ТРЕХОСНОЕ КРАНОВОЕ ШАССИ
THREE-AXIS CRANE CHASSIS

Изобретение относится к области безрельсовых наземных транспортных средств и может быть использовано для монтажа и транспортировки кранового или навесного оборудования.
Известно трехосное полноприводное шасси-тягач по патенту РФ на полезную модель №174715 (МПК B62D 61/10, опубл. 30.10.2017 г., заявка №2017109993, 24.03.2017 г.). Известное трехосное полноприводное шасси-тягач содержит откидную кабину, под которой размещен двигатель, грузонесущую раму, выполненную из лонжеронов и поперечин и имеющую расширение в сторону кабины и уменьшение ширины в задней части. Оно также содержит закрепленное на кабине сзади воздухозаборник и воздухоочиститель, установленный в средней части глушитель-нейтрализатор, выпускная труба которого направлена вниз с выпуском отработавших газов назад, защитный кожух. Глушитель-нейтрализатор включает в себя сажевый фильтр, декомпозиционную трубу со встроенной форсункой и каталитический нейтрализатор и снабжен дополнительным баком с нейтрализующей жидкостью. Защитный кожух представляет собой перфорированный нержавеющий лист металла, закрепленный на кронштейне глушителя-нейтрализатора. Заявляемое техническое решение позволяет улучшить экологические показатели автомобиля.
Известно техническое решение по патенту РФ на полезную модель №135306 «Автомобильное шасси» (МПК B62D 61/10, опубл. 10.12.2013 г., заявка №2013127899, 18.06.2013 г.). Указанное техническое решение автомобильного шасси содержит откидную кабину, под которой размещен двигатель, раму с передним и задним свесами, выполненную из лонжеронов и поперечин и имеющую расширение в сторону кабины. Кроме того, оно содержит карданную передачу, коробку передач, глушитель с выпускным патрубком, ящик аккумуляторных батарей, закрепленный на правом лонжероне рамы, пять ресиверов, два из которых объединены в блок и закреплены на правом лонжероне, а два других закреплены внутри рамы на правом и левом лонжеронах, воздухозаборник, закрепленный сзади на кабине, воздухоочиститель, запасное колесо, расположенное горизонтально под правым лонжероном. Известное автомобильное шасси дополнительно содержит коробку отбора мощности, встроенную в картер маховика и имеющую выход фланца назад, и ходоуменынитель, установленный на заднем торце коробки передач. Заявляемое техническое решение расширяет функциональные возможности шасси.
За ближайший аналог может быть принято техническое решение по патенту РФ на полезную модель №171717 «Трехосное автомобильное шасси» (МПК B62D 61/10, B62D 21/00, опубл. 13.06.2017 г., заявка №2016135989, 06.09.2016 г.). Известное трехосное автомобильное шасси содержит откидную кабину, под которой размещен двигатель, раму с передним и удлиненным задним свесами, выполненную из лонжеронов и поперечин с расширением в сторону кабины, воздухоочиститель, воздухозаборник, ящик аккумуляторных батарей, установленный справа рамы, ресиверы, топливный бак, запасное колесо, брус безопасности, установленный в задней части рамы, глушитель с выпускной трубой, дозирующий насос. Известное шасси дополнительно содержит бак нейтрализующей жидкости, установленный за ящиком аккумуляторных батарей, шумоизоляционный экран, размещенный за кабиной над двигателем, при этом воздухоочиститель закреплен справа на кронштейне крыла кабины, воздухозаборник - сзади на кабине, запасное колесо - справа на раме, а слева между первой и второй осями рамы установлен глушитель с выпускной трубой, направленной вниз. Заявляемое техническое решение позволяет значительно улучшить экологические показатели автомобильного шасси и снизить уровень шума.
