Стабилизирующее устройство двухосного прицепа

Полезная модель относится к автотракторному транспорту, а именно к тягово-сцепным устройствам, обеспечивающим стабилизацию движения колес  двухосных автомобильных и тракторных  прицепов.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому стабилизирующему устройству двухосного прицепа является 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.
Наиболее  близким к предлагаемому  стабилизирующему устройству двухосного прицепа является стабилизирующее устройство поворотной тележки прицепа по патенту РФ №181371 МПК B62D  63/06  2018 г., содержащее поворотный круг, верхнее кольцо которого соединено с нижней частью рамы прицепа, а нижнее кольцо закреплено на раме поворотной подрессоренной тележки, опирающейся на ось ходовых колес,  при этом верхнее и нижнее кольца поворотного круга связаны между собой подвижным телескопическим соединением, при чем во внутреннем пространстве поворотного  круга  установлен рабочий силовой цилиндр, корпус которого закреплен посредством кронштейна  на раме  поворотной тележки, а шток  соединен шарнирно с нижней частью рамы  прицепа,  причем продольная ось рабочего силового цилиндра совпадает с осью поворота рамы прицепа относительно поворотной тележки и пересекает середину оси ее ходовых колес,  при этом поршневая полость рабочего силового  цилиндра соединена трубопроводом со штоковой  полостью подающего силового цилиндра,  установленного в вертикальной продольной плоскости прицепа, связывающего посредством шарнирных соединений заднюю часть рамы поворотной тележки и верхнее кольцо поворотного круга.
Недостаток такого стабилизирующего устройства поворотной тележки прицепа заключается в том, что оно не обеспечивает стабилизирующего момента между тягачом и поворотной тележкой, способствующего движению тягача и тележки по единой прямолинейной траектории.
Техническая проблема заключается в том, что взаимосвязи кинематических элементов в  конструктивном решении прототипа не позволяют повысить эксплуатационные свойства и безопасность движения транспортного поезда с двухосным прицепом путем повышения устойчивости движения, так как  не обеспечивается  возникновение  стабилизирующего момента, действующего в шарнирном соединении тягача и дышла прицепа, способствующего движению тягача и передней колесной тележки по единой прямолинейной траектории.
Техническая проблема решается за счет того, что задняя часть дышла передней поворотной колесной тележки соединена с тягачом посредством переднего подающего силового цилиндра, установленного в вертикальной плоскости,  проходящей через продольную ось тягача, при этом 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.
Технический результат заключается в том, что в отличие от прототипа кинематическая схема стабилизирующего устройства двухосного прицепа  обеспечивает возникновение стабилизирующего момента от веса прицепа относительно вертикальной оси шарнирного соединения дышла прицепа с тягачом,  способствующего более устойчивому движению  прицепа и буксируемого тягача по прямолинейной траектории.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
-  фиг. 1  - схема стабилизирующего устройства двухосного прицепа  и
его    размещения на прицепе - вид сбоку,
-  фиг. 2  - то же, вид сверху при прямолинейном движении,
-  фиг. 3  - то же, вид сверху при отклонении передней тележки и   платформы прицепа от прямолинейной траектории повороте.
Стабилизирующее устройство двухосного прицепа содержит  (фиг.1,2)  поворотный  круг, состоящий из нижнего кольца 1 цилиндрической формы, неподвижно закрепленного на раме 2 поворотной тележки и телескопически соединенного с ним с возможностью вертикального перемещения относительно рамы 2 поворотной тележки верхнего кольца 3 цилиндрической формы, закрепленного неподвижно на нижней части рамы 4 прицепа 19. Во внутреннем пространстве поворотного  круга  установлен рабочий силовой цилиндр 5,  продольная ось которого совпадает с осью поворота рамы 4 прицепа относительно поворотной тележки и пересекает середину оси 6 ходовых колес 7,  при этом  корпус 8  рабочего силового цилиндра 5  закреплен посредством кронштейна  9  на раме 2 поворотной тележки, а шток  10 соединен шарнирно с нижней частью рамы  4 прицепа.  На задней части  рамы 2 поворотной тележки установлен   задний подающий силовой цилиндр 11,  корпус 12 которого горизонтально закреплен на раме 2 поворотной тележки  посредством кронштейна 13  и шарнира 14,  а шток  15 соединен с верхним кольцом 3 поворотного круга через кронштейн 16 и шарнир 17. При этом шарниры 14,17  выполнены с возможностью подвижности силового цилиндра 11 в горизонтальной и вертикальной плоскостях,  проходящих через его продольную ось, а штоковая полость С цилиндра 11  соединена силовой магистралью E с поршневой полостью В рабочего силового цилиндра 5.
