Сцепное стабилизирующее устройство одноосного прицепа Российский патент 2023 года по МПК B60D1/02 B60D1/04 B62D63/08 

Изобретение относится к сочлененным нерельсовым транспортным средствам, преимущественно к сцепным устройствам автомобильных и тракторных поездов с одноосными прицепами.

Аналогом по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому сцепному стабилизирующему устройству одноосного прицепа является стабилизатор устойчивости движения автопоезда по патенту РФ № 2230674, МПК В 60D 1/06, 2004 г, предназначенный преимущественно для легковых автомобилей, агрегатируемых с прицепами, состоящий из дышла, соединенного с шаровой головкой тягово-сцепного устройства автомобиля, при этом на дышле прицепа с возможностью вращательного движения установлена втулка, взаимодействующая своими торцевыми поверхностями с шайбами, одна из которых жестко закреплена на дышле, а другая размещена на нем подвижно в продольной его плоскости и подпружинена относительно последнего пружиной сжатия, а упомянутая втулка по периферии снабжена двумя сквозными отверстиями, в которых расположены подвижно цилиндрической формы стержни, подпружиненные также пружинами сжатия относительно ее торцевых частей, причем стержни в отдельности шарнирно соединены с одной из пары шаровых головок тягово-сцепного устройства автомобиля.

Недостаток описанного стабилизатора заключается в том, что использование пружинных связей между элементами стабилизатора вызывает увеличение силового момента, действующего на тяговый рычаг относительно точки сцепки с тягачом при повороте одноосного прицепа относительно тягача в горизонтальной плоскости, что приводит к увеличению сопротивления повороту автопоезда. Кроме того, данный стабилизатор не обеспечивает достаточной гибкости автопоезда в горизонтальной плоскости, так как тяговый рычаг закреплен к тягачу двумя шарнирными шаровыми соединениями, расположенными по одной горизонтальной поперечной оси, что ухудшает маневровые характеристики автопоезда.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому сцепному стабилизирующему устройству одноосного прицепа относится буксирное стабилизирующее устройство одноосного прицепа по патенту РФ № 2791629, МПК В 60D 1/02, 2023г, содержащее тяговый рычаг, выполненный заодно с рамой прицепа, опирающейся через подрессоренную ось и ходовые колеса на опорную поверхность дорожного полотна, связанный передней частью с тягачом через шарнирное крепление, выполненное в виде крестообразного шарнира, снабженного крестовиной, образованной из соединенных неподвижно между собой горизонтальной оси, расположенной в горизонтальной плоскости поперечно тяговому рычагу, и шкворня, расположенного в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную ось одноосного прицепа под углом к вертикали, причем верхний конец шкворня крестовины смещен к раме одноосного прицепа, при этом горизонтальная ось крестовины соединена с тяговым рычагом посредством вилки, жестко соединенной с тяговым рычагом, а шкворень крестовины закреплен с возможностью вращения относительно его оси в верхней и нижней проушинах вилки-фланца, закрепленной на задней части тягача с возможностью поворота в поперечной вертикальной плоскости, при этом на верхней проушине вилки-фланца установлен с возможностью продольного перемещения в горизонтальной плоскости ползун, соединенный с вилкой-фланцем посредством рабочего силового цилиндра двухстороннего действия, причем верхний конец шкворня крестовины соединен с ползуном посредством шарового шарнира, а нижний конец шкворня крестовины соединен с нижней проушиной посредством шарового шарнира с возможностью осевого и кругового перемещений относительно вилки, при этом нижняя проушина вилки-фланца связана с тяговым рычагом посредством задающего силового цилиндра.

Взаимосвязи кинематических элементов этого буксирного стабилизирующего устройства одноосного прицепа обеспечивают изменение угла наклона шкворня крестовины в зависимости от изменения продольного профиля дорожного полотна и поддержание необходимого угла наклона шкворня крестовины к вертикали, что позволяет стабилизировать прямолинейное движение прицепа на дорогах с неровным продольным профилем. При этом недостаток заключается в том, что данное буксирное стабилизирующее устройство одноосного прицепа не обеспечивает снижения силового момента между одноосным прицепом и тягачом относительно шкворня крестовины при складывании автопоезда в горизонтальной плоскости на повороте, что в свою очередь ухудшает условия поворота автопоезда.

