ОТКИДНАЯ КАБИНА ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ
TRUCK SWING CAB

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к откидным кабинам грузовых автомобилей, и может быть использовано, предпочтительно в конструкции удлиненной откидной подрессоренной безкапотной кабины.
Задача усовершенствования откидной конструкции безкапотной кабины грузового автомобиля, актуальная в связи с эксплуатационной потребностью в улучшении обеспечения доступа к расположенному под кабиной двигателю для его осмотра и проведения ремонтных работ, заключающемся в повышении удобства и надежности откидывания кабин, решена в известных источниках информации, в рамках рассматриваемого в настоящей заявке изобретения, в виде откидной безкапотной кабины, установленной на двух шарнирных опорах, смонтированных на передней части рамы шасси, и двух задних подрессоренных опорах рамы шасси, и оснащенной механизмом запора кабины на раме шасси, гидравлическим подъемным механизмом для откидывания кабины вперед с помощью гидроцилиндра, закрепленного на раме шасси и ограничителем наклона кабины, наиболее распространенного рычажно-шарнирного типа (см., например устройство откидной кабины грузовых автомобилей КамАЗ на сайте Интернет: http://www.tatrem.ru/ruk/kabina2.html).
Вместе с тем основным эксплуатационным недостатком рассматриваемой откидной конструкции безкапотной кабины, особенно утяжеленной удлиненной кабины (см., например сведения о подъеме и опускании кабины с помощью гидравлического агрегата и выполнении удлиненной или сдвоенной безкапотной кабины чешского грузового автомобиля TERR№1 на сайте Интернет: http://www.gruzavoy.ru/ena-tatra.php), является проблема компенсации колебаний кабины относительно гидроцилиндра на раме шасси при движении грузового автомобиля.
Уровень техники в области известных подрессоренных откидных кабин грузовых автомобилей, снабженных разнообразными средствами компенсации вышеуказанных колебаний, характеризуется конструктивными особенностями исполнения кинематической связи конца штока гидроцилиндра в составе гидропривода подъема кабины с опорной поверхностью (см., например патенты РФ №1444223, B62D 33/08, 1988; РФ №1772033, B62D 33/07, 1992; US №5839278, B62D 33/067, 1998; PCT/SE2007/050327, B62D 33/067, 2007).
В приведенных аналогах заявляемого изобретения механическое воздействие конца штока гидроцилиндра на опорную поверхность при подъеме кабины осуществляется с возможностью компенсации колебаний кабины относительно гидроцилиндра при движении грузового автомобиля в результате выхода конца штока (см. US №5839278, PCT/SE2007/050327) или первого конца рычага, шарнирно присоединенного своей промежуточной частью к концу штока гидроцилиндра и имеющего шарнирно связанный с рамой шасси второй конец (см. РФ №1444223 и №1772033), из контакта с опорным участком кабины при шарнирном креплении корпуса гидроцилиндра на раме шасси (см. РФ №1444223 и №1772033 и PCT/SE2007/050327) или из контакта с опорным участком рамы шасси при шарнирном креплении корпуса гидроцилиндра на основании кабины (см. US №5839278) после опускания кабины и последующего втягивания штока гидроцилиндра.
При этом усложненные (выполненные в виде рычага с увеличивающимся по ширине участком у первого конца рычага, размещенным в проеме серьги, закрепленной в каркасе пола кабины под ее дном, - РФ №1772033; в виде расширяющейся опорной выемки кабины под первый конец рычага с усложненной шарнирной связью с рамой шасси его второго конца - РФ №1444223; в виде прикрепленного к боковой силовой части кабины опорного фигурного зацепа с центральным вырезом на изогнутом конце зацепа под шток гидроцилиндра с поперечной цилиндрической контактной головкой на конце штока - PCT/SE2007/050327) конструктивные элементы, обеспечивающие вышеуказанным образом компенсацию колебаний кабины относительно гидроцилиндра на раме шасси при движении грузового автомобиля и фиксацию кабины относительно контактного элемента гидропривода (первого конца рычага или поперечной головки штока), предотвращающую неконтролируемый наклон кабины во время подъема-опускания кабины, снижают эффективность и надежность указанной компенсации, и неудачное компоновочное решение крепления корпуса гидроцилиндра - к основанию кабины с упрощенным, но не снимающим биения кабины с гидроцилиндром о раму шасси исполнением рассматриваемого конструктивного элемента в виде штока с роликом на его конце, входящим в контакт с нижней опорной поверхностью рамы шасси, и с удлиненной боковой прорезью у конца штока, в которой расположен горизонтальный стержневой фиксатор, закрепленный на боковой стенке рамы шасси (см. US №5839278) также снижает эффективность указанной компенсации.
