Тягово-сцепное устройство для соединения тягача с колесным прицепом

 

Изобретение относится к буксирным устройствам с гидравлическими амортизаторами. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение динамических характеристик тягово-сцепного устройства. Задача достигается тем, что тягово-сцепное устройство снабжено вторым плунжером с дросселирующими отверстиями, соединенным с тягачом и размещенным внутри полости штока первого плунжера, второй пружиной, клапанами, регулирующими зазор дросселирующих отверстий первого плунжера, входы управления клапанов соединены с выходом гидравлического датчика, преобразующего деформацию рессоры в изменение давления масла, при этом площадь поперечного сечения дросселирующих отверстий второго плунжера составляет 0,4. . .0,95 площади поперечного сечения дросселирующих отверстий первого плунжера. 7 ил.

Изобретение относится к области буксирных устройств с гидравлическими амортизаторами, а также может использоваться как подвеска любого транспортного средства.

Известно тягово-сцепное устройство, состоящее из дышла, корпуса, боковин, тягового звена, упоров, пружин, нажимных колец, имеющих внутренние конические поверхности, фрикционных элементов, кольцевых упругих элементов, опорной поверхности, упора, тупиковых внутренних и внешних канавок, сцепной петли, колпака /см. А.С. N 1323415 МКИ B 60 D 1/14 БИ 26 1987 г./.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает широкого диапазона работы ввиду того, что основным элементом конструкции является цилиндрическая пружина, жесткость которой подбирается в зависимости от сил, действующих на пружину, поэтому тягово-сцепное устройство работает эффективно только с определенной величиной воздействия силы, в противном случае увеличение силы воздействия приведет к разрушению пружины, с уменьшением же силы воздействия на сцепное устройство оно не будет выполнять своего назначения - снижение воздействия внешних сил на трактор - потому, что пружина не будет обеспечивать упругую связь между трактором и прицепом.

Наиболее близким из известных технических решений является гидравлический амортизатор для жесткого буксирного устройства /см. патент СССР N 645538 МКИ B 60 D 1/14 БИ 4 1979 г./, содержащий цилиндрический резервуар, в котором размещен цилиндр с поршнем и штоком, проходящим через отверстие, выполненное в крышке цилиндра, отделяющий штоковую полость цилиндра от полости цилиндрического резервуара, при этом в штоке выполнена осевая проточка, сообщенная с одной стороны с радиальным каналом, перекрываемым крышкой при выдвинутом положении штока, а с другой стороны - с камерой, выполненной в поршне и отделенной от бесштоковой полости цилиндра клапаном с подпружиненным запорным элементом.

Однако такая конструкция не может удовлетворить процессу сглаживания переменных нагрузок в широком диапазоне воздействия переменных нагрузок, имеет малый КПД по сглаживанию переменных нагрузок и малый КПД амортизатора.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение динамических характеристик тягово-сцепного устройства.

Задача достигается в тягово-сцепном устройстве для соединения тягача с колесным прицепом, который содержит тяговый гидроцилиндр, жестко соединенный с дышлом прицепа, плунжер с дросселирующими отверстиями и шток тягового гидроцилиндра, выполненные полыми, и пружину, один конец которой упирается в плунжер, где согласно изобретению оно снабжено вторым плунжером, выполненным с дросселирующими отверстиями и размещенным внутри полости штока первого плунжера для соединения с тягачом, второй пружиной, размещенной между первым и вторым плунжерами, клапанами, регулирующими зазор дросселирующих отверстий первого плунжера и размещенными в полости первого плунжера, при этом входы управления клапанов соединены с выходом гидравлического датчика, преобразующего деформацию рессоры колесного прицепа в изменение давления масла, при этом площадь поперечного сечения дросселирующих отверстий второго плунжера составляет 0,4 ... 0,95 от площади поперечного сечения дросселирующих отверстий первого плунжера, за счет того, что тягово-сцепное устройство выполнено в виде телескопического гидроцилиндра, внутри основного корпуса которого размещен плунжер, имеющий дросселирующие отверстия, величина которых автоматически изменяется с помощью регулирующих клапанов, причем работа регулирующих клапанов зависит от изменения давления масла в канале управления, который сообщается через вертикальное отверстие в плунжере, связывающим две полости канала управления, регулирующих клапанов между собой, а также отверстия в штоке плунжера и соединительного элемента с полостью гидравлического датчика регулятора давления масла в надпоршневом пространстве регулирующего клапана. Гидравлический датчик состоит из корпуса, внутри которого находится канал управления, плунжера, двух цилиндрических пружин, наружная часть плунжера своей грибковой частью связана с верхним листом рессоры колесного прицепа, первый плунжер с регулируемыми дросселирующими отверстиями своей наружной частью взаимодействует с цилиндрической пружиной, которая своим вторым концом упирается в корпус, сам же плунжер изготовлен полым, в полости которого расположен второй плунжер с дросселирующими отверстиями, который тоже выполнен полым, внутри которого расположен шток с демпфирующим элементом тягового звена сцепного устройства, при этом площадь поперечного сечения дросселирующих отверстий второго плунжера составляет 0,4 ... 0,95 от площади поперечного сечения дросселирующих отверстий первого плунжера, такое соотношение диаметров дросселирующих отверстий позволяет осуществлять работу тягово-сцепного устройства с лучшей динамической характеристикой за счет снятия в самом устройстве резонансных явлений и обеспечения плавности перехода режима работы с малых величин динамического воздействия к большим, и наоборот.