Основными недостатками аналогов, в том числе ближайшего аналога является то, что они не обеспечивают устойчивости и управляемости в процессе эксплуатации в любых условиях и безопасности при перевозке специальных грузов и оборудования, а также неудобное расположение двигателя под кабиной затрудняет доступ к нему, ввиду необходимости опрокидывания кабины и подъема стрелы крана.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в создании трехосного автомобильного шасси для перевозки специальных грузов и оборудования, обеспечивающей улучшение его грузоподъемных и транспортных характеристик при установке, перевозке и применении специальных грузов и оборудования, увеличение срока службы шин колес, упрощение обслуживания шасси со снижением трудозатрат в местах проведения технического обслуживания и ремонта.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении устойчивости и управляемости в процессе эксплуатации в любых условиях с обеспечением высокой надежности, безопасности, эффективности и снижения износа шин колес трехосного автомобильного шасси для перевозки специальных грузов и оборудования, а также улучшение эксплуатационных свойств. Технический результат от использования заявляемого изобретения достигается тем, что трехосное автомобильное крановое шасси, выполненное с колесной формулой 6×4 содержит раму сварной конструкции, выполненную из лонжеронов и поперечин, причем к раме прикреплены передняя, вторая и третья ось с узлами подвески и колесами, одинарными на передней оси, и сдвоенными на второй и третьей осях, на задней ее поперечине и лонжеронах установлены защитные устройства, при этом, на задней поперечине рамы установлены две швартовые скобы, и на передней - буксирное устройство, установленные на раме бескапотную отапливаемую кабину и двигатель, снабженный фрикционным сцеплением, системами смазки, охлаждения, топливного и воздушного питания, выпуска отработавших газов, коробкой передач, соединенной посредством одного карданного вала через проходной центральный редуктор со второй осью, и посредством второго карданного вала через непроходной центральный редуктор с третьей осью, системы управления, электрооборудование, снабженное электрическими сетями постоянного тока от аккумуляторных батарей. Кабина расположена перед двигателем. Рама шасси является также опорной рамой неподвижной части крановой установки, лонжероны которой выполнены с переменным сечением, причем сечение лонжерона на переднем участке - швеллерное, на среднем и заднем участках - комбинированное коробчатое и швеллерное. Рама в передней части снабжена закрепленными на лонжеронах поворотно-выдвижными опорами, в задней - выдвижными опорами, и установленной на настиле в зоне второй и третьей осей круговой обечайкой для монтажа поворотной части крановой установки. Система выпуска отработавших газов, состоящая из приемных труб и глушителя, расположена за кабиной и первой осью сверху над настилом, с выпуском отработавших газов вверх. Топливный бак размещен за кабиной на настиле рамы за первой осью колес.
Заявляемое изобретение поясняется на следующих фигурах: фиг. 1 - трехосное автомобильное шасси при виде сбоку; фиг. 2 - трехосное автомобильное шасси при виде спереди.
Заявленное трехосное автомобильное шасси предназначено для перевозки грузов и оборудования, а также для монтажа кранового и другого специального оборудования.
Оно включает в себя раму 6, двигатель 3 и его системы, трансмиссию, ходовую часть, кабину 1, системы управления и электрооборудование.
Рама 6 шасси является также опорной рамой неподвижной части крановой установки и выполнена сварной из двух лонжеронов и поперечин. Лонжероны выполнены с переменным сечением, причем сечение лонжерона на переднем участке - швеллерное, на среднем и заднем участках - комбинированное коробчатое и швеллерное. В передней и задней частях с левой и правой стороны рамы закреплены балки выносных опор 5, 8 на лонжеронах и на задней поперечине, причем в передней части установлены поворотно-выдвижные опоры 5, а в задней - выдвижные 8. В верхней части рамы в зоне второй и третьей осей на настиле 9 расположена круговая обечайка 7 для монтажа поворотной части крана. Вместе с этим на задней поперечине рамы 6 и лонжеронах установлены защитные устройства. На передней поперечине рамы 6 установлено буксирное устройство, и на задней поперечине - две швартовые скобы. К раме 6 прикреплены передняя, вторая и третья оси с узлами подвески и колесами. Под лонжеронами в задней части шасси крепится запасное колесо, для подъема и опускания которого предусмотрен механический подъемник. На раме 6 шасси перед двигателем 3 установлена кабина 1, которая выполнена без капота, отапливаемая жидкостно-воздушным отопителем, снабженным вентилятором. Теплоноситель отопителя от системы охлаждения двигателя. Вентиляция кабины осуществляется посредством вентилятора отопителя, люка на крыше и опускаемыми стеклами дверей.
Расположение кабины перед двигателем, в отличие от прототипа позволяет уменьшить "высоту машины по кабине, обеспечивая дорожные габариты с монтируемой установкой по высоте 4 м, а также облегчить доступ к двигателю без необходимости откидывания кабины и подъема стрелы смонтированного на шасси крана.
Выполнение рамы шасси, таким образом, чтобы она являлась также опорной рамой неподвижной части крановой установки позволяет снизить центр тяжести, тем самым повышая устойчивость шасси, а также снизить общую массу шасси, за счет отсутствия накладных опор крановой установки.
Выполнение рамы в передней части швеллерным сечением позволяет размещать на ней основные узлы автомобиля.
