Стабилизирующее устройство прямолинейного движения двухосного прицепа

Полезная модель относится к автомобиле- и тракторостроению, а именно к тягово-сцепным устройствам, обеспечивающим стабилизацию прямолинейного  движения двухосных автомобильных и тракторных  прицепов путем гашения горизонтальных поперечных колебаний.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому стабилизирующему устройству прямолинейного движения  двухосного прицепа является Стабилизирующее устройство двухосного прицепа по патенту РФ №189338,  МПК В66С 1/58,  2019 г., содержащее переднюю поворотную колесную тележку, дышло которой шарнирно присоединено к тягачу, а рама тележки соединена с рамой прицепа через поворотный круг, верхнее и нижнее кольца которого связаны между собой подвижным телескопическим соединением, при этом во внутреннем пространстве поворотного  круга  установлен рабочий силовой цилиндр, связывающий  раму передней поворотной колесной тележки и нижнюю часть рамы  прицепа, причем  поршневая полость рабочего силового  цилиндра соединена силовой магистралью со  штоковой полостью заднего подающего силового цилиндра,  установленного в вертикальной продольной плоскости прицепа, связывающего посредством шарнирных соединений заднюю часть рамы поворотной тележки и верхнее кольцо поворотного круга,  при этом задняя часть дышла передней поворотной колесной тележки соединена с тягачом посредством переднего подающего силового цилиндра, установленного в вертикальной плоскости,  проходящей через продольную ось тягача, причем вертикальная ось шарнирного соединения  штока переднего подающего силового цилиндра с тягачом смещена относительно шарнирного крепления дышла к тягачу назад по ходу тягача, а штоковая полость этого силового цилиндра соединена силовой магистралью с поршневой полостью рабочего силового цилиндра, установленного во внутреннем пространстве поворотного  круга.
Данное стабилизирующее устройство двухосного прицепа обеспечивает возникновение стабилизирующего силового момента в шарнирном соединении тягача с поворотной тележкой, а также стабилизирующего момента платформы двухосного прицепа относительно поворотной тележки. Этим обеспечивается восстановление прямолинейной траектории движения прицепа после внешних воздействий от неровностей дороги, порывов бокового ветра и пр. При этом недостатком такого стабилизирующего устройства двухосного прицепа является наличие гидравлической силовой системы, снижающей надежность в условиях эксплуатации и требующей частого технического обслуживания.
Наиболее  близким к предлагаемому стабилизирующему устройству прямолинейного движения двухосного прицепа по технической сущности и достигаемому результату относится Опорно–поворотное устройство прицепа по патенту РФ №170879,  МПК В62D  63/06,  2017г содержащее  дышло, соединенное посредством шарнира  с рамой  подрессоренной передней тележки,  опирающейся на ось  ходовых колес, поворотную платформу,  неподвижно закрепленную на раме  передней тележки, соединенную с рамой  кузова  прицепа  посредством шкворня, установленного вертикально к поворотной платформе, при этом поворотная платформа закреплена на раме передней тележки под наклоном  к раме прицепа в продольной вертикальной плоскости прицепа, а ось шкворня расположена под углом к вертикали,  проходящей через середину оси колес передней тележки,  причем точка пересечения оси шкворня с горизонтальной плоскостью,  проходящей через ось колес передней тележки, смещена вперед относительно оси ее колес, а центр вращения поворотной платформы,  расположенный в плоскости контактирования ее с рамой кузова, совпадает с точкой пересечения вертикали, проходящей через середину оси колес передней тележки,  с осью  шкворня.
Недостатком такого опорно–поворотного устройства прицепа является то, что при отклонении передней поворотной тележки от траектории движения  тягача кинематическая схема опорно-поворотного устройства не обеспечивает возникновения стабилизирующего момента, способствующего возврату передней поворотной тележки к траектории тягача.
Техническая проблема заключается в том, что конструктивное решение прототипа не обеспечивает  возникновение  стабилизирующего момента в шарнирном соединении дышла передней колесной тележки с тягачом, способствующего уменьшению боковых отклонений передней колесной тележки от прямолинейной траектории тягача, которые могут возникать в результате воздействия внешних сил от неровностей дороги, изменения направления движения автопоезда и др.
Техническая проблема решается за счет того, что шарнирное крепление передней части дышла передней колесной тележки с тягачом выполнено в виде крестообразного шарнира, снабженного крестовиной, образованной из двух соединенных неподвижно между собой осей, одна из которых расположена в горизонтальной плоскости поперечно дышлу и соединена посредством поворотной в вертикальной поперечной плоскости вилки-фланца с задней частью тягача, а вторая ось крестовины расположена в вертикальной продольной плоскости,  проходящей через продольную ось двухосного прицепа,  и соединена с дышлом посредством вилки, жестко закрепленной на передней части дышла, при этом ось крестовины, расположенная в вертикальной продольной плоскости, установлена под углом к поверхности  дорожного полотна, причем ее верхний конец смещен к тягачу.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
-  фиг. 1  - схема размещения  стабилизирующего устройства
прямолинейного движения двухосного прицепа на автопоезде - вид сбоку;
- фиг. 2 - схема шарнирного крепления дышла двухосного прицепа
к тягачу - вид с боку;
- фиг. 3 - то же - вид сверху.