В качестве прототипа заявляемого изобретения заявителем выбрана удлиненная откидная кабина (со спальным местом) седельного тягача КамА3-65226 (см. сайт в Интернет: http://www.autosoft.ru/online/acat/?idgroup=7&idmodel=840&idmark=8&atype=1), представляющая собой установленную на двух шарнирных опорах, смонтированных на передней части рамы шасси, и задних опорах рамы шасси подрессоренную безкапотную кабину, оснащенную механизмом ее запора на раме шасси, гидравлическим подъемным механизмом для откидывания кабины вперед с помощью гидроцилиндра, корпус которого шарнирно закреплен на раме шасси с возможностью вхождения конца штока (его поперечным пальцем) в рабочий контакт с опорным участком кабины (с верхней стенкой бокового отверстия в опорном кронштейне кабины) при ее подъеме и выхода конца штока из указанного контакта (за счет удлиненного бокового отверстия в опорном кронштейне кабины) при транспортном положении кабины с обеспечением компенсации колебаний кабины относительно гидроцилиндра при движении грузового автомобиля, и ограничителем наклона откидываемой кабины, которая также из-за ограниченных длины и ширины удлиненного бокового отверстия в опорном кронштейне кабины не исключает биений кабины относительно гидроцилиндра при движении грузового автомобиля.
Технический результат предлагаемого изобретения - эффективное обеспечение подъема-опускания удлиненной откидной кабины с надежными компенсацией колебаний и исключением биений кабины относительно гидроцилиндра при движении грузового автомобиля после опускания кабины в транспортное положение в результате упрощения конструкции гидропривода откидывания кабины и полного отсутствия контакта между контактной поверхностью гидропривода - контактным краем первого конца подъемно-приводного рычага и опорным участком дна кабины при транспортном положении откидной кабины на основе полного разрыва конструктивной связи между указанными кинематическими элементами гидропривода без ее сохранения для устранения неконтролируемого наклона кабины с уменьшением вероятности неконтролируемого наклона кабины в процессе подъема-опускания откидной кабины за счет увеличенной массы удлиненной кабины в условиях ограничения полного откидывания кабины с помощью ограничителя ее наклона.
Кроме того возможный неконтролируемый наклон откидной кабины имеет ограничение, обеспечиваемое посредством использования в конструкции заявляемой откидной кабины предлагаемого дополнительного тросового ограничителя неконтролируемого наклона кабины, а также указанный наклон может быть более медленным в случае оснащения гидроприводом подъема исходной кабины, снабженной механизмом ее уравновешивания, и модернизационного удлинения при этом исходной однорядной откидной кабины.
Наконец заявляемое изобретение расширяет арсенал конструкций откидных кабин различных автомобилей на базе шасси грузовых автомобилей.
Для достижения указанного технического результата в откидной кабине грузового автомобиля, представляющей собой установленную на двух шарнирных опорах, смонтированных на передней части рамы шасси, и задних опорах рамы шасси подрессоренную безкапотную кабину, оснащенную механизмом ее запора на раме шасси, гидравлическим подъемным механизмом для откидывания кабины вперед с помощью гидроцилиндра, корпус которого шарнирно закреплен на раме шасси с возможностью вхождения конца штока в рабочий контакт с опорным участком кабины при ее подъеме и выхода конца штока из указанного контакта при транспортном положении кабины с обеспечением компенсации колебаний кабины относительно гидроцилиндра при движении грузового автомобиля, и ограничителем наклона откидываемой кабины, конец штока упомянутого гидроцилиндра шарнирно соединен с первым концом подъемно-поворотного рычага, шарнирно закрепленного своим вторым концом на раме шасси вблизи оси поворота кабины, причем размещенный под указанным рычагом корпус гидроцилиндра шарнирно закреплен на раме шасси с осью крепления, расположенной вблизи шарнирной оси узла крепления второго конца подъемно-поворотного рычага, который имеет скользящий по опорному участку дна кабины контактный край своего первого конца, выполненный со смещением в сторону дна кабины относительно оси шарнирного соединения этого конца с концом штока гидроцилиндра и возможностью его вхождения в скользящий рабочий контакт с указанным опорным участком при выдвижении штока и выхода из него при обратном движении штока после опускания кабины на раму шасси.
