АВТОПОЕЗД

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к автопоездам, предназначенным для осуществления большегрузных перевозок по автомобильным дорогам.
Известна комбинация дорожного автопоезда, содержащая седельный тягач и трейлер в виде седельного прицепа. Трейлер имеет кузов трейлера и два расположенных в задней области кузова моста. Кузов трейлера выполнен в виде устанавливаемого на опоры сменного кузова. Мосты расположены на мостовом модуле трейлера. Мостовой модуль трейлера выполнен самостоятельно передвигающимся, прицепляемым, отцепляемым и фиксируемым снизу к кузову трейлера в нижней задней области кузова. Мост мостового модуля трейлера выполнен в виде приводного модуля и периодически ведущего моста комбинации автопоезда с автоматически настраиваемым и подключаемым с ограничением по времени посредством блока управления в зависимости от определенного состояния режима движения и определенной потребности тяги комбинации автопоезда приводным узлом (см. патент RU 2748243, МПК B62D 53/00, B62D 63/00, B62D 53/06, B62D 59/04, опубл. 21.05.2021 г.).
Известное техническое решение имеет недостаточные эксплуатационные качества, обусловленные наличием мостового модуля, соединяющего два трейлера автопоезда, исключающего их автономность.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является автопоезд, содержащий соединенные между собой посредством сцепных механизмов звенья грузовых и тяговых модулей с двигателями внутреннего сгорания, первое из которых содержит седельный тягач, электрический мотор-генератор и электрический источник-накопитель энергии. Тяговый модуль второго и последующих звеньев состоит из электрического мотор-генератора, мотор-колес и электрического источника-накопителя энергии, включенных в силовую электрическую цепь, а грузовой и тяговый модули каждого звена связаны между собой седельно-сцепным устройством. Автопоезд оснащен системой автоматического управления движением, согласовывающей работу тягача и тяговых модулей. Тяговый модуль каждого звена автопоезда выполнен двухосным с ведущими колесами (см. патент RU 87137, МПК B62D 53/00, опубл. 27.09.2009 г.).
Недостатком известного технического решения является то, что оси грузовых модулей автопоезда выполнены только поддерживающими, что не обеспечивает достаточную маневренность автопоезда при поворотах.
Технической проблемой является создание автопоезда, имеющего повышенную маневренность при поворотах.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств автопоезда, за счет повышения его маневренности при поворотах.
Технический результат достигается за счет того, что в автопоезде, содержащем включенные в силовую электрическую цепь тягач, соединенный посредством сцепного механизма с грузовым модулем, звено, состоящее из соединенных между собой посредством сцепного механизма грузового модуля и имеющего силовую установку тягового модуля, оси которого выполнены приводными, систему автоматического управления движением, обеспечивающую согласованную работу тягача и тягового модуля, оси грузовых модулей и одна из осей тягового модуля выполнены управляемыми, кроме того, автопоезд оснащен системой автоматического управления поворотом колес управляемых осей, которая содержит датчики, установленные на рулевом механизме и на управляемых осях тягача, тягового и грузовых модулей, электрогидравлический привод, аккумуляторные батареи и блок управления поворотом колес.
Одна из управляемых осей грузовых модулей выполнена подъемной, на задней и боковых стенках грузовых модулей установлены камеры слежения.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что оси грузовых модулей и одна из осей тягового модуля выполнены управляемыми, автопоезд оснащен системой автоматического управления поворотом колес управляемых осей, которая содержит датчики, установленные на рулевом механизме и на управляемых осях тягача, тягового и грузовых модулей, электрогидравлический привод, аккумуляторные батареи и блок управления поворотом колес позволяют повысить маневренность автопоезда при поворотах.
Выполнение осей грузовых модулей и одной оси тягового модуля управляемыми, позволило уменьшить радиус поворота автопоезда, тем самым повысить маневренность автопоезда при поворотах.
Оснащение автопоезда системой автоматического управления поворотом колес управляемых осей, которая содержит датчики, установленные на рулевом механизме и на управляемых осях тягача, тягового и грузовых модулей, электрогидравлический привод, аккумуляторные батареи и блок управления поворотом колес, позволило максимально приблизить движение звена по колее тягача и, как следствие, повысить маневренность автопоезда при поворотах.
Выполнение одной из управляемых осей грузового модуля звена подъемной, позволяет увеличить сцепление колес приводной оси тягового модуля звена с поверхностью дороги при не нагруженном состоянии автопоезда, тем самым обеспечить синхронное движение тягача со звеном колея в колею при поворотах, то есть, повысить маневренность автопоезда при поворотах.
