АКТИВНЫЙ АВТОПОЕЗД

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, точнее к транспортным средствам повышенной проходимости, предназначенным для обеспечения разнообразных грузоперевозок в сложных условиях передвижения, например по бездорожью и/или слабонесущим поверхностям, и может быть использована в различных хозяйственных отраслях.
Известно, что замена одиночного грузового автомобиля автопоездом, составленным из тягача и одного или нескольких прицепных звеньев, является простейшим способом увеличения объемов перевозок грузов, однако существенным недостатком автопоезда в сравнении с одиночным автомобилем является сниженная проходимость. Решение этой проблемы обеспечивается применением автопоездов с активизированными прицепными звеньями - активных автопоездов.
В известных из уровня техники активных автопоездах с различными типами приводов колес прицепных звеньев, например: механическим (БА3-137-137М, «Урал-44201-862», см. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М.: Машиностроение, 1981. - с.93, рис.46), гидравлическим, точнее, гидрообъемным (ЗИЛ-137-137Б, см. Платонов В.Ф. Полноприводные автомобили. М.: Машиностроение, 1981. - с.93, рис.47) или электрическим (а.с. SU 1733314 А1, 1992 г.) тяговые возможности ограничены мощностью тягового теплового двигателя тягача, поскольку в них привод колес прицепа осуществляется за счет отбора мощности от приводной системы тягача, в частности, его двигателя. Но главным их недостатком является необходимость использования в качестве тягачей специальных машин, приспособленных для работы с активным прицепом определенного типа, что при формировании автопоездов практически исключает возможность взаимозаменяемости тягачей, удорожая стоимость таких автопоездов.
Известны также активные автопоезда, в которых активизация колес прицепов обеспечивается размещенным на прицепе приводом с собственной, независимой от привода тягача, энергоустановкой, например фрикционного типа (ЕР 1394023, 2004 г.), или электропневматического (RU 2316444 С1, 2008 г.).
Из них наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели определен активный автопоезд, известный из описания к патенту RU 2316444 С1, 2008 г., включающий в себя тягач с активным прицепом и содержащий механический привод колес тягача и электропневматический привод ведущих колес прицепов с отдельной независимой от приводной системы тягача силовой пневмоустановкой в виде блока ресиверов, связанных пневмолиниями с установленной на оси ведущих колес пневмотурбиной.
Конструктивное решение привода колес прицепа в прототипе исключает возможность отдаленного друг от друга расположения его агрегатов: силового модуля (блока ресиверов) и исполнительного модуля (пневмотурбины), следовательно, предопределяет безвариантное размещение силовой установки - только на прицепе, что следует отнести к недостатку прототипа, т.к. в результате приводит к ограничению диапазона компоновок при формировании активных автопоездов, ухудшает условия их технического обслуживания.
Задача, реализуемая полезной моделью, и получаемый технический результат направлены на расширение арсенала активных автопоездов путем обеспечения их компоновочной гибкости.
Сущность полезной модели заключается в том, что в активном автопоезде, состоящем из тягача с любым типом привода колес и, как минимум одного, активного прицепа, привод ведущих колес которого имеет независимый от привода тягача источник энергии, в отличие от аналогов, упомянутый привод ведущих колес активных прицепов выполнен гидрообъемным, содержащим силовую установку и, по меньшей мере один, исполнительный модуль, взаимосвязанные между собой в процессе эксплуатации одноименными магистралями посредством имеющихся на них наружных быстроразъемных систем подключения, силовой установкой в нем является автономная насосная станция, выполненная в виде помещенного в собственный корпус модульного блока с гидросистемой, приводным двигателем и штатными обслуживающими системами, причем автономная насосная станция и исполнительные модули выполнены с возможностью с возможностью работы в согласованном режиме, и при этом автономная насосная станция установлена в зависимости от назначения автопоезда и конкретных требований по его формированию выборочно: на тягаче или на прицепе, либо при снабжении автопоезда более чем одной такой насосной станцией - на тягаче и/или выборочно по одной на нескольких прицепах.
