Триколісний автомобіль

1. Триколісний автомобіль, що має обтічний кузов з носовою та задньою частинами, одне переднє колесо, розміщене в носовій частині перед сидінням водія, силовий агрегат, який відрізняється тим, що кузов автомобіля у вигляді зверху 3 24952 потужність (до 170 кінських сил). Форма його кузова, який представляє собою карбоновий монокок з двома сусідніми виїмками під водія та пасажира, вибрана за умови забезпечення високих аеродинамічних характеристик, а для безпечності автомобіль оснащений двома потужними дугами, розміщеними позаду сидінь. Таким чином, форма кузова автомобіля практично „не бере участі" в забезпеченні надійності захисту водія та пасажира, а лише впливає на його швидкісні характеристики та обтічність. В [патенті США №5343974 МПК7:В62Р61/06, опубл. в Бюл. №5, 1988р.] описаний транспортний засіб, що містить раму, на якій змонтовані три колеса, два з яких - задні, а одне - переднє. Переднє колесо розміщене перед сидінням водія. Схожа конструкція автомобіля представлена в [патенті США №4690235, МПК7:В62D61/08, опубл. в Бюл. №11, 1995p.]. Недоліком обох транспортних засобів, як і всіх описаних вище, є те, що форма кузова не розрахована на забезпечення надійного захисту при зіткненнях. Крім того, стійкість їх проти перекидання також є невисокою. Широкого практичного застосування такі автомобілі не мають. За прототип корисної моделі прийнятий триколісний автомобіль, що має обтічний кузов з носовою та задньою частинами, одне переднє колесо, розміщене в носовій частині перед сидінням водія, силовий агрегат [А.с. №1221017, МПК8: В62D61/08, опубл. в Бюл. №12, 1986p.]. Корпус цього транспортного засобу в горизонтальному перерізі має обтічну еліпсоподібну форму. У цьому автомобілі при вирішенні проблеми стійкості від перекидань була застосована відома теорія щодо переваги стійкості положення об'ємної трикутної фігури перед чотирикутною: із цих міркувань третє заднє колесо розміщене на спеціальному пілоні, який шарнірно з'єднаний з корпусом і виступає за його межі. Взаємне розташування силових вузлів і пасажирів підібране таким чином, що центр маси транспортного засобу розташовується в широкій частині трикутника, утвореного перетинанням ліній, які проходять через точки торкання коліс з дорогою, близько до меридіани цього трикутника, проведеної з точки торкання переднього колеса з дорогою до протилежної сторони. Але цей умовний трикутник, хоч і забезпечує стійкість автомобіля від перекидань, ніяк не впливає на його безпечність, а, скоріше, є одним із факторів, який може стати причиною руйнування автомобіля при зіткненні з перешкодою та причиною зниження його аеродинамічних характеристик через наявність виступаючого пілону. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення безпечності, надійності та економічності у використанні триколісного автомобіля шляхом удосконалення форми його кузова та оптимізації схеми компонування основних функціональних вузлів, зокрема, надання нижній частині кузова клиноподібного профілю з оптимальним для даного виду автомобіля розмірним співвідношенням основи клина до його довжини, оснащення автомобіля двома силовими агрегата 4 ми та встановлення бокових дзеркал на пружинах, в результаті чого у при зіткненні автомобіля з перешкодою сила удару напрямляється по дотичній до корпусу, умовно проведеній з місця точки удару, і діє на „розвертання" автомобіля в сторону, протилежну напрямку прикладання сили удару, не задаючи йому суттєви х пошкоджень, створюється можливість збільшення загального моторесурсу автомобіля без необхідності подовження його бази та можливість почергової експлуатації силових агрегатів, а також амортизується удар у разі, коли він припадає на зону розташування дзеркал. Поставлена задача досягається за рахунок того, що в триколісному автомобілі, що має обтічний кузов з носовою та задньою частинами, одне переднє колесо, розміщене в носовій частині перед сидінням водія, силовий агрегат, згідно до запропонованої корисної моделі, кузов автомобіля при спогляданні зверху має клиноподібний профіль, закруглений кінець якого утворює носову частину кузова, а основа - задню частину кузова, при цьому співвідношення основи клина до його довжини становить 1:(1,12-2,2), в носовій частині автомобіля розміщені два силові агрегати, а з обох боків кузова встановлені підпружинені бокові дзеркала. При цьому в задній частині можуть бути розміщені два сидіння для пасажирів. Вказаний вище те хнічний результат, який досягається в процесі експлуатації запропонованого автомобіля, обумовлений ознаками, що відрізняють його від ознак подібних триколісних транспортних засобів, описаних згідно відомого рівня техніки, зокрема, описаних у корисній моделі, прийнятому