Установка на задней и боковых стенках грузовых модулей камер слежения позволила водителю визуально контролировать движение автопоезда, с целью исключения «складывания» автопоезда при поворотах и при движении задним ходом, тем самым повысить маневренность автопоезда при поворотах.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков позволила повысить эксплуатационные качества автопоезда, за счет повышения его маневренности при поворотах.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения из уровня техники заявителю не известна, следовательно, можно предположить, что оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Автопоезд поясняется чертежами:
фиг. 1 - автопоезд, общий вид;
фиг. 2 - то же, вид сверху.
Автопоезд содержит включенные в силовую электрическую цепь тягач 1, грузовой модуль 2 и звено 3. Тягач 1 соединен с грузовым модулем 2 седельно-сцепным устройством 4. Звено 3 состоит из тягового модуля 5 и грузового модуля 6, соединенных между собой седельно-сцепным устройством 4. Грузовой модуль 2 тягача и тяговый модуль 5 звена 3 соединены между собой тягово-сцепным устройством 7.
Тягач 1 содержит двигатель внутреннего сгорания 8 (ДВС), CAN-шину, переднюю управляемую ось 9 и заднюю приводную ось 10. Оси 11 и 12 грузовых модулей 2 и 6 выполнены управляемыми с гидравлическим управлением, при этом оси 12 могут быть подъемными. Грузовые модули 2 и 6 выполнены взаимозаменяемыми. На задней и боковых стенках грузовых модулей 2 и 6 установлены камеры слежения 13.
Тяговый модуль 5 выполнен в виде подкатной тележки и снабжен силовой установкой (СУ) 14, которая может быть электрической, электромеханической (ДВС и электродвигатель), механической (ДВС) или электрогидравлической. Снабжение тягового модуля 5 СУ 14 позволяет звену 3 быть автономным и передвигаться самостоятельно независимо от тягача 1. Автономное передвижение звена 3 возможно на короткие расстояния вне дорог общего пользования и только в не нагруженном состоянии грузового модуля 6, а управление осуществляется дистанционно при помощи пульта. Тяговый модуль 5 имеет две приводные оси 15 и 16, при этом задняя ось 16 выполнена и управляемой. Автопоезд может иметь несколько звеньев 3, соединенных между собой тягово-сцепным устройством 7.
Автопоезд оснащен системой автоматического управления движением (САУД), обеспечивающей согласованную работу тягача 1 и тягового модуля 5, тем самым синхронизировать движение тягача 1 и звена 3 для исключения ситуации «складывания» автопоезда при крутых углах поворота и при движении задним ходом.
САУД содержит блок управления, оснащенный управляющей программой и установленный в кабине тягача 1, либо на раме тягового модуля 5, либо на раме грузового модуля 2 или 6, ДВС 8 и CAN-шину тягача 1, приводные оси 15 и 16, блок 17 аккумуляторных батарей, установленный на тяговом модуле 5 и служащий для сглаживания пиков потребления тока при работе СУ 14 тягового модуля 5. Привод приводных осей 15 и 16 реализован посредством карданной передачи, или установленными мотор-колесами, или установленным на осях 15 и 16 электродвигателями с механической передачей на колеса. САУД снабжена кнопкой управления, установленной на панели приборов тягача 1 автопоезда.
Все элементы САУД связаны одной электрической цепью посредством быстросъемных соединений, либо соединений типа «розетка».
Включение и выключение системы происходит автоматически при подаче сигнала блоком управления в тяговый модуль 5. Блок управления считывает информацию через CAN-шину о режиме работы тягача 1 и режиме работы тягового модуля 5 и согласовывает работу ДВС тягача 1 и СУ 14 тягового модуля 5. Принудительное выключение САУД осуществляется нажатием кнопки на панели приборов тягача 1.
САУД работает следующим образом: включают ДВС 8 тягача 1, далее подается сигнал с CAN-шины на блок управления, который приводит в действие СУ 14 тягового модуля 5, которая в свою очередь передает крутящий момент на приводные оси 15 и 16 посредством карданной передачи, при механической СУ 14, или энергию на электродвигатель с механической передачей на колеса при электромеханической СУ 14, или энергию на мотор-колеса при электрической СУ 14.