Дополнительные отличительные признаки полезной модели, касающиеся частных случаев исполнения, заключаются в том, что:
- насосная станция выполнена в виде унифицированного автономно функционирующего модуля, все составляющие агрегаты которого пространственно объединены рамой единого общего для них корпуса, и снабжена собственным двигателем внутреннего сгорания, к коленвалу которого подсоединены регулируемые насосы станции, а также наружными быстроразъемными стыковочными узлами на выведенных на корпус выходах гидравлических магистралей, предназначенными для подключения к этим ее магистралям ответных магистралей исполнительных модулей, и электросистемой, имеющей автономный источник электрической энергии;
- имеется автоматическая система управления приводами, электронный блок которой размещен внутри насосной станции, и снабжен находящимся в кабине тягача выносным пультом дистанционного управления;
- выносной пульт дистанционного управления электронным блоком совмещает в своем корпусе органы управления агрегатами привода и контрольные приборы, а также жидкокристаллический дисплей с функциями визуализации и контроля;
- корпус насосной станции оснащен проушинами для захвата грузоподъемными приспособлениями при ее монтаже/демонтаже на тягаче или прицепе и опорами с функцией фиксации ее по месту установки.
- в качестве тягача использован серийно выпускаемый грузовой автомобиль, например «Урал-5423» или КАМА3-6560.
Снабжение приводной системы автопоезда автономной насосной станцией для гидрообъемного привода колес активного прицепа в качестве независимого от привода тягача источника энергии в виде унифицированного модульного блока позволяет снять ограничения по типам тягачей и формировать активные автопоезда различного назначения, отличающиеся типом и числом прицепных звеньев, а также числом ведущих колес прицепов, методом агрегатирования с использованием заранее создаваемого типоразмерного парка автономных насосных станций различной мощности и серийно выпускаемых грузовых автомобилей в качестве тягачей. Это способствует снижению денежных и трудозатрат на создание автопоездов, и обеспечению их компоновочной гибкости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлена принципиальная схема автопоезда (пример); на фиг.2-5 даны примеры компоновочных решений двухзвенного автопоезда с различными вариантами размещения автономной насосной станции; на фиг.6-7 - то же для многозвенных автопоездов с вариантами размещения нескольких автономных насосных станций.
Предлагаемый активный автопоезд включает в себя автомобиль-тягач 1 с приводом колес от теплового двигателя 2 и один (фиг.1-5) или несколько (фиг.6-7) активных прицепов 3, привод ведущих колес которых выполнен гидрообъемным и имеет исполнительные модули 4, по одному для каждого из прицепов 3, и независимую от привода тягача силовую установку - автономную насосную станцию 5 (АНС), включающую в себя гидросистему с регулируемыми нагнетательными насосами 6, приводным двигателем 7, например ДВС, с коленвалом которого связаны насосы 6, и штатными обслуживающими системами, например системами охлаждения, питания топливом и воздухом, выпуска отработавших газов и пр. (не показаны).
Прицепное звено автопоезда представляет собой прицеп или полуприцеп, тип которого соответствует требованиям заказчика (платформа-тяжеловоз, платформа с кониками для перевозки длинномерных грузов и цистерна, грузовой вагон и т.д.). Прицепы могут быть оборудованы ведущими мостами серийных грузовых автомобилей.
АНС конструктивно может быть выполнена любым целесообразным образом. В конкретном примере реализации полезной модели АНС выполнена в виде унифицированного автономно функционирующего модуля, все составляющие агрегаты которого пространственно объединены рамой единого общего для них корпуса, и снабжена собственным двигателем внутреннего сгорания 7, к коленвалу которого подсоединены регулируемые насосы 6 станции, а также наружными быстроразъемными стыковочными узлами 10 на выведенных на корпус выходах гидравлических магистралей, предназначенными для подключения к этим ее магистралям ответных магистралей исполнительных модулей 4, и электросистемой, имеющей автономный источник электрической энергии 11.
Исполнительные модули 4 размещены на прицепах 3 и выполняются конструктивно любым известным, целесообразным для конкретного исполнения автопоезда, образом.
В конкретном примере исполнения автопоезда в соответствии с представленными чертежами модули 4 размещены на рамах соответствующих прицепов 3 и содержат гидромоторы 8, связанные трансмиссией с приводными осями 9 колес этих прицепов и разъемы 12 на концах гидравлических магистралей (фиг.1).
Примерное исполнение гидрообъемного привода колес прицепа и АНС к нему является предметом отдельных заявок.
