ТЯГОВО-СЦЕПНОЕ УСТРОЙСТВО ПОЛУПРИЦЕПА С НАКЛОННОЙ ПОВОРОТНОЙ ПЛАТФОРМОЙ

Полезная модель относится к транспортным средствам, а более конкретно к тягово-сцепным устройствам автомобильных поездов в составе с полуприцепами, обеспечивающим перераспределение вертикальной нагрузки от веса полуприцепа между ходовыми колесами при криволинейном движении.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату является «Опорно-поворотное устройство прицепа» по патенту РФ №170879 кл. B62D 63/06, 2017 г., 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 на повороте данное устройство не обеспечивает перераспределения вертикальной нагрузки на внутренние к центру поворота колеса тягача от веса прицепа.
Наиболее близким к предлагаемому тягово-сцепному устройству полуприцепа с наклонной поворотной платформой является «Опорно-поворотное устройство автопоезда» по патенту РФ №179448 кл. B62D 63/06, 2017 г., содержащее снабженную продольной и поперечной направляющими, жестко соединенную с рамой тягача автопоезда опору, на которой закреплена посредством вертикального шкворня, установленного с возможностью поперечного перемещения, поворотная платформа, снабженная штифтом в ее нижней части и соединенная посредством кронштейнов и горизонтальной оси с рамой полуприцепа автопоезда, при этом вертикальный шкворень поворотной платформы установлен с возможностью перемещения по поперечной направляющей опоры, а штифт, закрепленный в нижней передней части поворотной платформы, установлен с возможностью перемещения по продольной направляющей упомянутой опоры. При повороте автопоезда происходит смещение поворотной платформы прицепа относительно рамы тягача к центру поворота и увеличение вертикальной нагрузки от веса полуприцепа на внутренние к центру поворота колеса тягача, что повышает его устойчивость против опрокидывания.
Недостаток данного опорно-поворотного устройства автопоезда заключается в том, что его кинематическая схема не обеспечивает возникновения стабилизирующего момента, действующего на полуприцеп при прямолинейном движении, способствующего более устойчивому движению.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель заключается в совокупности задач, решение которых позволит улучшить эксплуатационные свойства автопоезда в составе с полуприцепом за счет повышения устойчивости прямолинейного движения и устойчивости против опрокидывания на повороте.
Задачами полезной модели являются: уменьшение отклонений полуприцепа относительно тягача при прямолинейном движении за счет возникновения стабилизирующего момента; увеличение вертикальной нагрузки от веса полуприцепа на внутреннее к центру поворота колесо тягача при повороте автопоезда путем разработки кинематической схемы тягово-сцепного устройства полуприцепа с наклонной поворотной платформой.
Задачи решаются за счет того, что поворотная платформа закреплена на раме тягача неподвижно в горизонтальной плоскости и соединена с рамой полуприцепа под наклоном в продольной вертикальной плоскости посредством шкворня, установленного вертикально к поворотной платформе, при этом точка пересечения оси шкворня с горизонтальной опорной поверхностью движения тягача смещена вперед по ходу автопоезда относительно вертикали, проходящей через середину горизонтальной поперечной оси шарнирного соединения кронштейнов, закрепленных неподвижно на раме тягача и нижней части поворотной платформы.
Технический результат заключается в том, что в отличие от прототипа кинематическая схема тягово-сцепного устройства полуприцепа с наклонной поворотной платформой обеспечивает более устойчивое движение полуприцепа и всего автопоезда по прямолинейной траектории за счет возникновения весового стабилизирующего момента от веса полуприцепа, а также повышение устойчивости против опрокидывания на повороте за счет перераспределения нагрузки от веса полуприцепа на внутренние к центру поворота колеса тягача.
На Фиг. 1 приведена схема тягово-сцепного устройства полуприцепа с наклонной поворотной платформой (вид сбоку).
Тягово-сцепное устройство полуприцепа с наклонной поворотной платформой содержит (Фиг. 1) соединенную через кронштейны 5, 6 и горизонтальную поперечную ось 7 с рамой 8 тягача 1 поворотную платформу 3, связанную посредством вертикально-расположенного к ней шкворня 9 с рамой 4 полуприцепа 2, при этом поворотная платформа 3 закреплена на раме 4 полуприцепа 2 под наклоном в продольной вертикальной плоскости к раме полуприцепа, а ось шкворня 9 образует угол α с вертикалью, проходящей через середину горизонтальной поперечной оси 7, причем точка пересечения оси шкворня 9 с горизонтальной опорной поверхностью движения автопоезда смещена вперед относительно линии пересечения вертикальной плоскости, проходящей через горизонтальную поперечную ось 7 с горизонтальной опорной поверхностью движения.
Тягово-сцепное устройство полуприцепа с наклонной поворотной платформой работает следующим образом.
При движении по прямой ось соединительного шкворня 9 расположена в продольной вертикальной плоскости, проходящей через середины осей колес тягача 1 и полуприцепа 2, при этом вертикальная нагрузка от полуприцепа на тягач распределяется между ходовыми колесами равномерно.
В случае возникновения возмущающих сил, действующих на автопоезд в поперечном направлении (например, от неровностей дороги, порыве ветра и др.), вызывающих отклонение полуприцепа от прямолинейной траектории в результате наклона поворотной платформы и шкворня в продольной вертикальной плоскости появляется весовой стабилизирующий момент от веса полуприцепа, способствующий возврату полуприцепа в положение соответствующее прямолинейному движению, обеспечивающий устойчивое прямолинейное движение автопоезда.
При повороте автопоезда рама 8 тягача 1, поворотная платформа 3 поворачиваются относительно рамы 4 полуприцепа 2. При этом в результате наклона шкворня 9 от вертикали на угол α в продольной вертикальной плоскости нагрузка на ближнее к центру поворота заднее колесо тягача 1 увеличивается, а на дальнее уменьшается, компенсируя дополнительную нагрузку на внешнее относительно центра поворота колесо от центробежной силы.
Из неочевидных преимуществ можно отметить, что предлагаемая конструкция тягово-сцепного устройства полуприцепа с наклонной поворотной платформой позволит эксплуатировать автопоезд на более высокой скорости с сохранением устойчивого курсового движения на прямой и при движении на поворотах с сохранением устойчивости против опрокидывания.
Положительное влияние продольного наклона шкворня на устойчивость движения транспортных средств (автомобилей, тракторов, прицепов с управляемыми колесами передней тележки, снабженных рулевой трапецией) подтверждается опубликованными широко известными данными исследований - Барский И.Б., Конструирование и расчет тракторов. - М.: Машиностроение, 1968 г., В.А. Павлов, Муханов С.А., Транспортные прицепы и полуприцепы. - М.: Воениздат, 1981 г. и др.