Стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня
Владельцы патента RU 2771088:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)
Изобретение относится к тягово-сцепным устройствам для комплектования автомобильных и тракторных поездов в составе с одноосным прицепом. Стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня содержит тяговый рычаг. Передняя часть рычага шарнирно соединена посредством шкворня с вилкой-фланцем. Шкворень закреплен в верхней и нижней проушинах вилки-фланца под наклоном к опорной поверхности. Тягач снабжен гидросистемой и содержит элемент системы рулевого управления. На верхней проушине вилки-фланца установлен ползун, соединенный с вилкой-фланцем посредством силового цилиндра двухстороннего действия. Верхний конец шкворня соединен с ползуном посредством шарнира с горизонтальной поперечной осью, а нижний конец шкворня установлен с возможностью осевого перемещения внутри качающейся цилиндрической кулисы, соединенной посредством горизонтальной поперечной оси качания с нижней проушиной вилки-фланца. Достигается снижение силовых нагрузок в тягово-сцепном устройстве, уменьшение боковых силовых воздействий на колеса, способствующие их скольжению на повороте, и повышение безопасности движения транспортного поезда. 5 ил.
Изобретение относится к автомобильным и тракторным поездам, преимущественно к тягово-сцепным устройствам для буксировки тракторами или автомобилями одноосных прицепов.
Известно устройство для гашения колебаний одноосного прицепа по патенту РФ № 203371, МПК B60D 1/00, 2021 г., предназначенное преимущественно для стабилизации прямолинейного движения одноосных автомобильных и тракторных прицепов, содержащее тяговый рычаг, соединенный шарнирно с тягачом, выполненный заодно с рамой, опирающейся через поперечно-расположенный торсионный вал и рычаги на оси ходовых колес, при этом торсионный вал соединен с рамой прицепа через кронштейны с возможностью вращения его относительно рамы прицепа в вертикальной продольной плоскости и кинематически связан с тягачом через тягу-шатун, передний конец которой закреплен на тягаче посредством шарового шарнира, смещенного назад по ходу прицепа относительно шарнирного крепления тягового рычага к тягачу, а задний конец тяги-шатуна соединен посредством шарового шарнирного крепления со свободным концом маятникового рычага, который закреплен на средней части торсионного вала посредством неподвижного соединения, при этом центр шарового шарнирного крепления тяги-шатуна к маятниковому рычагу находится в вертикальной продольной плоскости, проходящей через середины ходовых осей тягача и прицепа, и расположен между поверхностью движения прицепа и торсионным валом.
Данное устройство для гашения колебаний одноосного прицепа обеспечивает стабилизацию прямолинейного движения прицепа при движении автопоезда по прямолинейной траектории за счет возникновения стабилизирующего силового момента в буксирном устройстве тягача.
Недостаток этого устройства для гашения колебаний одноосного прицепа заключается в том, что силовой момент, возникающий в буксирном устройстве от веса прицепа, не уменьшается при складывании автопоезда на повороте, что создает дополнительное сопротивление повороту прицепа относительно тягача.
Наиболее близким к заявленному стабилизирующему тягово-сцепному устройству одноосного прицепа с изменяемым наклоном шкворня аналогом по технической сущности и достигаемому результату является стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного прицепа по патенту
РФ № 2744924, МПК B60D 1/06, 2021 г., предназначенное преимущественно для легковых автомобилей, агрегатируемых с прицепами, содержащее тяговый рычаг, связанный передней частью с автомобилем-тягачом через шарнирное крепление, а задней частью неподвижно соединенный с рамой одноосного прицепа, опирающейся через подрессоренную ось и ходовые колеса на опорную поверхность дорожного полотна, при этом шарнирное крепление передней части тягового рычага с автомобилем-тягачом выполнено в виде крестообразного шарнира, снабженного крестовиной, образованной из двух соединенных неподвижно между собой осей, одна из которых расположена в горизонтальной плоскости поперечно тяговому рычагу и соединена посредством поворотной в вертикальной поперечной плоскости вилки-фланца с задней частью автомобиля-тягача, а вторая ось крестовины расположена в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную ось одноосного прицепа, и соединена с тяговым рычагом посредством вилки, жестко закрепленной на конце тягового рычага, при этом ось крестовины, расположенная в вертикальной продольной плоскости, установлена под углом к поверхности дорожного полотна, причем ее верхний конец смещен к раме одноосного прицепа.