Для обеспечения работы приводов в согласованном режиме имеется автоматическая система управления, электронный блок которой размещен в АНС, и снабжен находящемся в кабине тягача выносным пультом дистанционного управления (условно не показаны). Пульт совмещает в своем корпусе органы управления агрегатами привода и контрольные приборы, а также жидкокристаллический дисплей с функциями визуализации и контроля. Корпус АНС оснащен проушинами для захвата грузоподъемными приспособлениями при ее монтаже/демонтаже на тягаче или прицепе и опорами с функцией фиксации ее по месту установки.
При формировании автопоезда в зависимости от его назначения и конкретных требований по компоновке он снабжается одной или несколькими АНС - по числу входящих в его состав активных прицепов и/или исходя из требуемой мощности для привода их колес. В двухзвенном автопоезде с одним активным прицепом 3 АНС устанавливается на тягаче 1 (фиг.2-5) или непосредственно на прицепе 3 (фиг.2, 3). В многозвенном автопоезде, формируемом с несколькими АНС, они размещаются на звеньях автопоезда в различных вариациях, например: одна из них - на тягаче, а остальные выборочно по одной на нескольких прицепах 3 (фиг.6) либо все на прицепах 3 (фиг.7).
Монтаж АНС на автопоезде возможен непосредственно перед началом его эксплуатации. Удобство подключения/разъединения гидромагистралей модулей привода колес прицепа и исключение потерь рабочей жидкости и загрязнения гидросистемы обеспечивается применением быстроразъемных гидравлических соединений АНС и модулей 4.
Предлагаемое решение активного автопоезда позволяет использовать в нем в качестве тягача известные серийно выпускаемые грузовые автомобили, не требующие дополнительного специального оснащения, в т.ч. серийный полноприводной автомобиль-тягач (типа 6×6, 8×8), например «Урал-5423» или КАМАЗ-6560.
При формировании автопоезда с конкретной компоновкой, например с одной АНС и одним исполнительным модулем 4, размещенным на раме прицепа 3, при размещении АНС на платформе (в кузове) автомобиля-тягача 1 (фиг.1-5) перед началом эксплуатации автопоезда гидравлические магистрали АНС и модуля 4 соединяются гибкими рукавами 13. Выносной пульт управления присоединяется кабелем к соответствующим электроразъемам электронного блока системы управления и размещается в кабине тягача.
Алгоритмом системы управления предусмотрено, что привод колес прицепов 3 активизируется при движении автопоезда в тяжелых дорожных условиях, а по окончании этих условий привод автоматически отключается (например, при достижении заданного темпа движения - скорости 30 км/ч).
При движении в тяжелых дорожных условиях водителем или оператором нажатием соответствующих кнопок пульта осуществляется запуск двигателя АНС и установка передаточного числа гидрообъемного привода колес прицепа путем изменения рабочего объема насосов 6 АНС. Контроль рабочих параметров в процессе движения осуществляется по показаниям дисплея пульта управления.
На случай выхода из строя пульта управления на корпусе АНС предусмотрены аварийные выключатели (останова двигателя, отключения блока системы управления).
Использование в приводной системе предлагаемого активного автопоезда автономной насосной станции в виде отдельно отстоящего унифицированного модульного блока, которая является независимым от привода тягача источником энергии для исполнительных модулей гидрообъемного привода колес активного прицепа (прицепов), обеспечивает возможность формирования автопоезда с любым тягачом, который по параметрам может подходить для работы с прицепом определенного, выбранного по условиям заказчика, класса. В результате обеспечивается, компоновочная гибкость автопоездов за счет взаимозаменяемости тягачей и возможности формирования парка АНС различных типоразмерных рядов, и повышается их эксплуатационная надежность, достигаемая тем, что при движении предлагаемого активного автопоезда в наиболее сложных дорожных условиях его тяговые возможности не ограничиваются мощностью двигателя тягача - в предельных случаях, при недостатке тяговых свойств тягача, автопоезд, даже достаточно большой грузоподъемности, может сохранять возможность заданного темпа движения за счет суммирования мощности привода тягача с дополнительной мощностью автономного привода (приводов) колес прицепа (прицепов). Также улучшены условия техобслуживания приводов, благодаря отдельно отстоящей АНС, и условия работы агрегатов АНС (в защищенном корпусом объеме), что немаловажно при эксплуатации автопоездов в условиях низких температур.