Сочлененное транспортное средство Советский патент 1991 года по МПК B60D1/00 

316

Изобретение относится к системам регулирования неэлектрических величин а именно к регулированию положения прицепного звена транспортного средства, например седельного автопоезда.

Цель изобретения - уменьшение аэродинамического сопротивления и повышение эффективности торможения.

На Фиг. 1 изображено сочлененное тран- споптное средство, общий вид; на фиг. 2 схема управляющей энергетической части системы регулирования; на фиг.З - схема исполнительной механической части системы регулирования; на фиг.4 - эпюры распределения давления на кузове с наличием у него положительного угла тангажа и с нулевым углом тангажа; на- фиг.5 - зависимость изменения аэродинамического сопротивления сочлененного транспортного средства от угла тангажа кузова.

Сочлененное транспортное средство содержит тягач 1, рама 2 которого связана с опорно-поворотным устройст- вом 3, прицепное звено 4, подвесное устройство 5, размещенное между передней частью рамы 6 прицепного звена 4 и опорно-поворотным устройством 3 и включающее в себя направляющий аппарат 7 и по крайней мере один упругий элемент 8, колесную тележку 9, на которую через подвеску 10 оперта задняя часть 11 рамы 6 прицепного звена 4, источник 12 текущей среды, находящейся под давлением и связанный трубопроводами 13 через распределители 14 с рабочей полостью 15 упругого элемента 8 подвесного устройства 5, и систему 16 управления, содержащую чувствительный элемент 17, выполнен- ный в виде реагирующего на изменение угла тангажа прицепного звена 4 датчика 18 с коммутирующими узлами, распределители 14 выполнены электроуправляемыми, двухпозиционными, трехли- нейными, причем вход каждого распределителя сообщен с источником 12 текущей среды, первый выход через обратный клапан Г9 связан с каналом

- выпуска текучей среды, а второй вы-

ход - с рабочей полостью 15 одного из упругих элементов 8 подвесного устройства 5 или подвески 10 колесной тележки 9, а источник 12 текучей среды сообщен с рабочими полостями 20 упругих элементов 21 подвески 10 колесной тележки 9 через перекрывающий канал 22 с электрическим управлением

0

5 5 0 4

sn и

55

0

при этом система 16 управления включает в себя переключатель 23, подгёиж- ный контакт 24 которого подключен к одному из полюсов источника 25 электрического тока, первый неподвижный контакт 26 подключен к второму полюсу источника 25 электрического тока через обмотку магнита 27 управления перекрывающего клапана 22, а второй подвижный контакт 28 переключателя 23 электрически связан с входами коммутирующих узлов датчика 18, выходы одного из которых через обмотки электромагнитов распределителей, связанных с рабочими полостями 15 упругих элементов 8 подвесного устройства 5, а выходы второго через обмотки электромагнитов, связанных с рабочими полостями 20 упругих элементов 21 подвески 10 колесной тележки 9, подключены к второму полюсу источника 25 электрического тока, при этом в электрическую цепь между вторым подвижным контактом 28 переключателя 23 и входами коммутирующих узлов датчика 18 может быть подключено сигнальное устройство 29.

Сочлененное транспортное средство включает в себя две части системы ав - томатического регулирования продольного углового положения кузова - управ- .ляющей и исполнительной,воздействующих на упругие элементы, устанавливающие прицепное звено 4 в оптимальное с аэродинамической точки зрения, определяемое углом тангажа 9 .

Управляющая часть (фиг.2) представляет собой электрическую схему, f состоящую из датчика 18, реагирующего на угловое изменение положения прицепного звена 4 кузова. Устройство датчика 18 может быть основано на базе прибора - уровня УС2-11, заполненного жидкостью, например ртутью.

