Стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного прицепа с изменяемым наклоном шкворня

Полезная модель относится к транспортным прицепам, агрегатируемым в составе автомобильных и тракторных поездов, преимущественно к тягово-сцепным устройствам для буксировки одноосного прицепа автомобилем или трактором.
Известно стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа, по патенту РФ № 203345, МПК В 60D 1/00, 2021 г, предназначенное преимущественно для стабилизации прямолинейного движения одноосных автомобильных и тракторных прицепов, содержащее тяговый рычаг, связанный передней частью посредством шарнирного крепления с тягачом, а задней частью неподвижно соединенный с рамой кузова одноосного прицепа, опирающейся через подрессоренную ось и ходовые колеса на опорную поверхность движения, при этом между кузовом прицепа и тягачом установлена соосно тяговому рычагу в вертикальной продольной плоскости, проходящей через середины осей ходовых колес тягача и прицепа, стабилизирующая цилиндрическая пружина растяжения, связывающая тягач и тяговый рычаг, закрепленная одним концом на задней верхней части тягового рычага, а другим концом прикрепленная к тягачу, при этом точка крепления пружины растяжения к тягачу смещена относительно шарнирного крепления к тягачу тягового рычага назад по ходу движения транспортного поезда.
Рассмотренное стабилизирующее буксирное устройство одноосного прицепа обеспечивает гашение боковых отклонений прицепа от траектории движения тягача за счет возникновения стабилизирующего силового момента в буксирном устройстве тягача.
Недостаток данного стабилизирующего буксирного устройства заключается в том, что создаваемый стабилизатором  силовой момент в буксирном устройстве при повороте транспортного поезда увеличивается за счет увеличения длины пружины, включенной в кинематическую цепь буксирного устройства, что создает дополнительное сопротивление повороту прицепа относительно тягача.
Наиболее близким к заявленному стабилизирующему тягово-сцепному устройству одноосного  прицепа с изменяемым наклоном шкворня аналогом по технической сущности и достигаемому результату является  стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного прицепа по патенту РФ № 2744924, МПК В 60D 1/06, 2021 г., предназначенное преимущественно для легковых автомобилей, агрегатируемых с прицепами, содержащее тяговый рычаг, связанный передней частью с автомобилем-тягачом через шарнирное крепление, а задней частью неподвижно соединенный с рамой одноосного прицепа, опирающейся через подрессоренную ось и ходовые колеса на опорную поверхность дорожного полотна, при этом шарнирное крепление передней части тягового рычага с автомобилем-тягачом выполнено в виде крестообразного шарнира, снабженного крестовиной, образованной из двух соединенных неподвижно между собой осей, одна из которых расположена в горизонтальной плоскости поперечно тяговому рычагу и соединена посредством поворотной в вертикальной поперечной плоскости вилки-фланца с задней частью автомобиля-тягача, а вторая ось крестовины расположена в вертикальной продольной плоскости, проходящей через продольную ось одноосного прицепа, и соединена с тяговым рычагом посредством вилки, жестко закрепленной на конце тягового рычага, при этом ось крестовины, расположенная в вертикальной продольной плоскости, установлена под углом к поверхности дорожного полотна, причем ее верхний конец смещен к раме одноосного прицепа.
Данное стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного прицепа обеспечивает уменьшение боковых горизонтальных колебаний прицепа за счет возникновения силового стабилизирующего момента относительно соединительного шкворня, установленного под наклоном в продольной вертикальной плоскости транспортного поезда.
Недостаток описанного стабилизирующего тягово-сцепного  устройства одноосного прицепа заключается в том, что силовой стабилизирующий момент, возникающий относительно оси шкворня и способствующий снижению боковых колебаний (виляний) прицепа при прямолинейном движении, ухудшает условия поворота транспортного поезда так как, препятствует складыванию его звеньев (прицепа и тягача), необходимому для совершения поворота без бокового скольжения колес прицепа по дорожному полотну.
Техническая проблема заключается в том, что взаимосвязи кинематических элементов в  конструктивном решении прототипа и наличие в кинематической цепи тягово-сцепного устройства наклонного шкворня с неизменяемым углом наклона в продольной вертикальной плоскости транспортного поезда не позволяют уменьшать силовой момент относительно оси шкворня, действующий на тяговый рычаг на повороте, что вызывает сопротивление повороту прицепа и ухудшает эксплуатационные показатели транспортного поезда.
