БОЛЬШЕГРУЗНЫЙ АВТОПОЕЗД
HIGH-CAPACITY ROAD TRAIN

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях автомобилей-тягачей седельных, используемых совместно с полуприцепами-тяжеловозами.
Известна конструкция большегрузного автопоезда (патент РФ №2659126 С1, МПК B62D 53/04), состоящая из автомобиля-тягача и полуприцепа. Рама полуприцепа имеет уступ, к которому присоединяется опорный лист со шкворнем, шарнирно связанным с седельно-сцепным устройством автомобиля-тягача. В опорном листе уступа полуприцепа выполнен сквозной паз с подвижно размещенным шкворнем, подпружиненным винтовыми цилиндрическими пружинами. На уступе рамы закреплен корпус гидроцилиндра, а его шток шарнирно присоединен к шкворню. Гидроцилиндр трубопроводами соединен с гидрораспределителем, закрепленным на раме автомобиля-тягача, и его золотник с помощью зубьев связан с ответными зубьями, выполненными на шкворне, при этом сам гидрораспределитель подключен к гидростанции, расположенной на автомобиле-тягаче. При маневрировании автомобиля-тягача и полуприцепа за счет возможности перемещения полуприцепа в продольной его плоскости обеспечивается повышение надежности ходовых частей и рамы автомобиля-тягача.
Несмотря на достигнутую эффективность предложенного технического решения, оно имеет некоторые недостатки. При использовании автомобиля-тягача с различными по присоединительным размерам и массам полуприцепами, в том числе с изогнутой (гусачной) частью рамы полуприцепа, учитывается только радиус передней части автомобиля-тягача, а внутренний радиус передней части полуприцепа, наличие изогнутой части рамы и масса, приходящаяся на колеса автомобиля-тягача через седельно-сцепное устройство, от полуприцепа, не учитываются.
Таким образом, данное конструктивное решение имеет ограниченный характер применения, одна модель автомобиля-тягача сцепляется с ограниченным количеством полуприцепов, подходящих только по присоединительным параметрам. Кроме того, не предусмотрен контроль распределения нагрузки на колеса автомобиля-тягача, приходящейся от полуприцепа, что при динамичном криволинейном движении автопоезда может негативно сказаться на ресурсе колесного движителя и безопасности маневрирования автопоезда в целом, особенно на меняющихся углах профиля дороги.
Также известна конструкция большегрузного автопоезда (патент РФ №2214338 С1, МКП B62D 53/04), принятая в качестве прототипа, которая состоит из автомобиля-тягача и полуприцепа. На раме автомобиля-тягача установлены зубчатые рейки, взаимодействующие с зубчатыми секторами, установленными на дополнительном корпусе, к которому крепится седельно-сцепное устройство. При маневрировании большегрузного автопоезда за счет перемещения зубчатых реек происходит линейное перемещение полуприцепа вдоль рамы седельного тягача, позволяющее увеличивать зазор между кабиной автомобиля-тягача и передней торцевой частью полуприцепа, исключая контакт между ними. Данное конструктивное решение также имеет ограниченный характер применения, так как одна модель автомобиля-тягача может сцепляться с ограниченным количеством полуприцепов, подходящих по присоединительным размерам. Кроме того, конструкцией не предусмотрен контроль распределения нагрузки на раму автомобиля-тягача, приходящейся через седельно-сцепное устройство от полуприцепа, что может сказаться на надежности колесного движителя автомобиля-тягача и иметь небезопасный характер использования при динамичном маневрировании.
В патентах РФ №2659126 С1 и №2214338 С1 в составе автопоездов используются полуприцепы с практически ровной грузовой платформой, без изгибающейся рамы, использование полуприцепов с высоким изгибом рамы в составе автопоездов с предложенными авторами патентов техническими решениями будет иметь малоэффективный характер.
Задачей изобретения является повышение эффективности использования автомобилей-тягачей седельных в составе автопоездов с различными по присоединительным размерам и массам полуприцепами-тяжеловозами, где функция кинематической совместимости автомобилей-тягачей седельных с колесной формулой 6×6 и 8×8 и полуприцепов-тяжеловозов в различных классах грузоподъемности является важной.