Изменение давления жидкости в зависимости от угла Q воспринимается датчиком 18, например емкостным датчиком давления, включенным в электрическую цепь с задними электропневмо- клапанами упругих элементов 21 или с электропневмоклапанами упругих элементов 8. Электрическая цепь связана с источником 25 тока, например аккумулятором. Для перекрытия доступа воздуха к упругим элементам 21 во второй воздушной-ветви в электрической цепи в положении 1 установлен перекрывающий электропневмоклапан с заг5л 6

лушкой,включаемый тумблером переключателя 23, установленным на панели приборов кабины тягача 1 , которая снабжена аэродинамическим устройством 30. В кабине тягача 1 установлено также сигнальное устройство 29, включенное в общую электрическую цепь.

Исполнительная часть (фиг.З) представляет собой механическую схему, состоящую из главной питающей магистрали 31, подсоединенной к источнику 12 нагнетания воздуха (компрессору или рессиверу). Магистраль 31 разделяется на две ветви воздушных трубопроводов 13.

К воздушным трубопроводам 13 присоединены передние и задние распределители 14, каждый из которых для связи с атмосферой имеет канал с обратным клапаном 19 шарикового типа. Указанные распределители 14 управляют давлением рабочей среды в упругих элементах 20 и 15. Между трубопроводами 13 и магистралью 31 установлен перекрывающий клапан 22.

Сочлененное транспортное средство работает следующим образом.

После соединения прицепного звена 4 с рамой 2 тягача 1 посредством опорно-поворотного устройства 3 неодинакового давления в шина,х колес задней тележки 9 прицепного звена 4 и колес тягача 1 из-за сцепки тягача 1 не со своим стандартным прицепным звеном 4 или из-за неравномерной его загрузки возникает угол 9 продольного наклона прицепного звена 4, называемый также углом тангажа.

Физический смысл влияния угла 0 показан на фиг.4. При неоптимальном угле тангажа на крыше прицепного звена имеет место обширная зона разряже- ния, а под его днищем некоторая область повышенного давления. Эти факторы приводят к увеличению подъемной силы, а как следствие - к увеличению индуктивного аэродинамического сопротивления. При наличии угла тангажа 0, не равном нулю, имеет место увели чение лобовой площади сочлененного транспортного средства, вследствие чего также повышается сила аэродинамического сопротивления (фиг. 5). На фиг.З приняты следующие условные обозначения: С - коэффициент любого аэродинамического сопротивления, F (м2).- Лобовая площадь.

6776

Испытания, проведенные в аэродинамической трубе модели сочлененного транспортного средства типа автопоезда МАЗ-6422, показали, что оптимальное аэродинамическое положение сочлененного транспортного средства соответствует диапазону угла тангажа Q -0,20- 0 . Для других сочлененных транслортJQ ных средств с различными аэродинамическими устройствами 30 оптимальный диапазон угла В будет другим.

Если прицепное 4 имеет неоптимальный угол 9 , то гидростатичес кое давление жидкости, находящейся в датчике.18, превышает минимально допустимое давление на мембрану одного из преобразователен, в качестве которых можно применить емкостные датчики

0 давлений. Конденсатор датчика включается в электрический контур, вырабатывающий сигнал, зависящий от емкости, иначе говоря от перемещения мембраны, то есть от величины давления

5 на нее. Переключатель 23 установлен в положение II.

В зависимости от знака угла тангажа 0 жидкость воздействует или на левый, или на правый преобразователи, которые

0 подают сигнал соответственно на передние или задние электрораспределите- ли 14. Например, если вверх поднята передняя часть прицепного звена 4 на угол больше оптимального, то г.нгнлл поступает на задние распределители 14, которые открывают канал для поступления воздуха в упругие элементы 21.

По мере поднятия задней части при-

Q цепного звена 4 давление на мембрану преобразователя уменьшается и, когда прицепное звено 4 займет оптимальное аэродинамическое положение, преобразователь перестанет вырабатывать :

с электрический сигнал, вследствие чего электрораспределители 14 отсоединяют упругие элементы 21 от воздушных трубопроводов 13. При этом вследствие перераспределения нагрузки одновреQ менно с поднятием задней части при- цепного звена 4 опускается его передняя часть.