Поэтому, технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка сцепного стабилизирующего устройства одноосного прицепа, обеспечивающего уменьшение боковых горизонтальных колебаний (виляний) прицепа при прямолинейном движении, в том числе на неровных по высоте продольного профиля дорогах за счет поддержания заданного угла наклона шкворня крестовины относительно вертикали к поверхности движения колес одноосного прицепа, при этом позволяющего уменьшать величину силового момента, действующего на тяговый рычаг прицепа относительно шкворня крестовины при повороте автопоезда.

Техническая проблема решается за счет того, что в сравнении с техническим решением, принятым за прототип, нижний конец шкворня крестовины установлен в продольной прорези, выполненной в нижней проушине вилки-фланца с возможностью перемещения вдоль этой прорези и соединен посредством шарнира с поперечной горизонтальной осью со штоком рабочего гидроцилиндра двухстороннего действия, корпус которого закреплен шарнирно на нижней части вилки-фланца, а верхний конец шкворня крестовины соединен с верхней проушиной вилки-фланца посредством шарового шарнира, при этом на верхней части вилки-фланца установлен задающий гидроцилиндр двухстороннего действия, корпус которого связан с вилкой-фланцем посредством шарового шарнира, смещенного относительно шкворня крестовины вперед по ходу автопоезда, а шток соединен с тяговым рычагом одноосного прицепа посредством шарового шарнира, смещенного назад относительно шкворня крестовины по ходу автопоезда, причем поршневая полость задающего гидроцилиндра соединена гидромагистралью с поршневой полостью рабочего гидроцилиндра, а штоковая полость задающего гидроцилиндра соединена гидромагистралью со штоковой полостью рабочего гидроцилиндра.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

- фиг. 1 - схема установки сцепного стабилизирующего устройства одноосного прицепа на транспортном поезде - вид сбоку;

- фиг. 2 – схема сцепного стабилизирующего устройства – вид сбоку;

- фиг. 3 – схема расположения кинематических элементов сцепного стабилизирующего устройства при движении по поверхности с неровным продольным профилем – вид сбоку.

-фиг. 4 – схема расположения кинематических элементов сцепного стабилизирующего устройства при повороте транспортного поезда - вид сверху.

Сцепное стабилизирующее устройство одноосного прицепа содержит (фиг. 1,2) тяговый рычаг 1, выполненный заодно с рамой 2 одноосного прицепа, опирающейся через ось 3 и ходовые колеса 4 на опорную поверхность дорожного полотна. Передней частью тяговый рычаг 1 связан с тягачом 5 через шарнирное крепление, выполненное в виде крестообразного шарнира, содержащего крестовину, образованную из соединенных неподвижно между собой горизонтальной оси 6, расположенной поперечно тяговому рычагу 1, и шкворня 7 крестовины, расположенного в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную ось одноосного прицепа. Верхний конец шкворня 7 крестовины смещен к кузову 8 одноосного прицепа, при этом шкворень 7 крестовины расположен под углом μ к вертикали.

Горизонтальная ось 6 крестовины соединена с тяговым рычагом 1 посредством вилки 9, жестко соединенной с тяговым рычагом 1, а шкворень 7 крестовины закреплен с возможностью вращения относительно его оси в верхней и нижней проушинах 10,11 вилки-фланца 12, закрепленной на задней части тягача 5 с возможностью поворота в поперечной вертикальной плоскости относительно тягача 5.

Нижний конец шкворня 7 крестовины установлен в продольной прорези, выполненной в нижней проушине 11 вилки-фланца 12, с возможностью перемещения вдоль этой прорези и соединен посредством шарового шарнира 13 со штоком 14 рабочего гидроцилиндра двухстороннего действия15, корпус 16 которого закреплен шарнирно на нижней части вилки-фланца 12.

Верхний конец шкворня 7 крестовины соединен с верхней проушиной 10 вилки-фланца 12 посредством шарового шарнира 17.

На верхней части 10 вилки-фланца 12 установлен задающий гидроцилиндр 18 двухстороннего действия, корпус 19 которого связан с вилкой-фланцем 12 посредством шарового шарнира 20, смещенного относительно шкворня 7 крестовины вперед по ходу транспортного поезда, а шток 21 соединен с тяговым рычагом 1 одноосного прицепа посредством шарового шарнира 22, смещенного назад относительно шкворня 7 крестовины по ходу автопоезда.

Задающий и рабочий гидроцилиндры 18 и 15 соединены между собой силовыми магистралями и образуют замкнутую силовую систему. При этом поршневая полость А задающего гидроцилиндра 18 соединена силовой магистралью 23 с поршневой полостью Б рабочего гидроцилиндра 15, а штоковая полость В задающего гидроцилиндра 18 соединена силовой магистралью 24 со штоковой полстью Г рабочего гидроцилиндра 15.