Актуальность изобретения обусловлена необходимостью сцепки большинства имеющихся и вновь разрабатываемых автомобилей-тягачей седельных (с различными колесными базами и количеством осей) с имеющимися и вновь разрабатываемыми полуприцепами-тяжеловозами в различных классах грузоподъемности с учетом присоединительных размеров, обеспечивающих допустимую кинематическую совместимость, а также допустимых контролируемых нагрузок, приходящихся на шасси автомобилей-тягачей седельных от полуприцепов через седельно-сцепные устройства.
На фиг. 1 приведен общий типовой вид автомобиля-тягача седельного с полуприцепом-тяжеловозом (вид сбоку), на фиг. 2 - общий вид автомобиля-тягача седельного с допустимыми присоединительными размерами (вид сверху), на фиг. 3 - общий вид полуприцепа-тяжеловоза с допустимыми присоединительными размерами (вид сверху), на фиг. 4 - схема автомобиля-тягача седельного с системой контроля нагрузки, приходящейся на раму и оси, и системой перемещения платформы в продольном (осевом) направлении (вид сверху), на фиг. 5 - общий вид седельно-сцепного устройства с системой контроля нагрузки приходящейся на раму и оси и системой перемещения платформы (вид сзади), на фиг. 6 - общий вид седельно-сцепного устройства с системой контроля нагрузки, приходящейся на раму и оси (вид сбоку).
Автопоезд (фиг. 1) состоит из автомобиля-тягача седельного 1 и полуприцепа-тяжеловоза с грузовой платформой 2, изогнутой рамой (гусачной частью) 3 и грузовой площадкой 4. Автомобиль-тягач седельный и полуприцеп-тяжеловоз предназначены для перевозки объектов, например, гусеничных машин 5.
1
2
Автомобиль-тягач седельный из состава автопоезда имеет следующие допустимые присоединительные размеры (фиг. 2): внутренний радиус передней части R, то есть расстояние ближайшей (противоположной) точки автомобиля-тягача седельного до передней (гусачной) части полуприцепа, и радиус габарита задней части R, то есть расстояние от центра седельно-сцепного устройства до крайней точки задней части автомобиля-тягача седельного.
3
4
Полуприцеп-тяжеловоз имеет следующие допустимые присоединительные размеры (фиг. 3): радиус габарита передней части R, то есть расстояние от шкворня до крайней (передней) части полуприцепа, и внутренний радиус R, то есть расстояние от шкворня до близлежащей части механизма опорного устройства полуприцепа, ступеньки.
На раме 6 с поперечинами 7 (фиг. 4 и 5) автомобиля-тягача седельного закреплена металлическая плита-основание 8, в которой установлены тензометрические датчики 9. Над металлической плитой-основанием 8 установлена скользящая металлическая плита 10, на которой закреплено седельно-сцепное устройство 11 под шкворень 21 (фиг. 6) опорной плиты полуприцепа-тяжеловоза. В боковинах скользящей плиты 10 расположены сквозные цилиндрические отверстия 12 (фиг. 4), соосные с глухими, идентичными по проходному сечению, отверстиями в плите-основании 8 (фиг. 5), в которых установлены стопорные пальцы с электромагнитными замками «отпирания - запирания» 13 (фиг. 5 и 6). Посередине плиты-основания 8, вдоль всей ее длины выполнена канавка с прямозубчатой рейкой 14 (фиг. 4 и 5). В передней и задней частях скользящей плиты 10, соосно рейке 14, установлены редукторы 15 (фиг. 4-6) с зубчатыми колесами, которые приводятся в действие электромоторами 16 с датчиками размыкания контактов цепи 17 (фиг 4 и 6). На концах рейки 14 установлены концевые выключатели 18. Все электрические элементы схемы (электромоторы с датчиками размыкания контактов цепи) через электрическую связь (кабели) подключены к преобразователю напряжения (модулятору) 19 и блоку управления 20 (фиг. 4).