Передние упругие элементы 8 сжимаются, внутреннее их давление повышается и избыток воздуха через обратные клапаны 19 выходит в атмосферу. При этом обратные клапаны 19 задних и передних распределителей 14 элек- тропневмоклапанов отрегулированы на

5

5

716

одинаковую величину минимального давления их открытия, что дает возможность иметь в задних 21 и передних 8 упругих элементах одинаковое внут- . реннее давление, что позволяет прицепному звену 4 устанавливать в горизонтальное положение относительно .опорной поверхности. Это положение является аэродинамически оптимальным для любых модификаций аэродинамических устройств и кабин тягача 1, так как в этом случае лобковая площадь сочлененного транспортного средства всегда минимальна, а его обтекаемость близка к наилучшей обтекаемости при некотором угле тангажа ®нанду цш который как показывают эксперименты никогда не выходит из диапазона -0,25-0°.

Если прицепное звено 4 при наличии электрического сигнала достигнет угла, находящегося в оптимальном аэ

родинамическом диапазоне, но переходя через нулевой угол тангажа, то прицепное звено 4 остается в этом положении; при этом давления в передних 8 и задних 21 упругих элементах будут разные и в обоих случаях меньше, чем минимальное давление для открытия обратных клапанов 19.

Сигнальное устройство 29, включенное в электрическую часть системы регулирования, работает когда электрическая цепь замкнута, т.е. когда прицепное звено находится в .неоптимальном аэродинамическом положении. Таким образом сигнальный элемент 30 сигнализирует об этом факте, особенно если он выполнен в виде красной лампочки. Применение сигнального устройства 29 в виде амперметра со шкалой, програ- дуированной в делениях-угла тангажа

прицепного звена 4, позволяет проводить регулировку минимального давления преобразователей с контролем по шкале амперметра для установки начального угла 0 оптимального аэродинамического диапазона при существующих аэродинамических устройствах и кабины тягача 1.

После .установки на ровной площадке прицепного звена 4 в оптимальное аэродинамическое положение (об этом сигнализирует- выключение красной лам- 55 почки или сброс стрелки амперметра в ноль) водитель размыкает электрическую цепь путем переключения тумбле8

0

5

0

5

0

35

40

45

50

55 ра переключателя 23 в нейтр :льное положение Н.

Так как электрическая цепь управляющей части системы регулирования ра.- зомкнута, то электрический сигнал на распределители 14 не поступает, что предохраняет от выведения прицепного звена 4 из оптимального положения, в 1 т.ч. при движении на подъемах и спусках несмотря на то, что гидростатическое давление жидкости на мембраны преобразователей превышает начальное давление, соответствующее начальному углу оптимального аэродинамического диапазона.

Сочлененное транспортное средство позволяет увеличить тормозную силу при движении на спусках. Это достигается временным ухудшением обтекаемости сочлененного транспортного средства и увеличением лобовой площади. Для этого необходимо установить тумблер переключателя 23 из нейтрального положения в положение I. При этом датчик 18 отслеживает изменение угла продольного наклона дороги и прицепное звено 4 устанавливается в оптимальный диапазон углов, но относительно опорной поверхности прицепное звено 4 займет наклонное положение с положительным углом тангажа 0 , равным углу, близкому к углу наклона дороги. В этом, случае система является следящей, так как чем больше угол наклона дороги, тем больше угол 0 и больше тормозная аэродинамическая сила.

