МОДУЛЬ КОММУНАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к области коммунального хозяйства, а конкретно к конструкции подметально-уборочных машин универсального назначения, оборудованных специальными средствами, обеспечивающими выполнение широкого круга работ, преимущественно коммунального назначения, по благоустройству и круглогодичному содержанию дворовых территорий в надлежащем состоянии, где невозможно использовать крупногабаритную коммунальную технику.
Известна многоцелевая коммунально-строительная машина, содержащая корпус, двигатель и движитель (см. Политехнический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1980, с.231). Известная многоцелевая коммунально-строительная машина имеет низкие экономичность, надежность, ресурс, недостаточное удобство в обслуживании, нерациональную компоновку и невозможность использования в ночное время. Это приводит к снижению эффективности многоцелевой коммунально-строительной машины и ограничению области ее применения.
Известна также комбинированная машина КО-713 для уборки дорожного покрытия (В.К.Кузнецов. Содержание и текущий ремонт городских дорог. М.: ЗАО “Альфа-Принт”, 1998, с.138-139, 142-143). Машина состоит из автомобильного шасси ЗИЛ, которое включает раму, на которой установлены кабина с односторонним постом управления, передний управляемый и задний неуправляемый ведущие мосты, силового блока, расположенного перед кабиной и состоящего из двигателя, раздаточной коробки, насосов, радиатора охлаждения масла, масляных баков и гидроагрегатов, а также заднего навесного устройства и расположенного перед силовым блоком неуправляемого механизма навески рабочего органа. Недостатками машины КО-713 для уборки дорожного покрытия являются большой вынос механизма навески рабочего органа из-за размещения силового блока перед кабиной, что ограничивает для водителя обзор убираемого дорожного покрытия и увеличивает радиус поворота машины, ограничивая область ее использования для уборки внутридворовых территорий. Кроме того, неуправляемость заднего моста приводит к увеличению радиуса поворота машины.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому при использовании полезной модели техническому результату, является универсальная коммунальная машина на базе мини-трактора, включающая шасси, состоящее из рамы, с закрепленными на ней кабиной с рулевым управлением, силовым блоком, содержащим двигатель, коробку передач с раздаточной коробкой, передний и задний мосты, и гидравлическую систему, связанные с рамой механизмы передней и задней навесок, для крепления навесного оборудования, обеспечивающего выполнение комплекса коммунальных работ (Патент РФ №63768 на полезную модель, МПК B62D 63/00, опубл. 10.06.2007).
Известная универсальная коммунальная машина обеспечивает широкий комплекс коммунальных работ, однако ее эффективность недостаточна из-за несогласованности оптимальной скорости движения машины и скорости подъема и опускания навесного оборудования, требуемой для его эффективной работы, что ухудшает КПД машины и приводит к перерасходу топлива и загрязнению воздуха. Кроме того, из-за применения стандартной кабины возникают неудобства управления машиной.
Задача, положенная в основу заявленной полезной модели, заключается в создании многоцелевого модуля коммунального, преимущественно для выполнения комплекса коммунальных работ, в том числе и в стесненных условиях внутри дворовых территорий, свободного от недостатков, присущих аналогичным машинам, представляющим известный уровень техники, и с расширенными функциональными возможностями.
Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в рациональном размещении всех узлов и агрегатов на шасси модуля и упрощении его обслуживания.
Задача, положенная в основу настоящей полезной модели, решается тем, что модуль коммунальный, включающий шасси, состоящее из рамы, с закрепленными на ней кабиной с рулевым управлением, силовым блоком, содержащим двигатель, коробку переключения передач с раздаточной коробкой, передний и задний мосты, гидравлическую систему, и связанные с рамой механизмы передней и задней навесок, для крепления навесного оборудования, обеспечивающего выполнение комплекса коммунальных работ, снабжен гидростатическим приводом, выполненным в виде гидравлического двигателя, который через двухходовой кран и шестеренчатый насос гидравлической системы соединен с повышающим редуктором двигателя и через коробку переключения передач кинематически связан с передним и задним мостами.
Кроме того, двигатель выполнен в виде четырехтактного дизельного двигателя внутреннего сгорания и установлен за кабиной поперек рамы.
Кроме того, мосты модуля выполнены ведущими и управляемыми.
Кроме того, колеса переднего и заднего мостов выполнены с возможностью разнонаправленного поворота.
Кроме того, на раме над задним мостом установлен подрамник с опорно-сцепным устройством.
Кроме того, для освещения модуля впереди установлены четыре фары, а сзади - две.
Кроме того, для световой сигнализации на крыше кабины установлен проблесковый маячок оранжевого цвета.