за прототип. Горизонтальна проекція кузова запропонованої моделі автомобіля є відображенням обвідної лінії нижньої частини корпусу. Вона максимально наближена до форми клина. Клин є фігурою, яка за контуром практично повторює форму рівнобедреного трикутника, який, як було зазначено вище, є самою жорсткою геометричною фігурою, що забезпечує високі показники міцності кузова та більшу динамічну стійкість, ніж чотирикутник (чотирикутник - це проекція більшості чотириколісних автомобілів), і саме за рахунок такої клиноподібної форми автомобіль має високу динамічну стійкість. Точки опори цього умовного рівнобедреного трикутника, якими є колеса, розташовані на його вершинах, а бокові сторони мають незначну випуклість. При цьому співвідношення основи клина до його довжини вибране таким чином, щоб ергономічні показники кузова поєднувались з високою стійкістю від перекидань. Цій умові відповідає встановлене співвідношення 1:(1,12-2,2). Звичайно, найбільш стійким був би рівносторонній, а не рівнобедрений трикутник, але ж стосовно до автомобілебудування модель, що нагадує рівносторонній трикутник, мала б низькі аеродинамічні характеристики. Вищевказане розмірне співвідношення є найбільш оптимальним для запропонованого типу транспортних засобів. Недотримання цього співвідношення призводить до значного зниження безпечності автомобіля та порушення умов відповідності ергономічних характеристик автомобіля і його стійкості. Так, у разі, 5 24952 коли довжина клину становитиме менше, ніж 1,12 величини його основи, форма клину стане подібною до форми рівностороннього трикутника, що суттєво знизить безпечність лобового зіткнення та знизить стійкість автомобіля до заносу. Якщо ж довжина клину буде перевищувати величину основи більш, ніж в 2,2 рази, клин (а, значить, кузов автомобіля) стане надто витягнутим, що не дозволить реалізувати вимоги щодо динамічної стійкості транспортного засобу. Існуючі нині модифікації триколісних легкових автомобілів мають різноманітні форми нижньої частини кузова (в основному еліпсоподібні), та габарити, які не завжди збалансовані між собою настільки, щоб надати автомобілю високого ступеню безпечності при зіткненні з перешкодами. В запропонованій моделі автомобіля завдяки поєднанню клиноподібної форми кузова та зміщенню центра тяжіння в його носову (передню) частину в разі зіткнення сила удару буде розповсюджуватись у напрямку дотичної до корпусу, умовно поведеної з місця точки удару, і автомобіль буде розвертатись в сторону, протилежну направленню прикладання удару. Це відбувається за рахунок того, що носова частина автомобіля більш навантажена, ніж задня, і центр маси автомобіля знаходиться в його носовій частині (там розміщені силові агрегати, водій). При зіткненні протидія силі удару тієї частини автомобіля, яка матиме більшу масу, буде більшою, ніж тієї, маса якої менша. Це спричиняє розвертання автомобіля по дотичній в напрямку, протилежному прикладанню сили удару. Фактично перешкода (або боковий удар) спричиняє скоріше „ковзальний", а не „ударний" рух по кузову, який в гіршому випадку здатен „закрутити" автомобіль, а в більшості випадків приведе лише до заносу задньої частини автомобіля. До того ж центр обертання автомобіля буде розташовуватись якнайближче до центру сидіння водія, що, відповідно, зводить перевантаження на останнього до мінімуму в разі зіткнення. Звичайно, як і при будь-якій аварії, автомобіль зазнає ушкоджень, але в цьому разі вони будуть набагато меншими, ніж це могло б бути при еліпсоподібній або іншій формі нижньої частини кузова. Оснащення автомобіля двома силовими агрегатами не тільки збільшує його надійність та економить паливо, а й дозволяє підвищити загальний моторесурс без подовження його бази. Залежно від вимог до транспортного засобу можливо встановлювати або два рівносильні силові агрегати, або два різні по потужності. Перевагою даного технічного рішення є можливість почергової експлуатації силових агрегатів, один з яких є основним, а другий - допоміжним. В режимі навантаження можуть працювати два силові агрегати, а для підтримки енергії накату доцільно використовувати один. До того ж єдина система охолодження постійно підтримує робочий температурний режим обох силових агрегатів, що вкрай важливо для забезпечення нормальної роботи двигунів внутрішнього згоряння при низьких температурах. У випадку ж непередбаченого виходу з ладу одного із силових агрегатів автомобіль зберігає свою функціональність за рахунок другого агрегату. 