Данное стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного прицепа способствует уменьшению боковых горизонтальных отклонений прицепа от прямолинейной траектории тягача за счет возникновения силового стабилизирующего момента относительно соединительного шкворня, установленного в продольной вертикальной плоскости прицепа под наклоном.
При этом недостатком описанного стабилизирующего тягово-сцепного устройства одноосного прицепа является то, что силовой стабилизирующий момент, возникающий относительно наклонного шкворня, и противодействующий боковым отклонениям прицепа при воздействии боковых внешних сил, ухудшает условия движения автопоезда на поворотах, так как препятствует складыванию между собой его звеньев (прицепа и тягача), необходимому для совершения поворота.
Техническая проблема заключается в том, что наличие в кинематической цепи тягово-сцепного устройства, принятого за прототип наклонного шкворня с постоянным нерегулируемым углом наклона в продольной вертикальной плоскости прицепа, не позволяет уменьшать силовой момент относительно оси шкворня, действующий на тяговый рычаг при маневрировании автопоезда (например при объезде препятствия) и на повороте, что вызывает сопротивление повороту прицепа и ухудшает эксплуатационные показатели транспортного поезда, а также снижает безопасность его движения.
Техническая проблема решается за счет того, что в отличие от прототипа тягач снабжен гидросистемой с источником давления гидравлической жидкости и содержит элемент системы рулевого управления, кинематически связанный с золотником трехпозиционного распределителя, при этом на верхней проушине вилки-фланца установлен с возможностью продольного перемещения в горизонтальной плоскости ползун, соединенный с вилкой-фланцем посредством силового цилиндра двухстороннего действия, управляемого трехпозиционным золотниковым распределителем, причем верхний конец шкворня соединен с ползуном посредством шарнира с горизонтальной поперечной осью, а нижний конец шкворня установлен с возможностью осевого перемещения внутри качающейся цилиндрической кулисы, соединенной посредством горизонтальной поперечной оси качания с нижней проушиной вилки-фланца.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
- фиг. 1 - схема стабилизирующего буксирного устройства одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня на транспортном поезде - вид сбоку;
- фиг. 2 - схема стабилизирующего буксирного устройства одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня при движении транспортного поезда по прямой - вид с боку;
- фиг. 3 - то же - вид сверху;
- фиг. 4 - схема стабилизирующего буксирного устройства одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня с изменяемым наклоном шкворня при движении транспортного поезда на повороте - вид с боку;
- фиг. 5 - то же - вид сверху.
Стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня содержит тяговый рычаг, выполненный из передней 1 и задней 2 частей (фиг.1), соединенных между собой посредством шарнира с поперечной горизонтальной осью 3, при этом передняя часть 1 тягового рычага (фиг.2,3) соединена шарнирно посредством шкворня 4 с вилкой-фланцем 5, закрепленной на задней части тягача 6, с возможностью поворота в вертикальной поперечной плоскости, при этом шкворень 4 расположен в вертикальной продольной плоскости под углом α к опорной поверхности, причем его верхний конец смещен назад к кузову 7 одноосного прицепа.
На верхней проушине 8 вилки-фланца 5 установлен с возможностью продольного перемещения в горизонтальной плоскости ползун 9, связанный с вилкой-фланцем 5 посредством силового цилиндра 10, штоковая 11 и поршневая 12 полости которого соединены гидромагистралями 21 с трехпозиционным золотниковым распределителем 13, установленным на тягаче 6. Золотник распределителя 13 кинематически связан с элементом 14 системы рулевого управления тягача 6 (например с рейкой, связанной с сектором рулевого колеса трактора) и с источником 15 давления рабочей жидкости, снабженным редукционным клапаном 16. В золотнике распределителя 13 выполнены каналы, соединяющие в первой и третьей позициях полость 11силового цилиндра 10 с источником давления, а полость 12 со сливом, а во второй позиции полость 12 с источником давления, а полость 11 со сливом. Верхний конец шкворня 4 соединен с ползуном 9 посредством шарнира с горизонтальной поперечной осью 17 , а нижний конец шкворня 4 установлен с возможностью его осевого перемещения, внутри качающейся цилиндрической кулисы 18, соединенной посредством горизонтальной поперечной оси 19 качания с нижней проушиной 20 вилки-фланца 5.
Стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня работает следующим образом.
Тяговый рычаг прицепа передней частью 1 присоединяется посредством шкворня 4 к тягачу 6 (фиг.1). При движении транспортного поезда по прямой золотник распределителя 13 находится во второй позиции и соединяет штоковую полость 11 силового цилиндра 10 со сливом, а поршневую полость 12 с источником давления рабочей жидкости 15. Шток силового цилиндра 10 выдвигается из корпуса силового цилиндра в крайнее правое положение, перемещая ползун 9 с закрепленным на нем шарнирно верхним концом шкворня 4 назад к кузову 7 прицепа. При этом задается максимальный угол α (фиг.1;2) наклона шкворня 4, обеспечивающий возникновение силового стабилизирующего момента относительно шкворня 4, способствующего возврату тягового рычага и колес прицепа на прямолинейную траекторию тягача 6 после отклонений прицепа, вызванных внешними силовыми воздействиями (порыв ветра, неровности дороги и др.)
Во время поворота (фиг.4.5) транспортного поезда (например, влево) элемент рулевого управления 14 смещает золотник распределителя 13 в первую позицию, соединяя при этом штоковую полость 11 с источником давления рабочей жидкости, а поршневую полость 12 со сливом. При этом шток силового цилиндра перемещается влево, перемещая ползун 9 и верхний конец шкворня 4 к тягачу 6 - до установки шкворня 4 в вертикальное положение. В результате установки шкворня в вертикальное положение силовой момент от веса прицепа относительно шкворня, действующий на тяговый рычаг уменьшается, что способствует уменьшению сопротивления повороту прицепа.
При возвращении транспортного поезда на прямолинейный участок пути полость 11 снова соединяется со сливом, а полость 12 соединяется с источником давления 15.
Технический результат заключается в том, что уменьшение угла наклона шкворня α при повороте транспортного поезда приводит к уменьшению силового момента, действующего на тяговый рычаг прицепа относительно оси шкворня, что способствует снижению сопротивления повороту, уменьшению бокового скольжения колес и износа шин прицепа на повороте и повышению безопасности движения транспортного поезда.
Стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа с регулируемым наклоном шкворня, содержащее тяговый рычаг, выполненный из передней и задней частей, соединенных между собой посредством шарнира с поперечной горизонтальной осью, при этом передняя часть тягового рычага шарнирно соединена посредством шкворня с вилкой-фланцем, закрепленной на задней части тягача с возможностью поворота относительно тягача в вертикальной поперечной плоскости, причем шкворень закреплен в верхней и нижней проушинах вилки-фланца под наклоном к опорной поверхности в вертикальной продольной плоскости, при этом его верхний конец смещен назад к кузову одноосного прицепа, отличающееся тем, что тягач снабжен гидросистемой с источником давления гидравлической жидкости и содержит элемент системы рулевого управления, кинематически связанный с золотником трехпозиционного распределителя, при этом на верхней проушине вилки-фланца установлен с возможностью продольного перемещения в горизонтальной плоскости ползун, соединенный с вилкой-фланцем посредством силового цилиндра двухстороннего действия, управляемого трехпозиционным золотниковым распределителем, причем верхний конец шкворня соединен с ползуном посредством шарнира с горизонтальной поперечной осью, а нижний конец шкворня установлен с возможностью осевого перемещения внутри качающейся цилиндрической кулисы, соединенной посредством горизонтальной поперечной оси качания с нижней проушиной вилки-фланца.