α
Стабилизирующее устройство прямолинейного движения двухосного прицепа содержит (фиг. 1) дышло 1, соединенное посредством горизонтального шарнира 2 с рамой 3 передней тележки,  опирающейся на ось 4 ходовых колес 5, поворотную платформу 6,  неподвижно закрепленную на раме 3 передней тележки под наклоном в вертикальной продольной плоскости к раме 7 кузова прицепа и раме 3 передней колесной тележки и  соединенную с рамой 7 кузова  прицепа  посредством шкворня 8, установленного вертикально к поворотной платформе 6, при этом ось шкворня 8 расположена под углом β к вертикали,  проходящей через середину оси 4 колес передней колесной тележки,  причем точка пересечения оси шкворня 8 с поверхностью движения прицепа смещена вперед по ходу движения прицепа относительно оси 4 колес передней тележки. Шарнирное крепление 9 передней части дышла 1 передней тележки с тягачом 9 выполнено в виде крестообразного шарнира (Фиг. 2, 3), снабженного крестовиной, образованной из двух соединенных неподвижно между собой осей 11 и 12, одна из которых – ось 11 расположена в горизонтальной плоскости поперечно дышлу и соединена посредством поворотной в вертикальной поперечной плоскости вилки-фланца 13 с задней частью тягача10, а вторая ось 12 крестовины расположена в вертикальной продольной плоскости,  проходящей через продольную ось двухосного прицепа,  и соединена с дышлом 1 посредством вилки 14, жестко закрепленной на переднем  конце дышла 1, при этом ось 12  крестовины, расположенная в вертикальной продольной плоскости, установлена под углом  к поверхности дорожного полотна, причем ее верхний конец смещен к тягачу 9.
Стабилизирующее устройство прямолинейного движения двухосного прицепа работает следующим образом.
Дышло 1 передней частью присоединяется к буксирному устройству 9 тягача (фиг. 1). При движении по прямой ось соединительного шкворня 8 и ось 12 крестовины расположены в продольной вертикальной плоскости, проходящей через середину осей ходовых колес прицепа, и нагрузка от кузова прицепа распределяется между ходовыми колесами равномерно.
При отклонении (повороте) дышла 1, от прямолинейной траектории движения тягача  в результате наклона шкворня 8 от вертикали на угол β в продольной вертикальной плоскости нагрузка от веса двухосного прицепа  на ближнее к центру поворота колесо передней тележки увеличивается, а на дальнее уменьшается, а также появляется весовой стабилизирующий момент относительно оси шкворня 8, способствующий возврату колес передней тележки в положение прямолинейного движения.
При отклонении передней колесной тележки от прямолинейной траектории тягача (возникновении поперечных колебаний, вызванных внешними силовыми воздействиями от платформы прицепа, неровностей дороги и др.) дышло совершает угловой поворот относительно тягача 10 в горизонтальной плоскости.  При этом в результате наклона оси 12 крестовины, расположенной в вертикальной продольной плоскости, от вертикали на угол α возникает действующий на дышло двухосного прицепа силовой скручивающий  момент, увеличивающий нагрузку от веса прицепа на его внутреннее колесо (по направлению углового отклонения дышла от траектории движения тягача) и уменьшающий весовую нагрузку на внешнее колесо передней тележки.
Под воздействием силы тяжести от веса передней тележки и опирающейся на нее рамы 7 с кузовом двухосного прицепа, появляется весовой стабилизирующий момент относительно оси крестовины 12, расположенной в вертикальной продольной плоскости, способствующий возврату ходовых колес 5 передней тележки  в положение,  соответствующее прямолинейному движению тягача 10.
Технический результат заключается в том, что такое выполнение предлагаемого стабилизирующего устройства прямолинейного движения двухосного прицепа позволит повысить устойчивость прямолинейного движения двухосного прицепа за счет стабилизации прямолинейного движения передней колесной тележки относительно тягача, а также стабилизации движения передней тележки относительно рамы 7 прицепа, опирающейся на ось задних колес.
Из неочевидных преимуществ можно отметить, что предлагаемая конструкция стабилизирующего устройства прямолинейного движения двухосного прицепа кроме уменьшения горизонтальных боковых отклонений при прямолинейном движении  позволит повысить устойчивость прицепа против опрокидывания на поворотах в результате увеличения вертикальной нагрузки на ближнее к центру поворота колесо и  уменьшения дополнительной нагрузки на внешнее к центру поворота колесо передней тележки от центробежной силы.