Сцепное стабилизирующее устройство одноосного прицепа работает следующим образом.

При прямолинейном движении транспортного поезда по ровной поверхности (фиг. 1,2) поршни задающего и рабочего гидроцилиндров 18 и 15, соединенных в замкнутую гидросистему, находятся в среднем положении, при этом величина заданного угла μ наклона шкворня 7 крестовины остается постоянной. Относительно наклонного шкворня 7 крестовины образуется силовой стабилизирующий момент, препятствующий боковым отклонениям прицепа в горизонтальной плоскости.

При движении транспортного поезда по дорогам с неровным продольном профилем происходит складывание транспортного поезда в продольной вертикальной плоскости относительно горизонтальной оси 6 крестовины.

В случае когда тягач 5 движется под уклон, а прицеп движется по горизонтальной поверхности (фиг.3), или при преодолении подъема - когда тягач 5 в конечной стадии подъема движется по горизонтальной поверхности, а прицеп продолжает движение на подъем, происходит разжатие задающего гидроцилиндра 18 и перемещение его поршнем рабочей жидкости из штоковой полости А в штоковую полость Б рабочего гидроцилиндра 15. При этом поршнем рабочего гидроцилиндра 15 вытесняется рабочая жидкость из поршневой полости Б в поршневую полость А задающего гидроцилиндра 18, а шток 14 рабочего гидроцилиндра 15 перемещает нижний конец шкворня 7 крестовины в сторону тягача 5.

За счет перемещения нижнего конца шкворня 7 крестовины в сторону тягача 5, угол наклона шкворня 7 крестовины относительно поверхности движения колес тягача 5 увеличивается пропорционально углу β складывания между тягачом и рамой 2 прицепа в вертикальной продольной плоскости, а угол μ наклона шкворня 7 крестовины относительно поверхности движения колес 4 прицепа поддерживается постоянным. За счет поддержания установки угла μ наклона шкворня 7 крестовины к поверхности движения прицепа в заданных пределах силовой момент, препятствующий отклонениям тягового рычага от положения прямолинейного движения прицепа, остается соответствующим заданному углу μ наклона шкворня 7 крестовины. Соотношение между углом β складывания тягача 5 и рамы 2 прицепа и углом μ наклона шкворня 7 крестовины обеспечивается кинематическим передаточным числом силовой гидравлической системы между задающим и рабочим гидроцилиндрами 18 и 15.

В случае, когда тягач 5 движется на подъем, а прицеп совершает горизонтальное движение (на фигурах не показано), происходит сжатие задающего гидроцилиндра 18 и перемещение его поршнем рабочей жидкости из полости А в полость Б рабочего гидроцилиндра 15. При этом поршнем рабочего гидроцилиндра 15 вытесняется рабочая жидкость из штоковой полости Г в полость В задающего гидроцилиндра 18, а шток 14 рабочего гидроцилиндра 15 перемещает нижний конец шкворня 7 крестовины в сторону тягача 5 вдоль прорези, выполненной на нижней проушине 11. За счет перемещения нижнего конца шкворня 7 крестовины в сторону прицепа угол μ наклона шкворня 7 крестовины относительно тягача 5 уменьшается пропорционально углу складывания между тягачом и прицепом. При этом шкворень 7 устанавливается в наклонном положении с заданным углом μ к вертикали, опущенной на поверхность движения прицепа. В результате этого поддерживается величина заданного силового стабилизирующего момента относительно шкворня 7 крестовины, препятствующего боковым отклонениям одноосного прицепа относительно тягача 5.

При движении на повороте (например, влево) происходит складывание транспортного поезда в горизонтальной плоскости относительно шкворня крестовины 7 (фиг. 4) на угол α. В этом случае задающий гидроцилиндр 18 сжимается, а рабочая жидкость перемещается из поршневой полости А задающего гидроцилиндра 18 в поршневую полость Б рабочего гидроцилиндра 15, при этом рабочая жидкость из штоковой полости Г рабочего гидроцилиндра 15 перемещается в штоковую полость В задающего гидроцилиндра. Шток14 рабочего гидроцилиндра 15 воздействует на нижний конец шкворня7 крестовины и перемещает его по прорези, выполненной в нижней проушине вилки-фланца 11, назад по ходу транспортного поезда. За счет перемещения нижнего конца шкворня 7 крестовины в сторону прицепа угол μ наклона шкворня 7 крестовины относительно вертикали уменьшается пропорционально углу α складывания между тягачом 5 и прицепом. Уменьшение угла μ наклона шкворня 7 крестовины при выполнении поворота транспортным поездом способствует уменьшению силового момента действующего относительно шкворня 7 крестовины, между тягачом 5 и прицепом, а следовательно, облегчению условий поворота.

