УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ КУЗОВА САМОСВАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПРИ ЗАДНЕЙ РАЗГРУЗКЕ
TIPPER VEHICLE BODY TRANSVERSE STABILIZATION DEVICE DURING THE REAR UNLOADING

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано для повышения поперечной устойчивости самосвальных транспортных средств с задней разгрузкой при подъеме кузова. Поперечная стабилизация кузова транспортного средства, находящегося на опорной поверхности с поперечным уклоном, при подъеме кузова, в том числе при разгрузке, осуществляется посредством гидравлической системы, элементом управления которой является датчик крена кузова, соединенный с золотником трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя. В качестве рабочих органов гидравлической системы используются стабилизирующие гидроцилиндры, расположенные по двум сторонам подъемной платформы кузова и опирающиеся на лонжероны рамы. Гидравлическая система включает также перепускные клапаны, срабатывающие при опускании кузова. Технический результат - повышение устойчивости и безопасности самосвальных транспортных средств при осуществлении разгрузки кузовов. 4 ил.
Обеспечение поперечной стабилизации транспортных средств, оснащенных специальным оборудованием (например, крановым оборудованием), допускающим при работе увеличение высоты центра тяжести, достигается путем введения в конструкцию опорных стоек (см. журнал «Строительные и дорожные машины», №10, 1988, с. 11, рис. 1, 2). Это существенно усложняет конструкцию и в некоторых случаях ограничивает проходимость, так как опорные стойки даже в сложенном состоянии могут уменьшить дорожный просвет. Именно в силу указанных причин оснащение опорными стойками самосвальных транспортных средств практически не производится. Между тем, проблема поперечной стабилизации самосвальных транспортных средств с задней разгрузкой, особенно крупногабаритных, при подъеме кузова на опорной поверхности с поперечным уклоном является в настоящее время весьма актуальной, вследствие неуклонного повышения массовых и геометрических характеристик транспортных средств. Необходимо отметить, что боковое опрокидывание транспортных средств при подъеме кузова может произойти и при соблюдении регламента разгрузки, вследствие специфических свойств груза либо неблагоприятных погодных условий, когда имеет место смерзание или зависание части груза. Опасность бокового опрокидывания усугубляется неравномерной деформацией упругих элементов подвески, обуславливающих крен кузова.
С этой точки зрения интерес представляет полуприцеп-самосвал для грузового автопоезда (пат. RU 2244654). В его конструкции предусмотрена возможность блокировки рессор при разгрузке кузова. Блокировка осуществляется за счет специальных запорных устройств, представляющих собой два диска с фигурными прорезями и имеющих гидравлический привод. Недостатком указанной конструкции является частичное решение проблемы. Несмотря на исключение крена кузова вследствие неодинакового прогиба рессор, данное конструктивное решение позволяет производить разгрузку при относительно небольших углах наклона опорной поверхности. При больших углах наклона опорной поверхности опасность опрокидывания сохраняется.
Известен также способ стабилизации центра тяжести автомобилей и устройство для его осуществления (пат. RU 2310569). Однако в указанном изобретении стабилизатор центра тяжести кузова работает лишь в продольной плоскости транспортного средства, осуществляя выравнивание кузова в горизонтальной плоскости на подъемах и спусках при движении транспортного средства, и в нем не предусмотрена стабилизация кузова в поперечной плоскости.
Наиболее близким аналогом настоящего технического решения является стабилизирующее устройство самосвального транспортного средства (свидетельство на полезную модель № 67520). Данное устройство содержит опоры, установленные попарно в средней и задней части рамы транспортного средства. Опоры имеют выдвижные гидроцилиндры, закрепленные на раме. Выдвижные гидроцилиндры соединены посредством встроенной параллельно в существующую гидравлическую систему рабочей гидролинии через гидрораспределители, предохранительный клапан и гидроаккумулятор с насосом. Гидроцилиндры имеют гидрозамки. На рабочей гидролинии между гидрораспределителями установлен датчик давления. На оси опрокидывания платформы размещен датчик крена, связанный с электромагнитами гидрораспределителя. Выдвижные элементы опор имеют на концах шарнирные опорные площадки для взаимодействия с поверхностью разгрузочной площадки. В процессе подъема кузова в случае увеличения угла крена датчиком крена переключаются электромагниты гидрораспределителя для включения режима «выравнивание». В случае резкого схода груза с кузова в результате воздействия упругих элементов подвески происходит отрыв выдвижных элементов опор от разгрузочной площадки и, как следствие, падение давления в гидросистеме и включение в работу датчиков давления и крена соответственно. При этом сначала включается режим «упор», а затем «выравнивание». В режиме «упор» при недостаточной производительности насоса автоматически осуществляется подпитка гидроаккумулятором. Недостатком этого устройства является невозможность стабилизации транспортного средства за счет упора боковых гидроцилиндров в поверхность разгрузочной площадки при значительной деформации последней, т.к. выдвижение штоков конструктивно ограничено.
