ТЯГОВО-СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО С КОМПЕНСАТОРОМ КОЛЕБАНИЙ
TOWING DEVICE WITH VIBRATION COMPENSATOR

Изобретение относится к области буксирных устройств и предназначено для сцепки тягача с прицепом, с возможностью снижения разнонаправленных отклонений прицепа.
Известно тягово-сцепное устройство для соединения тягача с колесным прицепом, обеспечивающее сглаживание динамических нагрузок при любых их величинах с различной загрузкой прицепа. Устройство состоит из тягового гидроцилиндра, жестко соединенного с дышлом прицепа, плунжера с дросселирующими отверстиями и штока тягового гидроцилиндра и пружины [1].
К недостаткам устройства следует отнести сложность конструкции, которая обеспечивает возможность регулирования сопротивления перетекания масла из одной полости тягового гидроцилиндра в другую, а также недостаточную компенсацию ударных нагрузок.
Известно тягово-сцепное устройство, в котором содержится демпфирующий элемент, выполненный в виде листовой рессоры, гидроамортизатор, образованный тяговым звеном, являющимся корпусом гидроамортизатора, резервуар для рабочей жидкости и шток. На одном конце штока расположен поршень, при этом полость резервуара сообщена с полостью корпуса гидроамортизатора посредством дросселирующих отверстий, выполненных в перегородке, запрессованной внутри корпуса гидроамортизатора, при этом перегородка и поршень снабжены системой клапанов [2].
К недостаткам устройства следует отнести недостаточную компенсацию ударных нагрузок при резком изменении ускорения тягача, вследствие высокой «инертности» жидкости, перетекающей из полости резервуара в полость корпуса гидроамортизатора и, наоборот.
Предлагаемое изобретение направлено на стабилизацию положения прицепа при движении по извилистой дороге, резком отклонении от прямолинейного движения, торможении. Сущность: стабилизация движения прицепа достигается за счет замедления отклонений дышла силой, возникающей из-за появления электродвижущей силы (ЭДС) самоиндукции в соленоидах, установленных на раме прицепа, и исходно образующих прямоугольную систему координат.
Это достигается тем, что в тягово-сцепном устройстве, содержащем раму, дышло и сцепную петлю, согласно предлагаемому изобретению на оппозитном сцепной петле конце дышла установлен шаровой фаркоп с крышкой, которая шарнирно соединена с подвижными сердечниками трех соленоидов, корпус каждого из которых шарнирно закреплен на раме так, что в исходном положении они образуют прямоугольную систему координат, при этом выход каждого соленоида электрически соединен с активным, реактивным сопротивлением или их комбинацией.
Такое выполнение устройства обеспечивает снижение амплитуды колебаний прицепа за счет введения «инерциального звена», препятствующего резкому изменению направления движения дышла прицепа.
Сопоставимый с прототипом анализ показывает, что заявленное тягово-сцепное устройство соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия от прототипа: на оппозитном сцепной петле конце дышла установлен шаровой фаркоп с подвижной крышкой; крышка шарнирно соединена с подвижными - в продольном направлении - сердечниками трех соленоидов; корпусы соленоидов шарнирно закреплены на раме так, что исходно образуют прямоугольную систему координат; нагрузкой для каждого соленоида является активное, реактивное сопротивление или их комбинация.
Технический результат от использования устройства заключается в повышении устойчивости прицепа и плавности его хода, за счет сглаживания знакопеременных ударных и колебательных нагрузок в трех плоскостях.
Изобретение поясняется фигурой, на которой изображен общий вид тягово-сцепного устройства, и введены следующие обозначения:
1 - рама;
2 - ось;
3 - дышло;
4 - шаровой фаркоп;
5 - крышка фаркопа;
6 - соленоид (катушка индуктивности с сердечником).
Устройство (фиг.) состоит из рамы 1, на оси 2 которой установлено дышло 3, один конец которого содержит сцепное кольцо, а противоположный - шаровой фаркоп 4, крышка 5 которого шарнирно соединена с подвижными сердечниками трех соленоидов 6, корпусы которых шарнирно закреплены на раме 1 так, что они исходно ориентированы в пространстве в виде прямоугольной системы координат XYZ, при этом в качестве «нагрузки» для соленоидов может быть выбрано активное или реактивное сопротивление, а также их комбинация (не показано).
Работа устройства осуществляется следующим образом: отклонение сцепной петли дышла 3 на оси 2 рамы 1 в горизонтальной плоскости вызывает перемещение шарового фаркопа 4 в противоположную сторону, при этом крышка 5, подвижно установленная на фаркопе 4, приводит в движение сердечник соленоида 6, расположенного вдоль данной оси координат, вызывая появление в нем ЭДС самоиндукции. В свою очередь, ЭДС самоиндукции вызывает появление силы, препятствующей изменению положения сердечника внутри соленоида 6. Таким образом, резкое перемещение шарового фаркопа 4 и, связанной с ним крышки 5, а также сцепного кольца дышла 3 сглаживается и частично демпфируется силой, появляющейся вследствие возникновения ЭДС самоиндукции в соленоиде 6, расположенном вдоль оси действия внешней возмущающей силы.
Перемещение сцепной петли вдоль продольной оси прицепа, а также в вертикальной плоскости ограничивается зазором в соединении «ось 2 - отверстие дышла 3», поскольку именно он препятствует существенному перемещению дышла в этих направлениях. Однако, даже небольшое перемещение дышла 3 вдоль этих осей будет компенсироваться появляющейся силой - вследствие возникновения ЭДС самоиндукции в соответствующем соленоиде 6, - что позволит снизить износ оси 2 и сопряженного с ней отверстия дышла 3. При использовании шаровой опоры вместо сцепного кольца перемещения в этих плоскостях будут более существенными, поэтому эффект частичного гашения нагрузок и колебаний будет выше.
Перемещение дышла 3 при движении прицепа будет осуществляться во всех трех направлениях, а также их комбинациях, что, тем не менее, не повлияет на сглаживание и частичную компенсацию ударно-вибрационных нагрузок за счет шарниного крепления соленоидов 6 к раме 1 прицепа, позволяющего им отклоняться от исходного положения.
Энергия, возникающая вследствие изменения электромагнитного поля, вызываемого перемещением сердечника соленоида 6, будет «рассеиваться» на активном, реактивном сопротивлении или их комбинации. Эти сопротивления могут быть сопряжены с охлаждающими радиаторами для рассеяния тепла, либо, наоборот, - с «накопителями» энергии в виде аккумуляторов, осуществляя подзарядку последних в процессе транспортировки грузов.
Предлагаемое устройство, в отличие от известных, позволяет снизить амплитуды колебаний прицепа при его движении за счет введения «инерциального звена», препятствующего резкому изменению направления движения дышла прицепа.
Источники информации
1. Патент №2127198 МПК B60D 1/14. Тягово-сцепное устройство для соединения тягача с колесным прицепом / Цыпцын В.И., Гамаюнов П.П., Нехорошев В.В. Мандрик И.И., Мандрик П.И. Заявка №97119827/28 от 02.12.1997, опубл. 10.03.1999
2. Патент №2213015 МПК B60D 1/14. Тягово-сцепное устройство / Гамаюнов П.П., Гамаюнов A.M., Погорелов СВ., Сивицкий Д.В. Заявка №2002107788/28 от 26.03.2002, опубл. 27.09.2003