ДВУХОСНЫЙ ПРИЦЕП

Полезная модель относится к агрегатируемым транспортным средствам, в частности к прицепам и полуприцепам.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату является прицеп по А.С. СССР №1623911 кл. В62D 63/06, 1991, содержащий поворотную платформу, выполненную с зубчатым венцом, взаимодействующим с внутренними зубьями сектора зубчатого колеса, закрепленного на раме передней колесной тележки и расположенного впереди поворотной платформы, закрепленной подвижно относительно рамы тележки.
Недостатком такого прицепа является сложность кинематической схемы, что снижает надежность работы транспортного средства.
Наиболее близким к предлагаемому двухосному прицепу является прицеп по А.С. СССР №1411207 кл. В62D 63/06, 1988, содержащий зубчатую реечную передачу, рейка которой неподвижно закреплена на раме передней колесной тележки и находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом поворотной платформы, при этом последняя нижней частью соединена посредством вертикального шкворня с подвижной опорой, выполненной с возможностью перемещения по направляющим в горизонтальной плоскости перпендикулярно дышлу, а верхней частью соединена с рамой кузова посредством шарнира, ось которого расположена в горизонтальной плоскости перпендикулярно осевой линии прицепа.
Недостатком такого прицепа является сложность изготовления и низкая надежность в эксплуатации зубчато-реечной передачи (например, заклинивание при попадании между зубьями передачи постороннего предмета).
Задачей полезной модели является повышение поперечной устойчивости, облегчение поворота и расширение эксплуатационных возможностей путем автоматического смещения при повороте точки опоры кузова прицепа на переднюю колесную тележку к центру поворота.
Задача решается тем, что передняя часть поворотной платформы соединена с рамой передней колесной тележки посредством тяги-шатуна, при этом шарнирное соединение упомянутой тяги-шатуна с рамой расположено в вертикальной поперечной плоскости, проходящей через ось вращения этой поворотной платформы относительно подвижной опоры, а шарнирное соединение тяги-шатуна с упомянутой поворотной платформой находится в вертикальной продольной плоскости, проходящей через ось вращения поворотной платформы относительно подвижной опоры.
Опорно-поворотное устройство работает по принципу кривошипно-шатунного механизма, звеньями которого являются тяга-шатун и поворотная платформа, имеющая возможность смещения поперек рамы передней колесной тележки в горизонтальной плоскости.
На фиг.1 изображена передняя часть прицепа, вид сбоку;
на фиг.2 - то же, вид сверху, при движении по прямой;
на фиг.3 - то же, при движении на повороте;
на фиг.4 - кинематическая схема передней часть прицепа при движении на привороте;
на фиг.5 - представлена графическая зависимость изменения расстояния с от угла В между тягачом и прицепом.
Двухосный прицеп содержит переднюю колесную тележку 1, на которую опирается рама 2 кузова. Передняя колесная тележка имеет дышло 3, выполненное совместно с рамой 4, опирающейся через рессоры 5 на колеса 6. Рама 4 снабжена направляющими 7, по которым передвигается подвижная опора 8 при переходе прицепа из прямолинейного движения в криволинейное и обратно. На опоре 8 установлена поворотная платформа 9 имеющая возможность вращения относительно опоры 8 и рамы передней тележки 4 в горизонтальной плоскости.
Поворотная платформа 9 соединена с рамой передней колесной тележки 4 посредством тяги-шатуна 10 при этом шарнирное соединение 11 упомянутой тяги-шатуна с рамой 4 расположено в вертикальной поперечной плоскости, проходящей через ось вращения поворотной платформы относительно подвижной опоры 8, а шарнирное соединение тяги-шатуна с упомянутой поворотной платформой 9 находится в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную осевую линию прицепа.
Верхняя часть поворотной платформы снабжена проушинами 12 и через проушины 13, закрепленные на раме кузова 2, и соединительную ось 14 соединена с рамой кузова 2. Указанное соединение обеспечивает возможность копирования поверхности движения в продольном направлении при наличии неровностей.