6 Встановлення бокових дзеркал на пружинах є додатковим засобом захисту пішоходів в разі зіткнення. Навіть в разі наїзду на пішохода на значній швидкості зіткнення по дотичній з автомобілем буде додатково амортизуватися боковими дзеркалами, що мінімізує наслідки ДТП та врятує життя пішоходу. Запропоновану модель триколісного автомобіля пояснюють креслення, де зображено: на Фіг.1 - кузов автомобіля (вид зверху, горизонтальна проекція); на Фіг.2 - схема паралельного встановлення силових агрегатів; на Фіг.3 - схематичне зображення траєкторії руху триколісного автомобіля з клиноподібним кузовом; на Фіг.4 - схематичне зображення траєкторії руху класичного чотириколісного автомобіля при уникненні лобового зіткнення з перешкодою: на Фіг.5 - схематичне зображення напрямку дії сил при зіткненні автомобіля з перешкодою; на Фіг.6 - схематичне зображення положення автомобіля і пішохода в разі, коли зіткнення припадає на зону розміщення бокових дзеркал. Нижня частина кузова автомобіля (його горизонтальна проекція), показана на Фіг.1, має форму клина. Носова частина 1 кузова утворена закругленим кінцем клина, а задня частина 2 - основою клина. Автомобіль має одне переднє колесо 3 та два задніх колеса 4. Переднє колесо 3 розташоване в носовій частині 1 між двома силовими агрегатами 5. Силові агрегати можуть бути встановлені один за одним, або ж паралельно (як показано на Фіг.2). По одній осі з переднім колесом 3 встановлене сидіння водія 6, в задній частині розміщені два сидіння для пасажирів 7. Замість сидінь 7 може бути вантажний відсік. З лівого і правого боку кузова автомобіля встановлені підпружинені бокові дзеркала 8. Переваги запропонованої конструкції автомобіля демонструє схема, наведена на Фіг.3. Так, в екстремальній ситуації, коли єдино правильним рішенням для уникнення лобового зіткнення з перешкодою є правий поворот (тобто, в ідеальному випадку автомобіль повинен обминути перешкоду - її крайню точку D), а втомобіль повинен рухатись по траєкторії, означеній стрілкою С. При цьому траєкторія його початкового руху відхилиться у горизонтальному напрямку на величину n. В той же час в такій же ситуації у будь-якого іншого автомобіля (чотириколісного чи триколісного з формою кузова, відмінною від клиновидної), це відхилення становитиме вдвічі більшу величину - 2n. У разі, коли обминути перешкоду повністю не вдається і зіткнення все-таки неминуче, у більшості випадків воно припаде на зону точки D, в якій сила „ковзального" удару збереже автомобіль від суттєвих пошкоджень. До того ж зміна траєкторії руху автомобіля з клиноподібним кузовом буде більш плавною. Автомобіль у дії демонструють наведені на Фіг.5 і 6 схеми. Зміна положення автомобіля в динаміці при зіткненні його з перешкодою (Фіг.5) показана пунктирною лінією. Як було сказано вище, завдяки поєднанню клиноподібної форми кузова 7 24952 та зміщенню центра тяжіння в його носову частину сила удару розповсюджується у напрямку дотичної до корпусу, і автомобіль по відношенню до перешкоди розвертається в сторону, протилежну направленню прикладання удару - на кут ά, β (тобто він займатиме положення, позначені позиціями 9, 10). В такій ситуації завдяки тому, що центр тяжіння і центр обертання автомобіля розміщуються в одній точці, в більшості випадків має місце занос задньої частини автомобіля і його мінімальне ушкодження. На Фіг.6 зображено положення автомобіля і пішохода в разі, коли зіткнення припадає на зону розміщення бокових дзеркал. Пунктирною лінією показане положення автомобіля і пішохода після „спрацювання" підпружиненого дзеркала. Зіткнення з пішоходом, як і з будь-якою іншою перешкодою, буде здійснюватись по дотичній, що само по собі обумовлює вищевказані переваги з позиції безпечності. Крім того, це зіткнення додатково амортизується відштовхуючим зусиллям підпружинених дзеркал - в момент зіткнення пружні елементи 11, на яких встановлені дзеркала, під дією 8 маси пішохода пригинаються у бік корпусу кузова, амортизуючи зіткнення, та діють на його відштовхування. Запропонована модель автомобіля є однією з найбільш безпечних при зіткненні з перешкодами або іншими автомобілями, а в ситуації наїзду на пішохода - чи не самою безпечною. Клиноподібний кузов обумовлює високі показники міцності без необхідності застосування елементів жорсткості, якими оснащена більшість автомобілів, і які, в певній мірі, є недоліком з позиції безпечності. Завдяки встановленню двох силових агрегатів автомобіль є дуже надійним та економним у співвідношенні витраченого пального до загальної ваги перевезеного вантажу та кілометражу. За рахунок запропонованої компоновки та розташуванню центру ваги в горизонтальній площині автомобіль має високу стійкість від заносів при різкому гальмуванні, зберігає керованість на слизькому покритті. Його легко паркувати, він є маневреним, практичним та недорогим в обслуговуванні і ремонті. 9 Комп’ютерна в ерстка М. Мацело 24952 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601