Задачей предложенного технического решения является обеспечение поперечной устойчивости самосвальных транспортных средств при задней разгрузке.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что предложено устройство для поперечной стабилизации кузова самосвального транспортного средства при задней разгрузке, представляющее собой гидравлическую систему, содержащую два стабилизирующих гидроцилиндра, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель, перепускные клапаны, датчик крена и отличающееся тем, что стабилизирующие гидроцилиндры корпусами опираются на лонжероны рамы транспортного средства, а в концы штоков гидроцилиндров шарнирно встроена составная ось подъема кузова, состоящая из полуосей и трубы, с возможностью изменения длины в процессе стабилизации кузова транспортного средства.
Технический результат предложенного устройства состоит в обеспечении безопасной разгрузки самосвальных транспортных средств на наклонных опорных поверхностях за счет компенсации крена кузова относительно горизонтали при помощи стабилизирующих гидроцилиндров.
На фигурах изображено:
На фиг. 1 показано самосвальное транспортное средство (в данном случае прицепное) при подъеме кузова, оснащенное устройством поперечной стабилизации кузова.
На фиг. 2 показана гидравлическая схема стабилизирующего устройства (положение золотника соответствует положению кузова, кренящегося в левую сторону).
На фиг. 3 показана составная опорная платформа.
На фиг. 4 показана работа устройства поперечной стабилизации кузова (вид сзади): а) положение кузова в сложенном состоянии на поверхности с уклоном; б) при поднятии кузова на поверхности с уклоном.
Устройство стабилизации (фиг. 1) состоит из управляющего устройства и исполнительных устройств в виде двух стабилизирующих гидроцилиндров 1 и 2. Основным элементом управляющего устройства является гидрораспределитель золотникового типа 3. Датчик крена кузова 4, расположенный на кузове 5 транспортного средства, управляет штоком золотника гидрораспределителя, и состоит из сосредоточенной массы, выполненной в виде цилиндра (плунжера) и имеющего возможность перемещаться внутри цилиндрического паза, центрирование происходит за счет двух доводочных пружин. Стабилизирующие гидроцилиндры 1 и 2 опираются цилиндрами на раму 6 посредством кронштейнов 7, а штоками шарнирно соединены с полуосями 8, на которых находятся петли 9 кузова 5 транспортного средства. Петли 9 имеет возможность поворота относительно полуосей 8 (для подъема кузова). Полуоси 8 соединены между собой трубой, которая является частью подъемной платформой 10. Полуоси в сборе с трубой представляют собой составную ось подъема кузова. Гибкая связь между полуосями 8 обусловлена тем, что при выдвижении одного из штоков (при ликвидации крена) изменяется расстояние между штоками. Подъем кузова осуществляется гидроцилиндром подъема 11, шарнирно опирающимся на раму 6, за счет гидравлической системы буксирующего транспортного средства (на фигуре не показано), либо собственной гидравлической системы транспортного средства.
Гидравлическая система устройства стабилизации (фиг. 2) подключается к основной гидролинии транспортного средства. В гидролинии системы стабилизации установлен трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 3. Каждая выходная гидролиния связана с соответствующим стабилизирующим гидроцилиндром - левым 1 или правым 2. Подпоршневое пространство каждого стабилизирующего гидроцилиндра сообщается с гидробаком 12. Перед гидробаком установлены два перепускных клапана 13 - на каждый стабилизирующий гидроцилиндр. Обозначения остальных элементов, приведенных на фиг. 2, соответствуют обозначениям элементов на фиг. 1.