Задняя часть дышла 18 поворотной тележки соединена с тягачом через кронштейн 25,  неподвижно закрепленный на тягаче и передний  подающий силовой цилиндр 20, установленный в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную ось транспортного поезда, при этом вертикальная ось  шарнирного соединения 21 штока 22 силового цилиндра 20 с кронштейном 25 тягача 23 смещена  относительно шарнирного крепления 24 дышла 18 к тягачу 23 назад по ходу транспортного поезда, а штоковая полость А этого силового цилиндра соединена силовой магистралью D  с поршневой полостью В рабочего силового цилиндра 5.
Стабилизирующее устройство двухосного прицепа работает следующим образом.
Дышло 18,  шарнирно соединенное с рамой 2 поворотной тележки,  передней частью присоединяется к буксирному устройству 24  тягача 23 (фиг.1). При движении транспортного поезда по прямой (фиг.2)  продольные оси переднего и заднего подающих силовых цилиндров 20 и 11 соответственно расположены в продольной вертикальной плоскости,  проходящей через середину осей  ходовых колес транспортного поезда, при этом подающие силовые цилиндры 20 и 11  и рабочий силовой цилиндр 5 находятся в сжатом состоянии.
При отклонении (повороте) передней колесной тележки от траектории тягача  (фиг.3) шток 22  переднего подающего силового цилиндра 20 выдвигается из его корпуса,  вытесняя рабочую жидкость из штоковой  полости А и перемещая ее по силовой магистрали D в поршневую полость В  рабочего силового цилиндра 5,  вызывая перемещение штока 10 рабочего цилиндра из корпуса 8. За счет расжатия рабочего силового цилиндра 5 происходит подъем кузова прицепа 19  относительно поворотной тележки,  и возникает силовая реакция от веса прицепа, передаваемая через рабочую жидкость по силовой магистрали D в штоковую полость переднего подающего силового цилиндра, способствующая  сжатию этого цилиндра. В результате этого возникает силовой момент относительно вертикальной оси крепления дышла  к буксирному устройству 24 тягача 23, способствующий возврату поворотной тележки и оси 6 ее колес в положение соответствующее прямолинейному движению.
При повороте рамы прицепа 4 (фиг.3) относительно  рамы 2  поворотной тележки   шток 15 заднего подающего силового цилиндра 11, соединенный посредством кронштейна 16 и шарнира 17 с верхним кольцом 3 поворотного круга,  прикрепленного к  нижней части рамы 4 прицепа 19,  вытягивается из корпуса 12 цилиндра, перемещая рабочую жидкость по силовой магистрали E из штоковой  полости С  в поршневую полость В  рабочего цилиндра 5,  вызывая перемещение штока 10 рабочего цилиндра из корпуса 8. За счет расжатия рабочего силового цилиндра 5 происходит подъем кузова прицепа 19  относительно поворотной тележки и возникает силовая реакция от веса прицепа, передаваемая через рабочую жидкость в штоковую полость C подающего силового цилиндра, способствующая  сжатию этого цилиндра. В результате этого возникает силовой момент относительно оси поворотного круга, способствующий возврату рамы 4 прицепа в положение соответствующее прямолинейному движению.
В случае одновременного отклонения передней колесной тележки от траектории тягача 23 и рамы 4 прицепа 19 от траектории передней колесной тележки, происходит перемещение рабочей жидкости,  вытесняемой из переднего 20 и заднего 11 подающих силовых цилиндров по силовым магистралям D и E в поршневую полость B рабочего силового цилиндра 5. Возникающая силовая реакция от веса прицепа,  передаваемая через рабочую жидкость в штоковые полости переднего 20 и заднего 11 подающих силовых цилиндров, способствует  сжатию этих цилиндров и возникновению силовых моментов, способствующих возврату передней колесной тележки и рамы 4 прицепа в положение,  соответствующее прямолинейному движению.
Из неочевидных преимуществ можно отметить, что предлагаемое техническое решение  стабилизирующего устройства двухосного прицепа позволит эксплуатировать транспортный поезд с двухосным прицепом на более высокой скорости с сохранением устойчивого курсового движения.