Выполнение рамы в средней и задней части комбинированным коробчатым» швеллерным позволяет размещать на ней подвижную часть крановой установки, а также основные узлы трансмиссии.
Двигатель 3 снабжен системами смазки, охлаждения, топливного и воздушного питания, выпуска отработавших газов. Система смазки двигателя смешанная, действующая под давлением и разбрызгиванием, с охлаждением масла в жидкостно-масляном теплообменнике, который встроен в двигатель.
Система охлаждения двигателя выполнена закрытого типа и осуществляется принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Система топливного питания двигателя проточная. Она снабжена сливом избытка топлива в топливный бак, фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, ручным топливоподкачивающим насосом. Топливный бак 4 размещен за кабиной 1 на некотором удалении от нее, и расположен за первой осью колес на настиле 9 рамы 6.
Система воздушного питания двигателя состоит из воздухозаборника, двухступенчатого воздушного фильтра сухого типа, со сменным картонным фильтрующим элементом и сигнализатором засоренности, воздуховодов, турбокомпрессора, радиатора охлаждения наддувочного воздуха, воздуховодов и впускного коллектора.
Система выпуска отработавших газов 2 состоит из приемных труб и глушителя. Выпуск отработавших газов - за кабиной, за первой осью сверху над настилом вверх 9.
Двигатель снабжен фрикционным сцеплением, снабженным дистанционным гидравлическим приводом выключения с пневмоусилителем. Он соединен с коробкой передач, которая соединена со второй осью посредством одного карданного вала через проходной центральный редуктор. Проходной центральный редуктор второй оси выполнен с цилиндрической передачей и блокируемым межосевым дифференциалом, с конической передачей и блокируемым межколесным дифференциалом. Далее проведено соединение с третьей осью посредством второго карданного вала через непроходной центральный редуктор. Непроходной центральный редуктор третьей оси выполнен с конической передачей и блокируемым межколесным дифференциалом. При этом дифференциалы второй и третьей осей выполнены с возможностью их принудительной блокировки из кабины водителя посредством электропневматического привода.
На передней оси установлены управляемые одинарные колеса, а на второй и третьей осях - сдвоенные колеса. Мосты второй и третьей осей ведущие.
Электрооборудование снабжено электрическими однопроводной и двухпроводной сетями постоянного тока, питающихся от аккумуляторных батарей. В однопроводной электросети постоянного тока отрицательный полюс аккумуляторных батарей соединен с «массой» через выключатель «массы». Двухпроводная электросеть используется для питания розеток, отопителя, освещения салона кабины.
Системы управления включают рулевое управление, устройство подъема и опускания кабины, рабочую, антиблокировочную, стояночную, запасную и вспомогательную тормозные системы. Рулевое управление выполнено с гидравлическим усилителем. Устройство подъема кабины состоит из ручного насоса с фильтрами и поворотными золотниками, гидроцилиндра подъема и опускания кабины, трубок подвода масла, соединяющих ручной насос и гидроцилиндр подъема и опускания кабины. Ручной насос установлен на настиле шасси с правой стороны за кабиной. Гидроцилиндр подъема и опускания кабины закреплен на раме посредством кронштейна. Дополнительно кабина снабжена ограничителем подъема, который соединен с гидроцилиндром подъема и опускания кабины и фиксирует кабину в откинутом состоянии.
Рабочая тормозная система содержит на каждом колесе барабанный тормозной механизм, раздельный для первой оси и второй, третьей осей пневматический привод тормозных механизмов, шумопоглотители, контрольную аппаратуру, компрессор, установленный на двигателе, ресиверы, шланги, трубопроводы.
Антиблокировочная система тормозов содержит датчики частоты вращения колес, электропневматические модуляторы, электронный блок управления, микропроцессорный - регулятор, соединительные кабели, предохранители, контрольные лампы, переключатель режимов работы системы, диагностическую розетку. Датчики частоты вращения колес установлены на ступицах колес первой и третьей осей.
Стояночная тормозная система содержит пружинные энергоаккумуляторы и механическое устройство аварийного растормаживания тормозных механизмов.
Запасная тормозная система включает в случае неисправности одновременно исправный контур рабочей тормозной системы и стояночную тормозную систему. Вспомогательная тормозная система содержит пневматически управляемый из кабины заслонкой моторный тормоз-замедлитель, установленный в двигательной системе выпуска отработавших газов, исключающий перегрев тормозных механизмов.
Заявленное трехосное автомобильное шасси работает следующим образом.