Если спуск не прекратился, а тормозную аэродинамическую силу необходимо уменьшить, то водитель устанавливает тумблер переключателя 23 из положения I в положение II. Заглушка распределителя 14 поднимается, и упругие элементы 21 посредством трубопроводов 13 сообщаются с источником 12 нагнетания. Давление в задних элементах 21 поднимается, прицепное звено 4 выравнивается относительно дороги. При этом контролировать этот процесс нет необходимости, так как в упругих элементах 8 устанавливается давление чуть меньше минимального, при котором открываются обратные клапаны 19,.а в упругих элементах 21 такое же давление, так как давление, нагнетаемое в их полость 20, не превышает эту величину из-за вступления в работу обратных клапанов 19 при малейшем повышении давления. Значит давление в

редких В и задних 21 упругих элементах устанавливается одинаковым, а прицепное звено 4 занимает горизонтальное положение относительно дороги. При выравнивании наклона профил дороги происходит перераспределение нагрузки на упругие элементы 21 и 8 что приводит к установке прицепного звена в неоптимальное положение. В этом случае необходимо тумблер переключателя 23 перевести в положение А после выключения .красной сигнальной лампочки или сброса стрелки в ноль тумблер переводится в нейтральное положение.

-

Формула изобретения

1. Сочлененное транспортное средство, содержащее тягач, рама которого связана с опорно-поворотным устройством, прицепное звено, подвесное устройство, размещенное между передней частью рамы прицепного звена и опор но-поворотным устройством и включающее в себя направляющий аппарат, и по крайней мере один упругий элемент, колесную тележку, на которую через подвеску оперта задняя часть рамы прицепного звена, источник текучей среды, находящийся под давлением и связанный трубопроводами через распределители с рабочей полостью упругого элемента подвесного устройства, и систему управления, содержащую чувствительный элемент, отличающееся тем, что, с целью уменьшения аэродинамического сопротивления и повышения эффективности торможения, чувствительный элемент системы управления выполнен в виде реагирующего на изменение угла тангажа прицепного

10

10

15

20

25

,

30

35

звена датчика с коммутирующими узлами, распределители выполнены электроуправляемыми, двухпозиционными, трехлинейными, причем вход каждого распределителя сообщен с источником текучей среды, первый выход через обратный клапан связан с каналом выпуска текучей среды, а второй выход - с рабочей полостью одного из упругих элементов подвесного устройства или подвести колесной тележки, а источник текучей среды сообш.ен с рабочими полостями упругих элементов подвески колесной тележки через перекрывающий клапан с электрическим управлением, при этом система управления включает в себя переключатель, подвижный контакт которого подключён к одному из полюсов источника электрического тока, первый неподвижный контакт подключен к второму полюсу источника электрического тока через обмотку магнита управления перекрывающего клапана, а второй подвижный контакт переключателя электрически связан с входами коммутирующих узлов датчика, выходы одного из которых через обмотки электромагнитов распределителей, связанных с рабочими полостями упругих элементов подвесного устройства, а выходы второго через обмотки электромагнитов электроуправляемых распределителей, связанных с рабочими полостями упругих элементов подвески колесной тележки, подключены к второму полюсу источника электрического тока.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что в электрическую цепь между вторым подвижным контактом переключателя и входами коммутирующих узлов датчика подключено сигнальное устройство.

12

25

Изобретение относится к системам регулирования неэлектрических величин, а именно к регулированию положения прицепного звена кузова сочлененного транспортного средства. Цель изобретения - уменьшение аэродинамического сопротивления и повышение эффективности торможения. Устройство включает две части системы автоматического регулирования продольного положения Я 20 прицепного звена 4 тягача 1 - управляющую и исполнительную. Управляющая часть включает Б себя датчик, реагирующий на угловое изменение положения прицепного звена 4, распределители, сигнальный элемент, переключатель, установленный на панели приборов ка- бины тягача 1, которая снабжена аэродинамическим устройством 30. Исполнительная часть состоит из главной питающей магистрали, разделяющейся на два трубопровода, с которыми соединяются передние элементы 8 и задние упругие элементы. В зависимости от направления угла наклона прицепного звена 4 в электрическую цепь включается один из преобразователей, электрический сигнал подается на передние или задние распределители, включение которых открывает доступ воздуха соответственно в передние или задние упругие элементы, воздействующие на прицепное звено 4, которое принимает оптимальное положение. 1 з.п.ф-лы, 5 ил. to OS 00 ся -ч

Фиг, 2

Фиг.З

«о

Фиг.Ь

Фив. 5