Применение в модуле гидравлического двигателя позволило разделить скорость перемещения модуля и частоту вращения рабочих органов навесного оборудования. Ранее при использовании механического привода навесного оборудования (через вал отбора мощности коробки передач) для обеспечения оптимального соотношения скорости движения а/м и частоты вращения навесного оборудования приходилось использовать коробки передач с большим количеством ступеней, это значительно усложняло конструкцию и снижало ее надежность (на аналогичных машинах было несколько ступеней передач, на предлагаемом модуле - только 2). При этом обеспечивается возможность плавной регулировки соотношения скорости модуля и вращения навесных рабочих органов. Кроме того, имеется возможность более рационально разместить все узлы и агрегаты на шасси модуля.
Установка двигателя за кабиной оператора поперек рамы способствует более равномерному распределению нагрузки на переднюю и заднюю оси модуля.
Установка подрамника с опорно-сцепным устройством на раме над задним мостом позволяет использовать модуль в качестве тягача для различных прицепных устройств. На опорно-сцепном устройстве может устанавливаться широкая гамма оборудования: пылесос, емкости для воды, небольшой самосвальный кузов и др.
Предпочтительные варианты исполнения полезной модели описываются далее на основе представленных чертежей, где:
на фиг.1 изображен общий вид модуля коммунального;
на фиг.2 - то же, вид сверху;
на фиг.3 - то же, вид спереди;
на фиг.4 представлена схема гидравлической системы модуля.
Модуль коммунальный включает шасси, состоящее из рамы 1, жестко установленной на ведущих и управляемых мостах 2 и 3, кабину 4 оператора, двигатель 5 внутреннего сгорания, в качестве которого используется дизельный двигатель Д 144-02-дизель, четырех цилиндровый четырехтактный воздушного охлаждения мощностью 47,8 кВт при 2000 об/мин. На раме также установлены: маслобак 6, топливный бак 7, механизмы 8 и 9 передней и задней навесок, для крепления навесного оборудования, обеспечивающего выполнение комплекса коммунальных работ, а также подрамник 10 с опорно-сцепным устройством 11, коробка переключения передач 12 с раздаточной коробкой. Кабина оператора 4 представляет собой пространственный сварной металлический каркас, изготовлена из профильной трубы и, для снижения вибрации, закреплена на раме 1 через четыре резиновых амортизатора. В кабине 4 оператора размещены рулевая колонка, подрессоренное и снабженное регулируемой подушкой и спинкой сиденье и органы управления (на чертежах не показаны). Кабина обеспечивает хороший круговой обзор за счет выполнения ее остекления максимально допустимыми по площади элементами. Одними из органов управления являются две напольные педали: педаль управления акселератором и педаль тормоза. Привод акселератора - тросовой: при нажатии на педаль акселератора тросик, натягиваясь, приводит в движение рычаг рейки топливного насоса, который увеличивает обороты двигателя. Тормозная система - гидравлическая с вакуумным усилителем, для обеспечения более легкого и эффективного торможения. Привод вакуумного усилителя тросовый. Кроме того, модуль оборудован стояночным тормозом. Для работы во время дождя модуль оборудован стеклоочистителем, имеющим два режима работы: медленный и быстрый, а также смывателем стекла. Система освещения предназначена для работы в темное время суток и состоит из шести фар 13 установленных на кабине. Четыре фары освещают рабочую площадку перед кабиной, а две рабочую зону сзади машины. В качестве световой сигнализации использован проблесковый маячок 14 оранжевого цвета установленный на крыше кабины.
Гидравлическая система (фиг.4) состоит из: маслобака 6, шестеренчатых насосов 15 и 16 (например, марки НШ-50), шестеренного насоса 17 (например, марки НШ-10), двухходового крана 18, трехходового крана 19, гидродвигателя 20 аксиального типа, левого гидрораспределителя 21 (например, марки Р-80), правого гидрораспределителя 22 (например, марки Р-80), гидроцилиндров подъема и опускания навесного оборудования 23, 24, 25, 26, насоса дозатора 27, рулевых гидроцилиндров 28, 29, гидравлических выводов в виде быстроразъемных соединений 30, 31, 32, 33, блока фильтров 34, повышающий редуктор 35.
Принцип работы гидростатического привода следующий.
Вращение всем трем шестеренчатым насосам 15, 16 и 17 обеспечивает четырехтактный дизельный двигатель 5 (ДВС фиг.4). ДВС установлен в базе модуля за кабиной оператора 4 (фиг.1), поперек рамы 1. Установка дизельного двигателя 5, таким образом, способствует более равномерному распределению нагрузки на переднюю и заднюю оси.
Вращение двигателя внутреннего сгорания передается на два шестеренчатых насоса 15 и 16 (фиг.4), через жестко (при помощи шлицевой втулки) соединенный с коленвалом двигателя повышающий редуктор 35, на котором закреплены эти насосы. Передаточное отношение редуктора обеспечивает максимальную частоту вращения насосов 15 и 16 (фиг.4) при оптимальном режиме работы дизельного двигателя 5 (фиг.1).