3
4
С целью соблюдения присоединительных размеров R и R полуприцепа-тяжеловоза и рационального распределения массы полуприцепа, приходящейся на раму и оси седельного автомобиля-тягача через седельно-сцепное устройство, конструкцией автомобиля-тягача седельного предусмотрено наличие седельно-сцепного устройства с системой контроля нагрузки в виде тензометрических датчиков 9, установленных в плите-основании 8 по четыре штуки с левой и правой сторон таким образом, что при перемещении скользящей плиты 10, производится постоянный контроль нагрузки во избежание превышения значений, установленных заводом-изготовителем автомобиля-тягача седельного.
1
2
3
4
При проведении сцепки автомобиля-тягача седельного и полуприцепа-тяжеловоза, с целью их совместного использования с учетом соблюдения присоединительных размеров R, R, R и R и недопущения повреждения их конструкции, водителем через блок управления 20 подается сигнал на «отпирание» электромагнитных замков 13 со стопорными пальцами, и включается управление электромоторами 16 привода редукторов 15. В открытом положении электромагнитные замки 13 не препятствуют взаимному перемещению плиты-основания 8 и скользящей плиты 10.
При передаче крутящего момента от электромоторов 16 через редукторы 15, зубчатые колеса которых находятся в зацеплении с рейкой 14, происходит продольное осевое перемещение скользящей плиты 10 вперед или назад в пределах, ограниченных длинной опорной плиты-основания 8, а также датчиками размыкания контактов цепи 17 и концевыми выключателями 18.
2
3
Установив скользящую плиту 10 с седельно-сцепным устройством 11 на достаточном для сцепки и эксплуатации с полуприцепом-тяжеловозом расстояниями L и L (фиг. 1), водителем через блок управления 20 подается сигнал на «запирание» электромагнитных замков 13, стопорные пальцы которых входят в отверстия 12 плиты-основания 8.
В ходе погрузки объектов транспортировки на полуприцеп-тяжеловоз за счет тензометрических датчиков 9 и блока управления, водителем контролируется нагруженность седельно-сцепного устройства, рамы и осей автомобиля-тягача седельного. Алгоритмы работы системы контроля нагрузки, приходящейся на раму и оси автомобиля-тягача седельного, и системы управления перемещением и фиксации скользящей плиты 10 обеспечиваются модулятором 19.
Модулятор передает принятые сигналы через электрические связи на монитор блока управления, установленного в кабине, в виде цифровых и схематичных данных о положении скользящей плиты 10 и нагрузке на седельно-сцепное устройство, раму и оси автомобиля-тягача седельного.
Дополнительно, с целью повышения универсальности конструкции, система перемещения скользящей плиты в продольном направлении и механизмы фиксации (электромагнитные замки 13 со стопорными пальцами) могут приводиться в действие силами двух человек в ручном режиме.
В данном случае блок управления 20 переводится в режим «контроль», на электродвигатели 16 и электромагниты замков 13 напряжение не подается. Стопорные пальцы переводятся в открытое положение за кольца и шплинтуются. На корпусах редукторов 15 предусмотрены внешние механизмы привода с отсоединяемыми приводными ручками 22, при вращении которых приводятся в действие редукторы и скользящая плита 10 перемещается вперед или назад, данные о ее положении и нагрузках через модулятор подаются на блок управления. Стопорные пальцы электромагнитных замков 13 переводятся в закрытое положение в обратной последовательности.
Технико-экономическое преимущество предлагаемого технического решения в сравнении с известными конструкциями очевидно, так как повышение кинематической совместимости между транспортными средствами (автомобилями-тягачами седельными и полуприцепами-тяжеловозами с изогнутыми частями рам) обеспечивает сокращение затрат на содержание парка автопоездов седельных за счет возможности сцепки разных моделей автомобилей-тягачей седельных с большим количеством моделей полуприцепов-тяжеловозов с изогнутой рамой (гусачной частью), а устройства контроля распределения нагрузки на раму и оси автомобилей-тягачей седельных позволяет повысить ресурс рамы, элементов подвески и колесного движителя автомобилей-тягачей седельных.