Техническая проблема решается за счет того, что в отличие от прототипа на верхней проушине вилки-фланца установлен с возможностью углового и продольного перемещения в горизонтальной плоскости поворотный ползун с неподвижно закрепленным на нем одноплечим рычагом, свободный конец которого соединен с передним концом тяги-шатуна посредством цилиндрического шарнира с вертикальной осью, а задний конец тяги-шатуна шарнирно связан с вилкой-фланцем, причем шарнирные крепления концов тяги-шатуна с вилкой и одноплечим рычагом расположены между тягачом и поворотным ползуном, при этом верхний конец шкворня соединен с поворотным ползуном посредством шарикового шарнира, обеспечивающего передачу крутящего момента от наклонного в вертикальной продольной плоскости шкворня к поворотному ползуну, а нижний конец шкворня закреплен на нижней проушине вилки-фланца посредством шарового шарнира с возможностью осевого перемещения и поворота шкворня относительно нижней проушины вилки-фланца.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - схема установки стабилизирующего тягово-сцепного устройства одноосного прицепа с изменяемым наклоном шкворня на автопоезде - вид сбоку;
фиг. 2 - схема стабилизирующего тягово-сцепного устройства одноосного прицепа с изменяемым наклоном шкворня при движении автопоезда по прямой - вид с боку;
фиг. 3 - то же - вид сверху;
фиг. 4 - схема стабилизирующего тягово-сцепного устройства одноосного прицепа с изменяемым наклоном шкворня при движении автопоезда на повороте - вид с боку;
фиг. 5 - то же - вид сверху.
Стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного прицепа с изменяемым наклоном шкворня содержит тяговый рычаг, выполненный из передней 1 и задней 2 частей (фиг. 1), соединенных между собой посредством шарнира с поперечной горизонтальной осью 3, при этом передняя часть 1 тягового рычага (фиг. 2, 3) соединена шарнирно посредством шкворня 4 с вилкой-фланцем 5, закрепленной на задней части тягача 6 с возможностью поворота в вертикальной поперечной плоскости, при этом шкворень 4 связан с передней частью 1 тягового рычага неподвижным соединением и расположен в вертикальной продольной плоскости под наклоном к опорной поверхности, причем его верхний конец смещен назад к кузову 7 одноосного прицепа.
На верхней проушине 8 вилки-фланца 5 установлен с возможностью углового и продольного перемещений в горизонтальной плоскости поворотный ползун 9 с неподвижно закрепленным на нем одноплечим рычагом 10, свободный конец которого соединен посредством цилиндрического шарнира 11 с вертикальной осью с передним концом тяги-шатуна 12, задний конец которой посредством шарнира 13 связан с вилкой-фланцем 5, причем шарнирные крепления концов тяги-шатуна 12 с вилкой 5 и одноплечим рычагом 10 расположены между тягачом 6 и поворотным ползуном 9, при этом верхний конец шкворня 4 соединен с поворотным ползуном 9 посредством шарикового шарнира 14, обеспечивающего передачу крутящего момента от наклонного в вертикальной продольной плоскости шкворня 4 к поворотному ползуну 9, а нижний конец шкворня 4 закреплен на нижней проушине 15 вилки-фланца 5 посредством шарового шарнира 16 с возможностью осевого и углового перемещений шкворня 4 в вертикальной продольной плоскости относительно нижней проушины 15.
Стабилизирующее тягово-сцепное устройство одноосного  прицепа с изменяемым наклоном шкворня работает следующим образом.
Тяговый рычаг прицепа передней частью 1 присоединяется посредством шкворня 4 к тягачу 6 (фиг. 1). При движении по прямой продольные оси рычага 10 и тяги 12 расположены в вертикальной продольной плоскости прицепа, при этом верхний конец шкворня 4 максимально смещен от вертикали к кузову 7 прицепа (фиг. 2, 3). Угол наклона шкворня в этом случае максимален, при этом и стабилизирующий силовой момент, противодействующий боковым отклонениям прицепа, имеет максимальные значения.
При повороте транспортного поезда тяговый рычаг поворачивается относительно тягача 6, поворачивая неподвижно закрепленный на его переднем конце шкворень 4 и связанный с ним через шариковый шарнир 14 поворотный ползун 9 с неподвижно соединенным с ним одноплечим рычагом 10 (фиг. 4, 5). В результате взаимодействия одноплечего рычага 9 через тягу 12 с вилкой-фланцем 5 происходит смещение поворотного ползуна 9 и связанного с ним через шариковый шарнир 14 верхнего конца шкворня 4 относительно вилки-фланца 5 вперед по ходу тягача 6. При этом шкворень 4, установленный посредством шарового шарнира 16 в нижней проушине 15 вилки-фланца 5, совершает поворот в продольной вертикальной плоскости, а также осевое перемещение вниз относительно нижней проушины 16. При смещении верхнего конца шкворня 4 относительно вилки-фланца 5 вперед по ходу тягача 6 в процессе поворота прицепа относительно тягача 6 на криволинейных траекториях происходит уменьшение угла наклона шкворня 4.
Технический результат заключается в том, что уменьшение угла наклона шкворня при повороте транспортного поезда позволяет уменьшать  силовой момент относительно оси шкворня, препятствующий повороту прицепа относительно тягача, что облегчит условия поворота транспортного поезда - снизит силовые нагрузки в сцепном устройстве, позволит уменьшить боковое скольжение колес прицепа на повороте и повысит безопасность транспортного поезда в условиях эксплуатации.