Для обеспечения достаточного угла наклона кабины при уменьшенной длине гидроцилиндра в откидной кабине шарнирная ось узла крепления корпуса гидроцилиндра смещена по горизонтали относительно шарнирной оси узла крепления второго конца подъемно-поворотного рычага в сторону противоположную по отношению к оси поворота кабины, а подъемно-поворотный рычаг имеет изогнутую или ломаную форму с раскрытием угла изгиба или перелома в сторону дна кабины.
Для улучшения эксплуатационных свойств откидной кабины на участке скользящего рабочего контакта первого конца подъемно-поворотного рычага смонтирован поворотный контактный ролик, а ограничитель наклона кабины может иметь шарнирно складываемую рычажную конструкцию.
Для ограничения неконтролируемого наклона откидной кабины первый конец подъемно-поворотного рычага соединен с опорным участком дна кабины с помощью тросового ограничителя неконтролируемого наклона кабины, имеющего длину, минимизированную в связи с требованием уменьшения длины дуги неконтролируемого наклона кабины в пределах интервала длин указанного тросового ограничителя, соответствующего условию сохранения им возможности компенсации колебаний кабины относительно гидроцилиндра на раме шасси при движении грузового автомобиля, в частности имеет длину не более 1,5-2,0 ожидаемых максимальных амплитуд вертикальных колебаний кабины.
Для замедления неконтролируемого наклона откидной кабины в ее конструкцию может быть дополнительно включен механизм уравновешивания откидываемой кабины, имеющий, например торсионное исполнение.
На фиг.1 показана заявляемая удлиненная откидная кабина грузового автомобиля в транспортном положении (фиг.1а) и откинутом положении (фиг.1б); на фиг.2 - вид в увеличенном масштабе гидравлического подъемного механизма в составе заявляемой откидной кабины при ее транспортном положении (фиг.2а) и откинутом положении (фиг.2б); на фиг.3 - примеры ограничителя наклона кабины (на фиг.3а - в соответствии с а.с. СССР №428974, B62D 33/06, 1974 и на фиг.3б - в составе конструкции откидной кабины грузового автомобиля на базе шасси ISUZU), который может быть использован в заявляемой откидной кабине (на фигурах ограничитель не показан); на фиг.4 - заявляемая откидная кабина грузового автомобиля в исполнении с тросовым ограничителем неконтролируемого наклона кабины в транспортном положении (фиг.4а) и откинутом положении (фиг.4б) и на фиг.5 - вид в увеличенном масштабе гидравлического подъемного механизма в составе заявляемой откидной кабины на фиг.4 при ее транспортном положении (фиг.5а) и откинутом положении (фиг.5б).
Заявляемая откидная кабина грузового автомобиля (см. фиг.1) представляет собой установленную на двух шарнирных опорах 1, смонтированных на передней части рамы 2 шасси, и задних опорах (на фигурах не показаны) рамы 2 шасси подрессоренную сзади удлиненную кабину 3, оснащенную механизмом ее запора (на фигурах не показан), гидравлическим подъемным механизмом (см. фиг.2) для откидывания кабины 3 вперед с помощью гидроцилиндра, корпус 4 которого шарнирно закреплен на опорной плите 5 рамы 2 шасси и конец штока 6 которого шарнирно соединен с первым концом 7 подъемно-поворотного рычага 8, шарнирно закрепленного своим вторым концом 9 на опорной плите 5 рамы 2 шасси вблизи оси 10 поворота кабины 3, и ограничителем наклона откидываемой кабины 3, который может иметь шарнирно складываемую рычажную конструкцию, подобную показанной в соответствии с а.с. СССР №428974 на фиг.3а или в составе конструкции откидной кабины грузового автомобиля на базе шасси ISUZU на фиг.3б.
При этом размещенный под подъемно-поворотным рычагом 8 корпус 4 гидроцилиндра шарнирно закреплен на опорной плите 5 рамы 2 шасси с осью 11 крепления, расположенной вблизи шарнирной оси 12 узла крепления второго конца 9 рычага 8, который имеет скользящий по опорному участку дна 13 кабины 3 контактный край 14, своего первого конца 7, выполненный со смещением в сторону дна 13 кабины 3 относительно оси 15 шарнирного соединения этого конца с концом штока 6 гидроцилиндра и возможностью его вхождения в скользящий рабочий контакт с указанным опорным участком при выдвижении штока 6 с помощью поворотного контактного ролика 16, смонтированного на участке скользящего рабочего контакта первого конца 7 рычага 8, и выхода из него при обратном движении штока 6 после опускания кабины 3 на раму 2 шасси.