Для того, чтобы стабилизирующие гидроцилиндры при стабилизации кузова воспринимали лишь напряжения сжатия, в конструкцию введена подъемная платформа (фиг. 3), функция которой заключается в восприятии боковых нагрузок при работе системы. Платформа является шарнирно подвижной и состоит из двух основных элементов: верхней площадки 14 и упора 15. Элементы соединены пальцем 16, что позволяет площадке 14 совершать качательное движение относительно упора 15, как показано на изометрической проекции. Упор вставлен в паз рамы 6 (см. фиг. 1) транспортного средства и может совершать возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости.
Действие устройства основано на работе стабилизирующих гидроцилиндров 1 и 2 (фиг. 4), которые являются гидроцилиндрами одностороннего действия, то есть рабочая жидкость подается только в подпоршневое пространство. Обратный ход осуществляется за счет силы тяжести кузова. Обозначения остальных элементов, приведенных на фиг. 3, также соответствуют обозначениям элементов на фиг. 1.
Устройство работает следующим образом. При подъеме кузова рабочая жидкость подается не только в гидроцилиндр подъема 11, но и в гидрораспределитель 3 (фиг. 2). Если кузов находится в горизонтальном положении, то есть отсутствует крен, то золотник гидрораспределителя занимает нейтральное положение. При этом подача рабочей жидкости к стабилизирующим гидроцилиндрам 1 и 2 не производится. При крене кузова на угол α, как изображено на фиг. 4, происходит смещение золотника от нейтрального положения за счет воздействия на него плунжера датчика крена. При перемещении золотника влево (фиг. 2), канал правого гидроцилиндра 2 перекрыт, а канал левого гидроцилиндра 1 открывается. Рабочая жидкость из основной магистрали поступает в подпоршневое пространство стабилизирующего гидроцилиндра 1. Шток данного гидроцилиндра выдвигается до тех пор, пока плунжер в датчике крена и, как следствие, золотник не займет нейтральное положение, при этом крен кузова будет устранен. Аналогично работает система при крене кузова в другую сторону. При выдвижении штока стабилизирующего гидроцилиндра 1 (фиг. 4), происходит постепенное выдвижение подъемной платформы 10, которая воспринимает боковую нагрузку упором. При устранении крена, вследствие выдвижения штока, происходит увеличение расстояния между штоками стабилизирующих гидроцилиндров 1 и 2, вследствие этого между упорными поясами полуосей 8 и петлями 9 кузова 5 образовывается зазор.
Зазор допустим, так как составная ось имеет возможность удлиняться на некоторое расстояние за счет перемещения полуосей 8 относительно оси трубы, являющейся составной частью подъемной платформы 10. Зазор самоустраняется при перемещении штока в исходное положение.
Стабилизирующие гидроцилиндры, как изображено на фиг. 1, расположены в плоскости оси поворота кузова. Указанное расположение обеспечивает их малые габариты, поэтому для заполнения подпоршневого пространства требуется небольшое количество рабочей жидкости. Учитывая, что для выдвижения всех ступеней гидроцилиндра подъема 11 требуется большой объем рабочей жидкости, а также то, что устройство стабилизации начинает работать непосредственно с начала подъема кузова, стабилизация кузова произойдет значительно раньше подъема кузова на критический в отношении опасности опрокидывания угол. Поэтому опрокидывание транспортного средства при подъеме кузова исключается.
При опускании кузова давление в гидравлической магистрали понижается. При этом шток телескопического гидроцилиндра подъема 11 входит в гильзу до тех пор, пока практически полностью не опустится, затем откроется перепускной клапан 13 и произойдет перемещение штока соответствующего стабилизирующего гидроцилиндра в исходное положение. Эта особенность связана с тем, что горизонтальная составляющая силы, действующая на шток стабилизирующего гидроцилиндра 1 от воздействия кузова превышает значения вертикальной составляющей при максимальном подъеме кузова. Во время опускания, горизонтальная составляющая силы планомерно уменьшается, а вертикальная, напротив, увеличивается, в результате чего повышается давление в подпоршневом пространстве гидроцилиндра и, как следствие, происходит срабатывание перепускного клапана 13.
Таким образом, предложенное устройство позволяет обеспечить поперечную устойчивость крупногабаритных самосвальных транспортных средств при задней разгрузке.