СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО ТЯГАЧА
TRACTOR COUPLER

Изобретение относится к сцепным устройствам тягачей, например сельскохозяйственных тракторов, оборудованных задним навесным устройством четырехзвенного типа для обеспечения возможности буксирования прицепных звеньев.
Известно сцепное устройство, оборудованное четырехзвенным навесным механизмом, содержащее две продольные нижние тяги, шарнирно связанные с одной стороны с тягачом, а с другой - с прицепной скобой. Прицепная скоба установлена в шарниры нижних тяг и закреплена чеками, нижние тяги полностью заблокированы горизонтальными раскосами от поперечных перемещений. Сцепка-расцепка осуществляется посредством присоединения прицепного звена к прицепной вилке, установленной на прицепной скобе (Пантюхин М.Г. Трактор «Кировец» К-700/ М.Г. Пантюхин, Л.И. Безверхний, Н.А. Березин, Б.М. Ермаков, A.M. Савин, Ю.С. Смирнов, В.И. Стацевич. - Л.: Колос (Ленингр. отделение), 1976. - С.190, 205).
Данное сцепное устройство не позволяет обладать высокой устойчивостью движения во время совершения маневра тягача с прицепным звеном из-за того, что центр поворота прицепного звена относительно тягача расположен на прицепной скобе, удаленной от центра масс тягача.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является сцепное устройство тягача, снабженное четырехзвенным навесным механизмом, содержащее верхнюю и нижнюю оси, связанные с тягачом, последняя из которых шарнирно соединена продольными тягами с прицепной скобой, имеющее палец с фиксаторами, пропущенный через вертикальные отверстия в скобе и дышле прицепа, и ограничительные цепи. На передней поверхности прицепной скобы выполнены два рычага, параллельные верхней и нижней плоскостям прицепной скобы, и при помощи отверстий в передней части соединены с ограничительными цепями с винтовыми стяжками. Прицепная скоба связана с дышлом прицепного звена следующим образом: в средней части прицепной скобы выполнен вдоль оси тягача наклонный паз, охватывающий дышло, боковые стороны которого и паза выполнены параллельными. Ось отверстия в скобе под указанный палец смещена назад относительно ее продольной оси. Дышло снабжено механизмом фиксации прицепного звена, выполненного в виде упора с вертикальным отверстием, имеющего возможность охвата прицепной скобы и сопряжения отверстия с указанным пальцем. На переднем торце прицепной скобы параллельно ее верхней и нижней плоскости закреплены два рычага, соединенные с ограничительными цепями. Продольные тяги установлены с возможностью незначительного поперечного перемещения, регулируемого натяжением ограничительных цепей винтовыми стяжками (авторское свидетельство SU 1288101, М. кл.4 В60D 1/00).
Описанное сцепное устройство не обладает достаточной устойчивостью движения при совершении маневра тягача с прицепным звеном за счет возможности поворота дышла относительно прицепной скобы и обладает повышенными металлоемкостью и трудоемкостью изготовления вследствие сложности конструкции навесного механизма, обусловленной введением ограничительных цепей и механизма фиксации дышла прицепного звена, что приводит к повышению металлоемкости навесного механизма и трудоемкости его производства.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения устойчивости движения во время совершения маневра тягача с прицепным звеном при одновременном снижении металлоемкости и трудоемкости изготовления.
Сущность изобретения заключается в том, что в сцепном устройстве тягача, снабженном четырехзвенным навесным механизмом и содержащем верхнюю и нижнюю оси, связанные с тягачом, последняя из которых шарнирно соединена продольными тягами с прицепной скобой, которая связана с дышлом прицепного звена, согласно изобретению прицепная скоба жестко связана с дышлом, а продольные тяги установлены с возможностью поворота относительно нижней оси в горизонтальной плоскости на угол, необходимый для маневрирования тягача с прицепным звеном.
Повышение устойчивости движения во время совершения маневра тягача с прицепным звеном обусловлено постоянной жесткой связью прицепной скобы с дышлом и полной разблокировкой нижних продольных тяг сцепного устройства от поперечных перемещений, что дает возможность поворота относительно нижней оси в горизонтальной плоскости на угол, необходимый для маневрирования тягача с прицепным звеном.
Снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления устройства обусловлены жесткой связью прицепной скобы с дышлом при отсутствии механизма фиксации дышла прицепного звена и установкой продольных тяг с возможностью поворота относительно нижней оси в горизонтальной плоскости на угол, необходимый для маневрирования тягача с прицепным звеном при отсутствии ограничительных цепей.
