ОПОРНО-СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОПОЕЗДА Российский патент 1997 года по МПК B62D53/08 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам автопоездов и касается стабилизации положения автопоезда на поворотах с целью исключения опрокидывания.

Известен узел седельного тягача: содержащий опорную площадку, монтируемую на раме тягача в зоне его ведущего моста и несущую разъемно-сцепной механизм для фиксации шкворня полуприцепа, а также устройство поперечной стабилизации полуприцепа [1]
Конструкция узла сцепки выполнена из двух элементов сферической формы, уложенных одна в другую, при этом первый закреплен на опорной площадке, а второй предназначен для связи со шкворнем полуприцепа. При повороте тягача с полуприцепом смещение полуприцепа по рабочей сферической поверхности вызывает появление стабилизирующего момента, противодействующего опрокидыванию. Поскольку точка смещения расположена выше центра масс полуприцепа опасность потери устойчивости исключается.

Недостатком предложенного узла является сложность его конструкции и его ненадежность, обусловленная тем, что нарушение профиля тонкостенной конструкции двух полусфер приводит к неработоспособности устройства стабилизации или к снижению его эффективности.

Так, например, появление выдавки в результате удара или другого силового воздействия на полусферы на сферических поверхностях приводит к эффекту заклинивания, что исключает возможность одной полусфере скользить по другой.

Кроме того, само выполнение крупногабаритных деталей с полусферическими поверхностями развитой площади контакта представляет технологическую сложность, требует специального оборудования.

Известно техническое решение [2] которое содержит две опоры с элементарными поверхностями контакта, выполнение которых не представляет труда и надежность которых существенно выше. Достигаемый при этом технический эффект заключается в упрощении конструкции и повышении ее надежности для обеспечения безопасного передвижения автопоезда на поворотах и высоких скоростях. Однако конструкция известного опорно-сцепного устройства достаточно сложна. Заявленное изобретение упрощает конструкцию оценки седельного тягача, содержащей опорную площадку, монтируемую в зоне ходовой части тягача на его раме и несущую разъемно-сцепное устройство для фиксации шкворня полуприцепа, а также устройство поперечной стабилизации полуприцепа. Последнее выполнено в виде по крайней мере двух, расположенных в поперечной плоскости тягача симметрично относительно его продольной плоскости, подвижных опор, размещенных между опорной площадкой и рамой тягача, при этом каждая подвижная опора выполнена из двух частей, смонтированных с возможностью смещения в поперечной плоскости относительно друг друга по рабочим поверхностям, нормаль к каждой из которых расположена под острым углом к продольной плоскости тягача, а жесткость связи частей между собой каждой подвижной опоры выполнена меньшей жесткости упругого элемента подвески ходовой части тягача в зоне монтажа опорной площадки.

При этом опоры могут представлять собой пары скольжения или качения или выполнены в виде резинового амортизатора.

Целесообразно, чтобы смещаемые части каждой опоры были связаны между собой механизмом их возврата в исходное положение после снятия усилия смещения.

Выполнение опор подвижными обеспечивает возможность смещения полуприцепа в поперечном направлении с тем, чтобы образовалась пара сил, одна из которых отжимает, а другая прижимает кузов полуприцепа относительно рамы тягача в сторону стабилизации положения полуприцепа на повороте. А выполнение поверхностей смещения подвижных опор наклонными в сторону продольной плоскости тягача обеспечивает возможность самовозврата смещенного кузова полуприцепа в исходное положение. Выполнение связей частей каждой опоры по жесткости меньшей, чем жесткость подвески ходовой части тягача или полуприцепа обеспечивает приоритет по действию устройства стабилизации при повороте автопоезда по отношению к деформации упругих элементов подвески тягача.

Настоящее изобретение иллюстрируется конкретным примером, представленным хотя и в схематичном виде, но не являющийся единственно возможным, однако, наглядно демонстрирующим возможность достижения технического эффекта указанной совокупностью признаков.

На фиг. 1 общий вид узла сцепки тягача; на фиг. 2 подвижная опора, первый пример исполнения; на фиг. 3 то же, что на фиг. 2, второй пример исполнения; на фиг. 4 то же, что на фиг. 2, третий пример исполнения; на фиг. 5 то же, что на фиг. 2, четвертый пример исполнения.

Опорно-сцепное устройство автопоезда (см. фиг. 1) содержит опорную площадку 1, на которой смонтирован разъемно-сцепной механизм 2 известного типа для фиксации шкворня 3 полуприцепа и на внешнюю поверхность которого при установке полуприцепа последний опирается.

Опорная площадка 1 установлена на подвижных опорах 4, смонтированных в поперечной плоскости тягача симметрично относительно его продольной плоскости 5 на раме 6, которая связана через подвеску 7 с мостом 8 тягача.

Каждая подвижная опора выполнена из двух частей 9, 10, одна из которых связана с опорной площадкой, а другая с рамой 6 тягача. Особенностью каждой подвижной опоры является то, что обе части взаимодействуют между собой по рабочим поверхностям, нормаль 11 к каждой точке, каждая из которых расположена под углом α к продольной плоскости 5 тягача. Это позволяет опорной площадке 1 самоустанавливаться на опорах в равновесно-устойчивое положение относительно центра масс полуприцепа.

