ТЯГОВО-СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО С ПНЕВМОКОМПЕНСАТОРОМ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к области буксирных устройств и предназначено для сцепки тягача с прицепом.
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 расширение диапазона компенсации динамических нагрузок и стабилизацию движения прицепа. Сущность: компенсация динамических нагрузок и стабилизация движения прицепа при начале движения тягача, его остановке и торможении достигается за счет их нежесткой сцепки друг с другом посредством гидроамортизатора, работающего на растяжение, и пневморессоры, работающей на сжатие; оценки направления и абсолютного значения вектора ускорения вдоль траектории движения тягача; формирования на основании этих значений управляющего воздействия на клапана, которые либо повышают, либо понижают давление в пневморессоре.
Это достигается тем, что в тягово-сцепном устройстве, содержащем сцепную петлю, дышло и шток, подвижно соединенные друг относительно друга, согласно предлагаемому изобретению подвижное соединение выполнено в виде гидроамортизатора, работающего на растяжение, и установленной оппозитно к нему - по отношению к штоку и дышлу - пневморессоры, работающей на сжатие, один конец которых жестко закреплен на штоке, другой - на дышле, при этом изменение давления в пневморессоре регулируется посредством двух клапанов - повышающего давление и понижающего его: повышающий клапан соединяет пневморессору с ресивером, давление в котором выше, чем в пневморессоре, а понижающий клапан - с атмосферой. Оба клапана соединены с преобразователем-распределителем сигнала, который формирует управляющее воздействие на открытие повышающего или понижающего клапана на основании информации, приходящей с акселерометра, определяющего направление и абсолютное значение вектора ускорения вдоль траектории движения тягача. Такое выполнение устройства обеспечивает снижение ударных нагрузок на тягово-сцепное устройство за счет компенсации «рывков» при трогании тягача с места или его остановке путем регулирования жесткости пары шток-дышло изменением давления в пневморессоре.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявленное тягово-сцепное устройство с пневмокомпенсатором колебаний соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия от прототипа: шток и дышло подвижно друг относительно друга соединены гидроамортизатором, работающим на растяжение, и установленной оппозитно к нему - по отношению к штоку и дышлу - пневморессорой, работающей на сжатие; давление в пневморессоре регулируется посредством двух клапанов - повышающего давление и понижающего его; клапаны управляются преобразователем-распределителем сигнала; преобразователь-распределитель сигнала вырабатывает управляющее воздействие на основании информации, приходящей с акселерометра; акселерометр определяет направление и абсолютное значение вектора ускорения вдоль траектории движения тягача.
Технический результат от использования устройства заключается в повышении устойчивости машинно-тракторного агрегата и плавности его хода, а также снижении уровня повреждений продукции при продольных ускорениях агрегата за счет непрерывного изменения жесткости пары шток-дышло.
Полезная модель поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображен общий вид тягово-сцепного устройства с пневморессорой:
1 - гидроамортизатор;
2 - шток;
3 -дышло;
4 - пневморессора;
5 - сцепная петля.
На фиг. 2 изображена схема пневмокомпенсатора продольных колебаний:
6 - клапан снижения давления;
7 - клапан повышения давления;
8 - преобразователь-распределитель сигнала;
9 - акселерометр;
10 - ресивер;
11 - компрессор.
Устройство состоит из гидроамортизатора 1 и оппозитно установленной к нему - относительно штока 2 и дышла 3 - пневморессоры 4, жестко закрепленных одним концом на дышле 3, а другим концом - на штоке 2, имеющим сцепную петлю 5 (фиг. 1), при этом пневморессора 4 соединена с клапаном снижения давления 6 и клапаном повышения давления 7, открытие которых управляется преобразователем-распределителем сигнала 8, соединенным с акселерометром 9 (фиг. 2). Клапан снижения давления 6, в свою очередь, соединен с атмосферой, а клапан повышения давления 7 - с ресивером 10, давление в котором поддерживается на заданном уровне компрессором 11.
Работа устройства осуществляется следующим образом: компрессор 11 доводит давление в ресивере 10 до заданного уровня и поддерживает его в течение всей работы; клапан снижения давления 6 открыт и давление в пневморессоре 4 равно атмосферному; клапан повышения давления 7 закрыт; гидроамортизатор 1 находится в предельно сжатом состоянии.
При трогании тягача дышло 2 и шток 3 начинают перемещаться друг относительно друга в противоположные стороны, и гидроамортизатор 1 начинает растягиваться, компенсируя слишком быстрое изменение состояния покоя прицепа. В этот же момент на преобразователь-распределитель сигнала 8 с акселерометра 9 поступает сигнал о «положительном» направлении вектора ускорения, а также его абсолютной величине. Преобразователь-распределитель сигнала 8 вырабатывает сигнал на закрытие клапана 6, после чего давление в пневморессоре 4 начинает снижаться относительно атмосферного давления, и она также препятствует резкому изменению состояния покоя прицепа. Растягивание гидроамортизатора 1 и пневморессоры 4 будет продолжаться до тех пор, пока не наступит момент, когда скорости тягача и прицепа не сравняются и абсолютное значение ускорения станет равным нулю. В этом промежуточно-растянутом состоянии гидроамортизатора 1 и пневморессоры 4 и установившегося взаимного положения дышла 2 и штока 3 будет осуществляться дальнейшее движение агрегата до момента его торможения.
При торможении тягача дышло 2 и шток 3 начинают перемещаться друг навстречу другу. В этот же момент на преобразователь-распределитель сигнала 8 с акселерометра 9 поступает сигнал об изменении направления вектора ускоренияна противоположный («отрицательный») и его абсолютной величине. Преобразователь-распределитель сигнала 8 вырабатывает управляющий сигнал на открытие клапана повышения давления 7, который соединяет пневморессору 4 с ресивером 10 и выравнивает в них давление. При этом, величина открытия клапана 7 будет пропорциональна величине абсолютного значение ускорения. В результате повышение давления в пневморессоре 4 движение дышла 2 относительно штока 3 замедляется. После того, как наступит момент, когда абсолютное значение ускорения становится равным нулю, преобразователь-распределитель сигнала 8 вырабатывает управляющий сигнал на закрытие клапана повышение давления 7 и открытие клапана снижения давления 6, который понижает давление в пневморессоре 4 до атмосферного. В это же время компрессор 11 увеличивает давление в ресивере 10 до заданного уровня.
Предполагается, что периоды торможения и разгона чередуются, т.е за периодом разгона следует период торможения и, наоборот. Таким образом, любое ускорение или замедление машинно-тракторного агрегата будет в автоматическом режиме отслеживаться пневмокомпенсатором. Для работы предлагаемого пневмокомпенсатора могут использоваться штатные компрессор с ресивером, установленные на тягаче.
Источники информации
1. Патент №2127198 «Тягово-сцепное устройство для соединения тягача с колесным прицепом»
2. Патент №2213015 «Тягово-сцепное устройство»