Технический результат заключается в том, что предложенное сцепное стабилизирующее устройство одноосного прицепа обеспечивает поддержание необходимого угла μ наклона шкворня 7 крестовины к вертикали, опущенной на опорную поверхность движения в зависимости от изменения продольного профиля дороги, что позволяет стабилизировать прямолинейное движение одноосного прицепа, при этом в сравнении с базовым буксирным стабилизирующим устройством одноосного прицепа, принятым за прототип взаимосвязи кинематических элементов предложенного технического решения позволяют уменьшать угол μ наклона шкворня 7 крестовины при повороте транспортного поезда, что обеспечивает уменьшение силового момента между тягачом и прицепом и улучшает условия поворота.

Изобретение относится к сцепным устройствам автомобильных и тракторных поездов с одноосными прицепами. Сцепное стабилизирующее устройство одноосного прицепа содержит тяговый рычаг, связанный передней частью с тягачом через шарнирное крепление, выполненное в виде крестообразного шарнира, содержащего крестовину, образованную из соединенных неподвижно между собой горизонтальной оси крестовины и шкворня крестовины. Горизонтальная ось крестовины соединена с тяговым рычагом посредством вилки, а шкворень крестовины закреплен с возможностью вращения относительно его оси в верхней и нижней проушинах вилки-фланца. Нижний конец шкворня крестовины установлен в продольной прорези, выполненной в нижней проушине вилки-фланца с возможностью перемещения вдоль этой прорези и соединен посредством шарнира с поперечной горизонтальной осью со штоком рабочего гидроцилиндра двухстороннего действия. Верхний конец шкворня крестовины соединен с верхней проушиной вилки-фланца посредством шарового шарнира. На верхней части вилки-фланца установлен задающий гидроцилиндр двухстороннего действия. Достигается стабилизация прямолинейного движения одноосного прицепа на дорогах различного продольного профиля. 4 ил.

Сцепное стабилизирующее устройство одноосного прицепа, содержащее тяговый рычаг, выполненный заодно с рамой одноосного прицепа, опирающейся через ось и ходовые колеса на опорную поверхность дорожного полотна, связанный передней частью с тягачом через шарнирное крепление, выполненное в виде крестообразного шарнира, содержащего крестовину, образованную из соединенных неподвижно между собой горизонтальной оси крестовины, расположенной поперечно тяговому рычагу и шкворня крестовины, расположенного в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную ось одноосного прицепа под углом к вертикали, причем верхний конец шкворня крестовины смещен к кузову одноосного прицепа, при этом горизонтальная ось крестовины соединена с тяговым рычагом посредством вилки, жестко соединенной с тяговым рычагом, а шкворень крестовины закреплен с возможностью вращения относительно его оси в верхней и нижней проушинах вилки-фланца, закрепленной на задней части тягача с возможностью поворота в поперечной вертикальной плоскости относительно тягача, отличающееся тем, что нижний конец шкворня крестовины установлен в продольной прорези, выполненной в нижней проушине вилки-фланца с возможностью перемещения вдоль этой прорези, и соединен посредством шарнира с поперечной горизонтальной осью со штоком рабочего гидроцилиндра двухстороннего действия, корпус которого закреплен шарнирно на нижней части вилки-фланца, а верхний конец шкворня крестовины соединен с верхней проушиной вилки-фланца посредством шарового шарнира, при этом на верхней части вилки-фланца установлен задающий гидроцилиндр двухстороннего действия, корпус которого связан с вилкой-фланцем посредством шарового шарнира, смещенного относительно шкворня крестовины вперед по ходу автопоезда, а шток соединен с тяговым рычагом одноосного прицепа посредством шарового шарнира, смещенного назад относительно шкворня крестовины по ходу автопоезда, причем поршневая полость задающего гидроцилиндра соединена гидромагистралью с поршневой полостью рабочего гидроцилиндра, а штоковая полость задающего гидроцилиндра, соединена гидромагистралью со штоковой полостью рабочего гидроцилиндра.