На фиг. 2-5 представлены варианты исполнения подвижных опор.

Подвижная опора по фиг. 2 представляет собой пару качения, выполненную из двух частей 9, 10, связанных соответственно с опорной площадкой 1 и рамой 6, и рабочие поверхности которых выполнены вогнутыми, между которыми расположено тело качения 12. Нормаль к рабочим поверхностям выполнена под углом a к плоскости 5, ось симметрии, проходящая между рабочими поверхностями частей 9 и 10 также расположена под b углом к этой же плоскости.

На фиг. 3 представлен вариант исполнения подвижной опоры в виде резинового амортизатора 13, свойства резины которого обеспечивают одинаковую деформацию по разным направлениям и возврат резины в исходное состояние с сохранением формы. Использование резинового амортизатора еще удобно потому, что после снятия бокового воздействия происходит самовозврат в исходное положение за счет запасенной внутренней энергии, что позволяет исключить установку механизма возврата.

На фиг. 4 и 5 представлены опоры, выполненные заодно с рамой и опорной площадкой и представляющие собой пары скольжения с рабочими поверхностями соответственно 14 и 15, обеспечивающими скольжение одной части относительно другой. Сами рабочие поверхности могут быть выполнены различным образом или из различного материала. Главное, чтобы жесткость связи между собой у этих поверхностей за счет сил трения была меньше жесткости упругого элемента подвески 7 ходовой части тягача и/или полуприцепа.

Возможны и другие примеры исполнения.

Хотя выполнение рабочих поверхностей подвижных опор наклонными в продольной плоскости тягача обеспечивает самоустановку опорной площадки в нейтральное исходное положение относительно центра масс, желательно все-таки ввести механизмы возврата частей подвижных опор в исходное положение после снятия возмущающего воздействия. При работе опор возможно изменение их жесткости вследствие попадания грязи, абразива. В этом случае для преодоления в начальный момент состояния покоя необходим начальный импульс, который может быть создан, например, дополнительными упругими элементами, которые при смещении накапливают энергию за счет сжатия, а затем, распрямляясь, создают импульс ля перемещения опор в исходное положение. Выполнение таких устройств в технике широко известно и поэтому в рамках данного изобретения не рассматривается на конкретных примерах.

Опорно-сцепное устройство работает следующим образом.

При прямолинейном движении тягача с полуприцепом последний удерживается разъемно-сцепным механизмом 2 на опорной площадке 1, находящейся в исходном равновесно-устойчивом положении, определенном подвижными опорами. Конструкция узла работает в том же виде, что и любые другие известные седельные узлы сцепки.

При повороте тягача с полуприцепом (см. фиг. 1) (при этом понимается вид сзади, поворот направо и действие только центробежной силы F_цб) - из-за того, что жесткость подвижных опор по их рабочим поверхностям меньше жесткости подвески ходовой части тягача и полуприцепа, происходит опережающее деформацию подвески смещение кузова полуприцепа и соответственно опорной площадки 1. В результате этого образуется пара сил Т и H, одна из которых стремится возвратить полуприцеп в равновесное состояние, прижимая его со стороны внутренней к повороту. Стабилизирующий момент, образованный действием этих сил, перераспределяет нагрузки на колесах тягача, обеспечивая прижим внутреннего по отношению к повороту колеса.

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению. Сущность изобретения: для исключения опрокидывания на повороте за счет перераспределения нагрузок на колесах тягача при движении с полуприцепом введены подвижные опоры (4) между рамой (6) тягача и опорной площадкой (1), на которой смонтирован разъемно-сцепной механизм (2) фиксации шкворня полуприцепа. При этом рабочие поверхности, по которым происходит смещение частей каждой подвижной опоры выполнены наклонными в сторону продольной плоскости тягача так, что нормаль к рабочим поверхностям каждой подвижной опоры расположена под острым углом к этой плоскости. При повороте за счет смещения опорной площадки под действием центробежной силы создается стабилизирующий момент, противодействующий уменьшению под внутренним колесом нормальной реакции дороги. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Опорно-сцепное устройство автопоезда, содержащее опорную площадку, смонтированную на раме тягача в зоне его ходовой части и несущую разъемно-сцепной механизм для фиксации полуприцепа, а также механизм поперечной стабилизации полуприцепа, выполненный по крайней мере из двух подвижных опор, расположенных симметрично относительно продольной вертикальной плоскости тягача между его рамой и опорной площадкой, причем каждая подвижная опора выполнена из двух частей, установленных с возможностью смещения в поперечном направлении относительно друг друга, и нормаль к одной из них расположена под острым углом к продольной вертикальной плоскости тягача, отличающееся тем, что нормаль в каждой точке каждой рабочей поверхности частей подвижных опор расположена под острым углом к продольной вертикальной плоскости тягача, а жесткость связи частей каждой подвижной опоры в направлении смещения выполнена меньшей по величине, чем жесткость упругого элемента подвески ходовой части тягача в зоне монтажа опорной площадки и/или упругого элемента ходовой части полуприцепа. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая опора выполнена в виде пары скольжения или качения. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая опора выполнена в виде резинового амортизатора. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смещаемые части каждой опоры связаны между собой механизмом возврата их в исходное положение после снятия усилия смещения.