ТЯГОВО-СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОТРАКТОРНОГО ПОЕЗДА
COMBINATION VEHICLE TRAILER HITCH

Предлагаемое изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях автотракторных поездов.
Известно тягово-сцепное устройство, описанное и показанное на стр. 11-17 рис. 4 книги М.М. Щукина «Сцепное устройство автомобилей и тягачей», Машгиз, М-Л., 1961 г. Такое устройство состоит из крюка, выполненного за одно целое с тяговым стержнем, и сцепной петли дышла прицепа, которая укладывается в зев и удерживается в нем накидной защелкой. Тяговый крюк с помощью амортизирующей пружины установлен на поперечине рамы автомобиля в ее задней части. Существенным недостатком такого устройства, не смотря на простоту его конструкции, является то, что в процессе движения автотракторного поезда по дорогам, имеющим определенной высоты микро- и макронеровности, и не смотря на наличие амортизирующей пружины, связывающей тяговый крюк с рамой автомобиля, возникают значительные по величине динамические нагрузки, вызванные колебаниями подергивания его звеньев. Такие колебания существенно сказываются на плавности хода автотракторного поезда и снижают его надежность в целом. В тоже время указанная амортизирующая пружина имеет постоянную жесткость и не способна менять ее в широком диапазоне изменения динамических нагрузок при подергивании звеньев автопоезда в автоматическом режиме.
Известны также тягово-сцепные устройства автотракторных поездов, представленные в государственном стандарте Союза ССР «Устройства Тягово-сцепные система крюк - петля автомобильных и тракторных поездов. Основные параметры и размеры, технические требования ГОСТ 2349-75. Издание официальное «Госкомстандарты Совмина СССР», Москва, 1947 г. Конструкция таких устройств аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является снижение динамических нагрузок в месте сцепа автотракторных тягачей и прицепов и тем самым повышение их надежности.
Поставленная цель достигается тем, что стержень крюка шарнирно соединен со скобой, и один из ее участков, на своей внутренней поверхности, имеет зубья, взаимосвязанные с шестерней, жестко закрепленной на упругом стержне, расположенном неподвижно в поперечной плоскости рамы автомобиля, а его концы снабжены шлицами, взаимодействующими с ответными, выполненными на втулках, имеющих прямоугольное сечение, подвижно установленных в направляющих поперечины рамы, причем каждая из втулок с помощью шарниров и тяг также шарнирно соединена с упомянутой скобой стержня тягового крюка.
На фиг. 1 показан общий вид тягового сцепного устройства автотракторного поезда в перспективе.
Тягово-сцепное устройство автотракторного поезда состоит из крюка 1 со стержнем 2, установленных подвижно во втулке 3, закрепленной на раме автомобиля. Стержень 2 шарнирно присоединен к скобе 4, снабженной зубьями 5, взаимосвязанными с ответными зубьями шестерни 6, жестко установленной на упругом стержне 7. На упругом стержне 7 выполнены шлицы 8, контактирующие с ответными, изготовленными во втулках 9, расположенных подвижно в направляющих 10, закрепленных на раме автомобиля. Торцевые части упругого стержня 7 контактируют с упорами 11, жестко закрепленными на раме автомобиля. Втулки 9 и скоба 4 с помощью шарниров 12 соединены между собой тягами 13.
Работает тягово-сцепное устройство автотракторного поезда следующим образом. При движении автотракторного поезда, как известно, прицепные его звенья, да и сам тягач совершают сложные пространственные колебания боковой качки, подергивания, виляния, бокового скоса и галопирования, однако наиболее характерным для тягача от воздействия на его раму от дышла прицепа являются колебания боковой качки и подергивания. В первом случае происходит угловой поворот крюка 1 по стрелке А и тогда он совместно со стержнем 2 свободно проворачивается в скобе 4 по этой же стрелке. Во втором же случае, когда возникают динамические нагрузки (подергивание), создаваемые накатом или откатом прицепа, действующие по стрелке В, происходит, например, перемещение скобы 4 в направлении стрелки С, которая за счет наличия зубьев 5 производит закрутку как шестерни 6, так и упругого стержня 7 по стрелке Е. Но так как упругий стержень 7 своими шлицами связан с ответными, выполненными во втулках 9, то такое перемещение происходит с сопротивлением, создаваемым упругим стержнем 7, и, следовательно, демпфированием последней. В тоже время, при дальнейшем росте такой динамической нагрузки происходит и угловой поворот на шарнирах 12 тяг 13 и они могут занять, например, положение, показанное на фиг. 1 пунктирной линией. Такое перемещение тяг 13 обеспечит поступательное движение втулок 9 в направлении стрелки F. Двигаясь в этом направлении поступательно, втулки 9 изменяют рабочую длину упругого стержня 7, а это позволяет увеличить крутильную жесткость его, определяемую по зависимости:
где  - модуль упругости Юнга;
- полярный момент инерции сечения стержня;
- длина стержня;
- диаметр стержня.
Поэтому раз возрастает крутильная жесткость упругого стержня 7, то произойдет более эффективное демпфирование нагрузки, действующей по стрелке С. Как только такая динамическая нагрузка исчезнет, то под действием упругих свойств упругого стержня 7 детали устройства окажутся в исходном положении таком, как показано на фиг. 1. В этом случае если произойдет «накат» прицепа, действующий по стрелке, например, на скобу 4 по стрелке К, то перемещение ее в этом направлении обеспечит закрутку упругого стержня 7 в противоположном направлении стрелки Е и процесс демпфирования будет аналогичен вышеописанному.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения в сравнении с известным очевидна, так как демпфирование динамических составляющих, действующих по стрелке В на тягач от прицепа, будет происходить в автоматическом режиме за счет изменения крутильной жесткости упругого стержня.