Сопоставительный анализ с прототипом позволил сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает новизной, так как в отличие от прототипа данная конструкция имеет два плунжера, в которых имеются дросселирующие отверстия, при этом диаметр дросселирующих отверстий первого плунжера регулируется автоматически с помощью гидравлического датчика регулятора давления, в зависимости от массы перевозимого груза, а площадь поперечного сечения дросселирующих отверстий второго плунжера составляет 0,4 ... 0,95 от площади поперечного сечения дросселирующих отверстий первого плунжера, что позволяет осуществлять работу тягово-сцепного устройства с лучшей динамической характеристикой и оптимальной частотой колебания прицепа, близкой к 1 Гц.

Наличие изобретения в предлагаемом техническом решении доказывается тем, что в данном тягово-сцепном устройстве в отличие от существующих конструкций имеется возможность регулировать сопротивление перетекания масла из одной полости тягового гидроцилиндра в другую. Это обеспечит работу тягово-сцепного устройства в широком диапазоне переменных нагрузок.

Техническое решение задачи поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид прицепа с расположением тягово-сцепного устройства и гидравлического датчика регулятора давления.

На фиг. 2 - общий вид упругого тягово-сцепного устройства с дышлом прицепа.

На фиг. 3 - общий вид рессорной подвески с гидравлическим датчиком регулятора давления.

На фиг. 4 - предлагаемое тягово-сцепное устройство.

На фиг. 5 - соединение тягово-сцепного устройства с соединительным элементом.

На фиг. 6 - общий вид бачка с компенсирующим объемом масла.

На фиг. 7 - общий вид гидравлического датчика регулятора давления с соединительным элементом.

Тягово-сцепное устройство состоит из тягового гидроцилиндра 1, который через дышло прицепа 2 связан с самим прицепом 3, гидравлического датчика регулятора давления 4, который устанавливается на продольном брусе 5 прицепа 3, причем тяговый гидроцилиндр 1 выполнен полым и разделен на две полости, заполненные маслом, сообщение которых происходит через регулируемые дросселирующие отверстия 6, расположенные в первом плунжере 7, при этом полости гидроцилиндра 1 и штока 8 плунжера 7 сообщены между собой через бачок 9, заполненный компенсирующим объемом масла, соединенный с полостью тягового гидроцилиндра 1 и полостью штока 8 через масляные трубопроводы 10, изменение диаметра дросселирующих отверстий 6 производится регулирующими клапанами 11, расположенными в полой части первого плунжера 7, регулирующий клапан 11 состоит из поршня 12 штока 13 и возвратной пружины 14, степень изменения величины диаметра дросселирующего отверстия 6 зависит от степени давления масла в надпоршневом пространстве 15 регулирующего клапана 11, надпоршневые пространства 15 регулирующих клапанов 11 сообщены между собой через соединительный канал 16, расположенный в полой части первого плунжера 7, при этом соединительный канал 16 связан с каналом подвода масла 17, который располагается в штоке 18 плунжера 7, конец которого соединен с соединительным элементом 19 через штуцер 20, второй конец соединительного элемента 19 связан штуцером 21 с гидравлическим датчиком регулятора давления 4, который крепится к продольному брусу 5 прицепа 3, состоящего из корпуса 22, плунжера 23, двух возвратных пружин 24, 25, наружная часть плунжера 23 своей грибковой частью 26 взаимодействует с верхним листом рессорной подвески 27. Гидравлический датчик регулятора давления 4 выполняет работу по поддержанию определенного давления масла на регулировочный клапан 11 в зависимости от массы перевозимого груза, тем самым изменяя диаметр дросселирующих отверстий 6, что приведет к определенному режиму работы тягово-сцепного устройства, для сглаживания ударных нагрузок, действующих на датчик при движении по неровностям, к корпусу 22 крепится демпфирующее устройство 28 в виде резиновых колец. На плунжер 7 тягового гидроцилиндра 1 действует сила со стороны цилиндрической пружины 29, один конец которой упирается в плунжер 7, а второй - в корпус гидроцилиндра 1, в полой части штока 8 плунжера 7 расположен второй плунжер 30 с дросселирующими отверстиями 31, связывающими две полости штока 8 первого плунжера 7, между вторым плунжером 30 и первым плунжером 7 расположена цилиндрическая пружина 32 для снятия удара в случае резкого перемещения второго плунжера 30 до упора в первый плунжер 7, в полой части штока 8 установлен демпфирующий элемент 33. В полости штока 34 второго плунжера 30 расположено буферное устройство 35 в виде резиновых колец 36 и звена 37.