Причем шарнирная ось 11 узла крепления корпуса 4 гидроцилиндра смещена по горизонтали относительно шарнирной оси 12 узла крепления второго конца 9 рычага 8 в сторону, противоположную по отношению к оси 10 поворота кабины 3, а подъемно-поворотный рычаг 8 имеет ломаную форму с раскрытием угла перелома в сторону дна 13 кабины 3.
Для ограничения неконтролируемого наклона кабины 3 (см. фиг.4 и 5) первый конец 7 подъемно-поворотного рычага 8 может быть соединен с опорным участком дна 13 кабины 3 с помощью тросового ограничителя 17 неконтролируемого наклона кабины 3, имеющего длину, минимизированную в связи с требованием уменьшения длины дуги неконтролируемого наклона кабины 3 в пределах интервала длин тросового ограничителя 17, соответствующего условию сохранения им возможности компенсации колебаний кабины 3 относительно гидроцилиндра на раме 2 шасси при движении грузового автомобиля, в частности составляющую не более 1,5-2,0 ожидаемых максимальных амплитуд вертикальных колебаний кабины 3.
Для замедления неконтролируемого наклона откидной кабины 3 в ее конструкцию может быть дополнительно включен механизм уравновешивания откидываемой кабины, имеющий, например торсионное исполнение, например при оснащении гидроприводом подъема однорядной кабины, изначально снабженной механизмом ее уравновешивания, и модернизационном удлинении при этом указанной исходной откидной кабины.
При откидывании кабины 3 шток 6 гидроцилиндра, выдвигаясь, поворачивает подъемно-поворотный рычаг 8 (см. фиг.1а) вокруг шарнирной оси 12 на его втором конце 9 (см. фиг.2а) до упора поворотного контактного ролика 16 на участке скользящего рабочего контакта первого конца рычага 8 в опорный участок дна 13 кабины 3. После чего начинается подъем кабины 3 - ее откидывание вперед (см. фиг.1б и 2б) на угол наклона кабины 40-50° при техническом обслуживании двигателя и на угол наклона кабины 60° при демонтаже двигателя. Угол откидывания регулируется ограничителем наклона кабины (как показано на фиг.3а).
Возможность неконтролируемого наклона кабины 3 снижена увеличенной инертной массой удлиненной откидной кабины 3, предотвращающей ее рывок вперед, в условиях ограничения полного откидывания кабины с помощью ограничителя ее наклона.
При полном опускании кабины 3 конец штока 6 гидроцилиндра выводит поворотный контактный ролик 16 подъемно-поворотного рычага 8 из контакта с опорным участком дна 13 кабины 3, возвращая ролик 16 в исходное положение - на расстоянии от опорного участка дна 13 кабины 3, достаточном для компенсации ее перемещений относительно гидроцилиндра во время движения грузового автомобиля.
В случае соединения опорного участка дна 13 кабины 3 и первого конца 7 подъемно-поворотного рычага 8 между собой с помощью тросового ограничителя 17 (см. фиг.4 и 5), последний выполняет функцию ограничителя неконтролируемого наклона кабины 3 при ее рывке вперед, не затрудняя работу заявляемого устройства при подъеме (см. фиг.4б и 5б) и опускании (см. фиг.4а и 5а) откидной кабины, сохраняя возможность компенсации колебаний кабины 3 относительно гидроцилиндра на раме 2 шасси при движении грузового автомобиля за счет оптимальной длины тросового ограничителя 17, составляющей не более 1,5-2,0 ожидаемых максимальных амплитуд вертикальных колебаний кабины 3.
При сохранении торсионного механизма уравновешивания откидываемой кабины 3 (при оснащении исходной откидной безкапотной кабины гидроприводом ее подъема) торсионный механизм выполняет функцию демпфера неконтролируемого наклона кабины 3.
Кроме того, предлагаемые взаимное расположение вблизи по горизонтали оси 10 поворота кабины 3, оси 11 шарнирного крепления корпуса 4 гидроциндра и оси 12 шарнирного крепления второго конца 9 подъемно-поворотного рычага 8 и соответствующая этому расположению форма ломаного (изогнутого) рычага 8 обеспечивают при минимизации длины гидроцилиндра достаточный эксплуатационный угол откидывания кабины 3 в результате прилегания максимально выдвинутого штока 6 к нижней стороне излома рычага 8 со стороны его первого конца 7 (см. фиг.2б или 5б).