На фиг.1 приведена кинематическая схема предлагаемого изобретения, соответствующая прямолинейному движению; на фиг.2 - то же при небольших угловых отклонениях от оси прямолинейного движения; на фиг.3 - то же при маневрировании.
Дополнительно пунктирными линиями на фиг.1, 2, 3 показаны возможные положения элементов сцепного устройства тягача при совершении маневров.
Сцепное устройство тягача содержит две нижние продольные тяги 1, соединенные при помощи шарниров 2 с головками 3, установленными на нижней оси 4, закрепленной на кронштейнах 5, связанных с рамой тягача или выносной плитой (не показаны). Нижние продольные тяги 1 через свои задние шаровые шарниры 6 соединены с цилиндрическими цапфами прицепной скобы
7. В средней части прицепной скобы 7 установлено соединительное устройство 8, фиксирующее дышло (не показано) в продольном и поперечном направлениях. Соединительное устройство 8 при сборке жестко соединено с прицепной скобой 7, например, винтовым соединением 9; таким образом, прицепная скоба 7 жестко связана с дышлом.
Положения эффективной точки присоединения прицепного звена к тягачу, то есть мгновенного центра поворота, образуемого в точке пересечения осей продольных тяг, обозначены позициями 10, 11 и 12; расстояния от поворотной оси прицепного звена (не показано) до мгновенного центра поворота обозначены позициями 13,14 и 15.
Нижние продольные тяги 1 установлены с возможностью поворота относительно нижней оси 4 в горизонтальной плоскости на угол 16 отклонения от оси прямолинейного движения, необходимый для маневрирования тягача с прицепным звеном, являющийся углом складывания. Нижние продольные тяги 1 полностью разблокированы от поперечных перемещений, что дает возможность поворота относительно нижней оси 4 в горизонтальной плоскости на угол 16.
Нижняя ось 4 шарнирно соединена нижними продольными тягами 1 с прицепной скобой 7.
Сцепное устройство тягача работает следующим образом.
При прямолинейном движении (фиг.1) тяговое усилие от тягача передается через нижние продольные тяги 1 посредством шаровых шарниров 6 на цилиндрические цапфы прицепной скобы 7. Далее усилие передается соединительному устройству 8 и через соединительное устройство 8 - на дышло прицепного звена. При набегании прицепного звена на тягач усилие от прицепного звена передается на дышло, на соединительное устройство 8, далее - на прицепную скобу 7. Прицепная скоба 7 передает усилие от набегающего прицепного звена через цапфы и шаровые шарниры 6 на нижние продольные тяги 1, которые в свою очередь через шарниры 2, головки 3, ось 4 и кронштейны 5 передают усилие на тягач.
При движении, близком к прямолинейному (фиг.2), угол складывания 16 прицепного звена и тягача невелик. Сцепное устройство компенсирует этот угол путем соответствующего отклонения нижних продольных тяг 1. При этом эффективной точкой присоединения прицепного звена к тягачу является точка 10, в случае прямолинейного движения, или точка 11, в случае небольших углов 15, смещенная на расстояние 13 или 14 соответственно и находящаяся между передним и задним мостами тягача. При этом продольное смещение эффективной точки присоединения прицепного звена к тягачу невелико, и величины расстояний 13 и 14 отличаются незначительно. Это позволяет увеличить эффективную длину дышла, за счет чего движение происходит с повышенной устойчивостью и пониженными величинами поперечного ускорения и заноса.
Когда угол 16 между тягачом и прицепным звеном будет большим по сравнению с движением, близким к прямолинейному, например, во время разворота на поворотной полосе (фиг.3), дальнейший поворот будет возможен только благодаря исполнению нижних продольных тяг 1 с возможностью поворота относительно нижней оси 4 в горизонтальной плоскости, позволяющего нижним продольным тягам 1 переместиться в крайнее положение, показанное пунктирной линией, и обеспечить необходимый угол 16. При этом эффективная точка 10 присоединения прицепного звена к тягачу, переместится в положение 12, расположенное за задней осью тягача, а расстояние от поворотной оси прицепного звена до мгновенного центра поворота уменьшается до величины 15, значительно меньшей расстояний 13 и 14, что обеспечит хорошую маневренность тягача с прицепным звеном.
При выходе тягача с прицепным звеном из поворота за счет силы сопротивления движению прицепное звено займет первоначальное положение.
Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает повышение устойчивости движения при маневрировании за счет исполнения нижних продольных тяг с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, а также за счет постоянного жесткого крепления дышла прицепного звена к прицепной скобе, исключающего появление при повороте дополнительной степени свободы.