Предлагаемое тягово-сцепное устройство обеспечивает сглаживание динамических нагрузок при любых их величинах с различной загрузкой прицепа.

Предлагаемая конструкция тягово-сцепного устройства работает следующим образом. При движении транспортного поезда с различным грузом возникают разные по величине переменные нагрузки, которые передаются на тягач, для того чтобы снизить величину воздействия переменных нагрузок на тягач, необходимо обеспечить работу тягово-сцепного устройства в широких диапазонах действия переменных нагрузок, которая зависит от массы груза, для этого на продольном брусе 5 прицепа 3 устанавливается датчик регулятора давления 4, который работает от массы груза, которая передается через рессорную подвеску 27, изгибая ее, причем верхний лист рессоры действует на грибковую часть плунжера 26, плунжер 23 перемещается вверх, преодолевая усилие пружин 24, 25, и воздействует на масло, находящееся в корпусе 22 гидравлического датчика 4, изменяя его давление, затем давление масла передается по гибкому шлангу 19, соединенного со штоком 18 плунжера 7, полость 17 которого соединена с регулируемой полостью давления 15, расположенной в надпоршневом пространстве регулирующего клапана 11. Под воздействием давления масла регулирующий клапан 11, перемещаясь, преодолевает усилие пружины 14, перекрывает дросселирующие отверстия 6 в плунжере 7 цилиндра 1. Тем самым в зависимости от груза в прицепе 3 создается определенное давление в гидравлическом датчике регулятора давления 4 и в полости регулирующих клапанов 11, т.е. получается автоматическое регулирование диаметра дросселирующих отверстий 6, а это в свою очередь создает различное сопротивление перетекания масла в полости гидроцилинра 1, что обеспечивает выбор оптимально наилучших режимов работы тягово-сцепного устройства с различными переменными нагрузками.

Само же тягово-сцепное устройство работает следующим образом. В процессе трогания тяговая мощность передается от тягача на прицеп 3, чтобы осуществить движение транспортного поезда, тяговая сила передается через тягово-сцепное устройство, а именно сила от тягача передается на тяговое звено 37, тяговое звено 37, принявшее на себя нагрузку, передает ее на демпфирующий элемент 36, затем на второй плунжер 30, который перемещается в сторону действия силы, при этом встречает сопротивление перетекания масла через дросселирующие отверстия 31, расположенные во втором плунжере 30. Так как сила сопротивления перетекания масла через дросселирующие отверстия 31 второго плунжера 30 больше силы сопротивления перетекания масла через дросселирующие отверстия 6 первого плунжера 7, то нагрузка передается на первый плунжер 7. По мере действия нагрузки первый плунжер 7 полностью выходит из гидроцилиндра 1, полости которого сообщены с компенсирующим объемом масла. При прекращении работы первого плунжера 7 в работу вступает второй плунжер 30, перемещаясь в штоке 8, полости которого также сообщены с компенсирующим объемом масла, в сторону действия силы. При этом происходят сглаживание ударной нагрузки, направленной против движения тягача и плавное трогание транспортного поезда.

В случае наката прицепа на тягач, чтобы устранить силу удара наката, тягово-сцепное устройство работает следующим образом. Сила от прицепа 3 через дышло 2 действует на корпус 1, который начинает перемещаться в сторону действия силы. При этом начинает работать первый плунжер 7, так как сила сопротивления перетекаемой жидкости через дросселирующие отверстия 6 у него меньше, чем у второго плунжера 30. Если сила наката еще действует, а плунжер 7 прекратил работу, переместился до упора, то в работу вступает второй плунжер 30. В процессе работы тягово-сцепного устройства при воздействии на него силы наката видно, что сила наката сглаживается и передается на тягач постепенно, без резких толчков.

Предлагаемое тягово-сцепное устройство позволяет обеспечивать компактность устройства, работу в широком диапазоне действия переменных нагрузок, с высшим КПД сглаживания переменных нагрузок, что позволяет снизить расход топлива, повысить производительность транспортного поезда и улучшить условия труда водителя.

Формула изобретения

Тягово-сцепное устройство для соединения тягача с колесным прицепом, содержащее тяговый гидроцилиндр, жестко соединенный с дышлом прицепа, плунжер с дросселирующими отверстиями и шток тягового гидроцилиндра, выполненные полыми, и пружину, один конец которой упирается в плунжер, а другой - в гидроцилиндр, отличающееся тем, что оно снабжено вторым плунжером, выполненным с дросселирующими отверстиями и размещенными внутри полости штока первого плунжера для соединения с тягачом второй пружиной, размещенной между первым и вторым плунжерами, клапанами, регулирующими зазор дросселирующих отверстий первого плунжера и размещенными в полости первого плунжера, при этом входы управления клапанов соединены с выходом гидравлического датчика, преобразующего деформацию рессоры колесного прицепа в изменение давления масла, при этом площадь поперечного сечения дросселирующих отверстий второго плунжера составляет 0,4 - 0,95 площади поперечного сечения дросселирующих отверстий первого плунжера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7