі поршня 12 вниз він через шатун 11 обертає кривошип 10, який через роликову муфту її 8 передає обертання ведучому передньому колесу 1. Після закінчення руху за рахунок джерела стисненого газу 7 подальше переміщення велосипеда здійснюється за допомогою педалей 6, при цьому напрямок обертання педалей співпадає з напрямком обертання переднього колеса 5. Обертання педалей 6 у протилежному напрямку призводить до гальмування руху. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88521 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601