На гидродвигатель 20 масло подается шестеренчатым насосом 15 (фиг.4), из маслобака 6. Подача масла, плавно, регулируется открытием или закрытием двухходового крана 18 (фиг.4), а также параллельно увеличением или уменьшением оборотов дизельного двигателя 5 (фиг.1). Чем больше открывают кран 18, или увеличивают обороты дизельного двигателя 5, тем больше масла подается в гидродвигатель 20 и соответственно возрастает усилие, передаваемое на колеса.
В качестве агрегатов трансмиссии использованы коробка передач 12 с раздаточной коробкой и мосты 2 и 3, в качестве которых используют мосты автомобиля «УА3-3307». Шестеренчатый насос 16 подает масло из маслобака 6 на трехходовой кран 19. С трехходового крана 19 масло поступает на гидрораспределители 21 и 22, которые подают его на переднее и заднее навесное оборудование соответственно.
Гидрораспределители 21 и 22 являются управляющими органами навесного оборудования, и обеспечивают подъем-опускание, а также его повороты вправо-влево и вращение гидродвигателей навесного оборудования.
Гидрораспределители 21 и 22 установлены под полом кабины справа и слева от рулевой колонки. В кабину выходят только управляющие рычаги гидрораспределителей.
Использование трехходового крана 6 при подаче масла на гидрораспредалители 8 и 9 позволяет осуществлять плавную регулировку усилия и скорости подъема и опускания навесного оборудования, частоты вращения гидродвигателей навесного оборудования, время поворота навесного оборудования вправо-влево.
Все навесное оборудование закрепляется на механизмах 8 и 9 передней и задней навесок, установленных на осях под рамой практически под вертикальной осью несущих лонжеронов рамы. Это обеспечивает приложение максимального усилия к навесному оборудованию при выполнении таких тяжелых работ как очистка снега, а также способствует более равномерному распределению усилия от ведущих мостов.
Подъем-опускание механизмов 8 и 9 передней и задней навесок выполняется гидроцилиндрами 23, 24, 25 и 26. Гидроцилиндры установлены на передней и задней частях несущих лонжеронов рамы 1. Масло на гидроцилиндры 23, 24, 25 и 26 подается через гидрораспределители 21 и 22: на передний рычаг с левого распределителя 21, а на задний - с правого 22.
Питание переднего и заднего навесного оборудования происходит при его подключении к гидрораспределителям 21 и 22 через быстроразъемные соединения 30, 31, 32 и 33. Спереди и сзади модуля могут быть подключены по два потребителя одновременно.
Между рычагами гидрораспределителей находиться рулевая колонка. Нижний конец рулевого вала устанавливается в насос-дозатор 27 (фиг.4), который закреплен под полом кабины.
Рулевое управление модуля гидравлическое, а управляемыми являются одновременно как передний, так и задний мосты.
Схема работы рулевого управления такова: масло из гидравлического насоса 17, установленного на штатном месте двигателя внутреннего сгорания, поступает на соединенный с валом рулевой колонки насос-дозатор 27, который при вращении рулевого колеса подает масло либо в передний 28, либо в задний 29 управляющий гидроцилиндр. Цилиндры соединены между собой шлангом высокого давления. Это обеспечивает их синхронную работу. Цилиндры корпусом закреплены на раме модуля, а шток соединен с рычагом рулевой сошки. При перемещении штока вперед-назад, рычаг поворачивает колеса вправо-влево.
Для повышения маневренности гидроцилиндры 28 и 29 соединены таким образом, чтобы при повороте передних колес влево, задние поворачивали направо, т.е. радиус поворота уменьшается практически вдвое и составляет 3,3 м.
В качестве фильтрующих элементов 34 при изготовлении опытного образца модуля были использованы отечественные автомобильные фильтра с тонкостью очистки 0,45 мкм, это обеспечивает их доступность, удобство обслуживания и замены.
Модуль коммунальный работает следующим образом.
Дизельный двигатель внутреннего сгорания через редуктор, установленный на коленчатом вале приводит в движение два гидравлических насоса. Один из них подает масло на гидравлический двигатель, соединенный с трансмиссией модуля. Гидравлический двигатель через четырехступенчатую коробку переключения передач автомобиля УАЗ вращает колеса переднего и заднего моста, обеспечивая поступательное движение модуля. Регулировка подачи масла производится двухходовым краном.
Второй гидравлический насос через трехходовой кран подает масло на два гидрораспределителя Р-80, а через них в свою очередь на переднее или заднее навесное оборудование.
Как упоминалось ранее, применение гидростатического привода позволяет не только более рационально скомпоновать машину. Гидростатический привод обеспечивает возможность, а в нашем случае это самое главное, сделать независимой скорость частоты вращения рабочих органов навесного оборудования от линейного перемещения модуля. Навесное оборудование и ходовой гидродвигатель запитаны от разных насосов.
Предлагаемая полезная модель может быть легко изготовлена из современных материалов на базе существующей технологии и наиболее эффективно может быть использована в коммунальном хозяйстве.