Двухосный прицеп работает следующим образом. Дышло передней частью присоединяется к буксирному устройству 15 тягача (фиг.1). При движении по прямой (фиг.2) вертикальная ось вращения поворотной платформы 9 относительно подвижной опоры 8 пересекается с осевой продольной линией передней тележки прицепа, и нагрузка от кузова прицепа распределяется между передними колесами прицепа равномерно.
При входе агрегата в поворот (фиг.3) дышло 3 с рамой 4 поворачивается относительно рамы кузова 2 на угол φ. При этом поворотная платформа 9, вместе с опорой 8 перемещается по направляющим 7 относительно дышла 3 (фиг.2) в сторону поворота пропорционально углу складывания передней колесной тележки относительно рамы прицепа.
В результате смещения точки опоры от продольной осевой линии передней тележки на величину L вертикальная нагрузка на ближнее к центру поворота колесо увеличивается, а на дальнее уменьшается, компенсируя дополнительную нагрузку на внешнее от центра поворота колесо от центробежной силы. Это способствует повышению устойчивости прицепа против опрокидывания и облегчению условий поворота.
После выхода из поворота поворотная платформа возвращается в исходное положение.
Поскольку внешнее колесо, кроме дополнительной нагрузки от центробежной силы, проходит при повороте большее расстояние и имеет большую скорость, чем внутреннее, то использование полезной модели позволяет повысить безопасность движения, облегчить условия поворота и повысить эксплуатационные показатели за счет поддержания высокой скорости агрегата на поворотах.
Зависимость изменения величины L при изменении длины с (расстояние между подвижной в продольном направлении вертикальной осью поворотной платформы и шарнирным креплением тягового рычага к тягачу) от угла складывания между тягачом и прицепом может быть определена следующим образом, в частности по теореме синусов (стороны треугольника пропорциональны синусам противоположных углов) см. Фиг.4. Изменение величины L равно изменению длины с.
a
У треугольника три стороны , b и с:
а
- расстояние между осью поворотной платформы 9 и шарнирным креплением тяги-шатуна 10 к упомянутой платформе 9.
b - длина тяги-шатуна 10 (расстояние между центрами вращения ее шарнирных соединений).
с - расстояние между вертикальной осью поворотной платформы 9 и шарнирным креплением тяги-шатуна 10 к раме передней колесной тележки.
А - угол между сторонами b и c.
а
В - угол между сторонами с и .
а
С - угол между между сторонами b и .
Пример теоретического решения:
a
sin(A)=·sin(B)/b
a
A=arcsin(·sin(B)/b)
C=180°-(A+B)
Тогда сторона c=b·sin(C)/sin(B)
А если все подставить, то получится:
a
c=b·sin(180°-(arcsin(·sin(B)/b)+B))/sin(B)
Получается зависимость расстояния с (расстояние между вертикальной осью поворотной платформы 9 и шарнирным креплением тяги-шатуна 10 к раме передней колесной тележки) от угла В. Подставляем два любых значения угла B, и считаем разницу между ними для определения этой величины с.
Пример численного определения изменения расстояния с от угла В между тягачом и тяговым рычагом прицепа:
a
Если =1 и b=3, то
Угол В, град
Изменение расстояния С
0
0
5
0,005072
10
0,020222
15
0,04526
20
0,079867
25
0,123609
30
0,175935
35
0,23619
40
0,303627
45
0,377417
50
0,456665
55
0,540425
60
0,627719
65
0,717555
70
0,808949
75
0,900937
80
0,992599
85
1,083075
Данная зависимость в графическом виде выглядит следующим образом - Фиг.5.
Такое выполнение двухосного прицепа позволит уменьшить сопротивление повороту и увеличить долговечность шин на 5-7% за счет уменьшения их износа на 7-9% согласно данным представленным в описании конструкции двухзвенного транспортного средства по А.С. СССР №933528 кл. В62D 53/00, 1982, в котором решалась аналогичная задача.