САУД активна при следующих режимах движения автопоезда:
при движении автопоезда задним ходом, в блок управления подается сигнал с CAN-шины о включении задней передачи, после чего управляющая программа приводит в действие СУ 14 тягового модуля 5, которая приводит в движение тяговый модуль 5 с опережением движения тягача 1, исключая, таким образом, «складывание» автопоезда при движении задним ходом;
при движении автопоезда в нагруженном состоянии, в блок управления подается сигнал с CAN-шины, о работе антиблокировочной и противобуксовочной систем, курсовой устойчивости тягача 1, после чего управляющая программа приводит в действие СУ 14 тягового модуля 5, которая приводит в движение тяговый модуль 5, таким образом, предотвращая пробуксовку звена 3 и обеспечивая дополнительную тягу тягачу 1 при подъеме автопоезда.
При малой загрузке автопоезда мощности ДВС тягача 1 достаточно для движения автопоезда. СУ 14 тягового модуля 5 автоматически выключаются блоком управления.
Автопоезд оснащен системой автоматического управления поворотом колес (САУПК) управляемых осей 9, 11, 12 и 16, которая содержит блок управления поворотом колес, оснащенный управляющей программой, установленные на управляемых осях 9, 11, 12 и 16 гидроцилиндры 18 и датчики 19 положения колес, шкафы 20, установленные на раме грузовых модулей 2 и 6 и блок 21 аккумуляторных батарей. Каждый шкаф 20 содержит электрогидравлический привод, состоящий из электродвигателя, насоса, бака с рабочей жидкостью, блока управляющих электромагнитных и регулирующих клапанов, и делитель тока, предназначенный для разделения электрического контура автопоезда и САУПК, и для зарядки аккумуляторных батарей автопоезда и САУПК от генератора автопоезда. Блок управления поворотом колес может быть расположен в шкафу 20 или в кабине тягача 1. САУПК снабжена кнопкой управления со световой индикацией, установленной на панели приборов тягача 1 автопоезда, либо панелью управления (в зависимости от комплектации).
САУПК работает следующим образом. При нажатии на кнопку, установленную на панели приборов тягача 1, блок управления поворотом колес получает сигнал с датчика рулевого колеса тягача 1 либо от датчика 19, установленного на управляемой оси 9 тягача 1 (в зависимости от комплектации) о положении колес оси 9 и скорости движения автопоезда. При скорости автопоезда менее 30 км/ч (параметр может быть изменен в программе) и угле поворота колес оси 9 отличного от 0°, блок управления поворотом колес подает управляющий сигнал на включение электродвигателя насосов и включение управляющего электромагнитного клапана. Каждый насос рабочую жидкость из бака подает в гидроцилиндры 18, которые поворачивают колеса управляемых осей 11, 12, 16 с запаздыванием относительно поворота колес оси 9 тягача 1, обеспечивая движение тягача 1 и звена 3 колея в колею. Блок управления поворотом колес по датчикам 19 обратной связи, установленным на осях 11, 12, 16, отслеживает углы поворота колес осей 11, 12, 16. При достижении колесами заданного угла поворота, блок управления поворотом колес отключает управляющий электромагнитный клапан, а при отсутствии входящего сигнала с датчика 19 колес оси 9 в течении заданного в программе интервала времени блок управления поворотом колес отключает электродвигатель насосов. При достижении автопоездом скорости 30 км/ч, для улучшения его управляемости, блок управления поворотом колес выводит колеса осей 11, 12, 16 в прямолинейное положение и блокирует их, т.е. САУПК переводится в пассивный режим и изменение угла поворота колес оси 9 не приводит к изменению угла поворота колес осей 11, 12, 16. При снижении скорости автомобиля ниже 30 км/ч блок управления поворотом колес переводит САУПК в активный режим.
Статус САУПК и наличие ошибок в ней отображаются при помощи световой индикации кнопки управления, либо на панели управления САУПК.
При работе электродвигателя насосов резко возрастает потребление тока. Для исключения негативного влияния снижения тока в бортовой сети автопоезда на другие системы в САУПК предусмотрен блок 21 аккумуляторных батарей, которые служат для сглаживания пиков потребления тока при работе электрогидравлического привода. При включении электродвигателя насосов аккумуляторные батареи отдают часть накопленной энергии, а при неактивной САУПК происходит их зарядка от генератора автопоезда.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить эксплуатационные качества автопоезда, за счет повышения его маневренности при поворотах.
Заявляемое техническое решение может быть изготовлено на стандартном оборудовании с использованием современных технологий и материалов.