Трехосное автомобильное шасси используется под монтаж и перевозку специальных грузов и оборудования. Так в зоне второй и третьей осей на настиле рамы установлена круговая обечайка, которая предусматривает монтаж поворотной части крана. При погрузке и выгрузке специальных грузов и оборудования в передней и задней частях с левой и правой стороны рамы для обеспечения устойчивости шасси закреплены балки выносных опор, на лонжеронах* и на задней поперечине.
На стоянке трехосного автомобильного шасси устройство подъема кабины обеспечивает доступ к агрегатам и узлам, расположенным под кабиной, для их осмотра и обслуживания. При подъеме кабины устанавливают рукоятки на ручном насосе в положение «Подъем кабины» и, качая рукоятку ручного насоса, поднимают кабину. Кабина опрокидывается на угол 40°-45°. При опускании кабины рукоятки на насосе устанавливают в положение «Опускание кабины» и качая рукоятку насоса опускают кабину.
Рабочая, антиблокировочная, стояночная, запасная и вспомогательная тормозные системы обеспечивают высокую эффективность торможения шасси в любых условиях эксплуатации. Во время движения рабочая тормозная система обеспечивает уменьшение скорости движения трехосного автомобильного шасси и полную его остановку. При этом рабочая тормозная система управляется педалью из кабины. Первый контур рабочей тормозной системы обеспечивает торможение колес передней оси, второй контур рабочей тормозной системы -колес второй и третьей осей. При падении давления в рабочей тормозной системе до ограничительного минимума загорается сигнальная лампа на приборном щитке кабины. Антиблокировочная система тормозов работает в диагностическом и рабочем режимах. В диагностическом режиме выдается информацию о неисправностях в антиблокировочной системе тормозов. В рабочем режиме при движении постоянно контролируется исправность элементов системы (датчики, модуляторы, кабели) и сам электронный блок управления с помощью встроенной системы контроля и диагностики, при этом электронный блок управления антиблокировочной системы тормозов производит регулирование тормозов. В течение регулирования тормозов антиблокировочной системой путем целенаправленного изменения давления воздуха в тормозных камерах электронный блок управления пытается предотвращать блокировку колес и поддерживать проскальзывание колес на уровне, обеспечивающем оптимальное сцепление с дорожным покрытием в данных дорожных условиях. Регулирование антиблокировочной системой тормозов производится вплоть до полной остановки шасси либо до момента, когда сам водитель прекратил торможение. Антиблокировочная система тормозов автоматически поддерживает оптимальное торможение трехосного автомобильного шасси без блокировки («юза») колес независимо "от того, на какой дороге происходит торможение - скользкой или сухой. При этом обеспечивается повышение активной безопасности за счет обеспечения устойчивости и управляемости в процессе торможения, особенно на мокрых и скользких дорогах и увеличивается срок службы шин.
В случае частичного выхода из строя рабочей тормозной системы для затормаживания колес трехосного автомобильного шасси используется запасная тормозная система. При этом в работу вступают исправные контуры рабочей тормозной системы с одновременным использованием стояночной тормозной системы. В случае выхода из строя рабочих тормозов колес передней оси торможение осуществляется рабочими тормозами колес второй и третьей осей и наоборот. Этим повышается надежность тормозов и безопасность движения трехосного автомобильного шасси.
Вспомогательная тормозная система, снабженная моторным тормозом-замедлителем, обеспечивает уменьшение скорости движения трехосного автомобильного шасси и обязательно включается при движении на затяжных спусках во избежание перегрева тормозных механизмов. В результате исключается перегрев и преждевременный выход из строя тормозных механизмов. Моторный тормоз-замедлитель вспомогательной тормозной системы включается клавишей на приборном щитке кабины. При стоянке или остановке шасси на подъеме и спуске рычагом, расположенным в кабине, включается стояночная тормозная система. Пружинные энергоаккумуляторы обеспечивают затормаживание тормозными механизмами колес второй и третьей осей при выпуске воздуха из пневматического привода.
Таким образом заявляемое трехосное автомобильное шасси обеспечивает высокую устойчивость и управляемость в процессе эксплуатации в любых условиях с повышением надежности, безопасности и эффективности, со снижением износа шин колес трехосного автомобильного шасси для перевозки специальных грузов и оборудования, создает возможность безопасной транспортировки специальных грузов и оборудования.
Указанная конструкция трехосного автомобильного шасси позволяет обеспечить монтаж и эксплуатацию специальных грузов и оборудования и может быть использована в промышленности, транспорте и строительстве. Для реализации трехосного автомобильного шасси используют стандартные материалы и промышленное оборудование производственных предприятий, что указывает на промышленную применимость заявляемого технического решения.