СИСТЕМА БЛОКИРОВКИ СКЛАДЫВАНИЯ АВТОПОЕЗДА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к автомобилестроению и может быть использована в конструкциях автопоездов.
Известно устройство для предотвращения складывания автопоезда из седельного тягача и полуприцепа, содержащее элементы фиксации между собой последних, установленные под рамой полуприцепа вдоль его продольной оси и включающие тягу (гибкий элемент), один конец которой связан с тягачом, а второй конец через упругую связь соединен с задней частью рамы полуприцепа. Кроме того, на раме полуприцепа закреплен стопорный механизм с возможностью фиксации тяги (гибкого элемента) при торможении тягача. Привод стопорного механизма фиксации тяги (гибкого элемента) выполнен от тормозной системы полуприцепа (см. а.с. СССР №1654100, B62D 53/06, опубликовано 07.06.1991.).
Недостатком устройства является то, что оно работает только в режиме торможения автопоезда (при фиксации гибкого элемента). Кроме того, устройство не обеспечивает возможности исправления ситуации, когда складывание тягача и полуприцепа уже произошло.
За ближайший аналог-прототип принимаем устройство для предотвращения складывания автопоезда, установленное на тягаче, снабженном пневмотормозной системой и седельно-сцепным устройством, взаимодействующим со шкворнем, жестко закрепленным на раме полуприцепа, несущем также пневмотормозную систему, соединенную с пневмотормозной системой тягача, в котором рама полуприцепа шарнирно соединена со штоком пневмоцилиндра, расположенного соосно продольной оси его симметрии, а его цилиндр также шарнирно закреплен на шкворне, подвижно размещенном в направляющих рамы полуприцепа и подпружиненном относительно последней, причем подпоршневая полость цилиндра, расположенная со стороны шкворня, подключена с помощью трубопровода к пневмотормозной системе упомянутого полуприцепа (см. патент РФ №2255018, МПК B62D 53/04, опубликован 27.06.2005.).
Недостатки этого технического решения заключаются в сложности конструкции, так как кроме подвода сигнала для срабатывания требуется подвод энергии сжатого воздуха из пневмосистемы тормозов автомобиля, т.е. при эксплуатации автомобиля с данной системой возможно снижение надежности тормозной системы самого автомобиля из-за утечки сжатого воздуха в соединениях предлагаемой системы. Помимо этого техническое решение привязано к устройству шкворня (решения связаны с влиянием на его положение при эксплуатации автопоезда, конструктивно предполагается возможное его ослабление, если рассматривать то, что седло седельно-сцепного устройства обычно стандартизовано по размеру паза под шкворень) полуприцепа - ответственного элемента в сцепке автопоезда.
Это техническое решение направлено на повышение безопасности при эксплуатации большегрузных автопоездов за счет исключения их складывания в процессе резкого или экстремального торможения, т.е. не предусматривают их применения при иных условиях эксплуатации автопоезда, например, при движении на скользкой дороге в условиях гололеда.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности и безопасности эксплуатации автопоезда в составе автомобиля с полуприцепом. Для решения поставленной задачи в конструкции полуприцепа предусматривается применение системы блокировки складывания автопоезда.
Поставленная задача решается за счет того, что система блокирования складывания автопоезда, включающего тягач, снабженный седельно-сцепным устройством, взаимодействующим со шкворнем, жестко закрепленным на раме полуприцепа, по бортам полуприцепа, параллельно продольной оси, дополнительно оснащена двумя гидроцилиндрами с блоками на концах штоков, трубопроводами, соединяющими поршневые и штоковые полости, электромагнитным клапаном, установленным на трубопроводе, соединяющем поршневые полости гидроцилиндров, металлическим канатом, прикрепленным в одной точке к направляющему диску со стороны передней части полуприцепа и связанным с полуприцепом через блоки на штоках гидроцилиндров и огибающим направляющий диск, при этом конструктивно предусмотрена возможность фиксации направляющего диска относительно седельного устройства при стыковке полуприцепа с тягачем, а управление системой блокирования складывания автопоезда может осуществляться электронным блоком управления автомобиля или в ручном режиме водителем.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что по бортам полуприцепа, параллельно продольной оси, дополнительно установлены два гидроцилиндра с блоками на концах штоков, которыми, в соответствии с сигналами электронного блока управления автомобиля, управляет электромагнитный клапан, установленный на трубопроводе, соединяющем поршневые полости гидроцилиндров, металлический канат, концы которого закреплены на противоположных бортах полуприцепа, пропущенный через направляющий диск, шарнирно установленный на шкворне полуприцепа, при этом конструктивно предусмотрена возможность фиксации направляющего диска относительно седельного устройства при стыковке полуприцепа с тягачем, а управление системой блокирования складывания автопоезда может осуществляться электронным блоком управления автомобиля или в ручном режиме, позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации автопоезда в составе тягача с полуприцепом за счет предотвращения складывания автопоезда в процессе торможения или при движении на скользкой дороге. Предлагаемая система отличается простотой и надежностью, так как требует для срабатывания только поступления сигнала на электромагнитный клапан системы, причем сам сигнал может быть подан как связанный с различными видами торможения автопоезда, так и принудительный - с панели водителя для постоянной ручной блокировки от поворота полуприцепа автопоезда, например на стоянке автопоезда, не связано с воздушной системой автопоезда и не влияет на надежность шкворня полуприцепа, при этом имеет широкое предназначение по условиям эксплуатации автопоезда: не только предотвращает складывание автопоезда при резком торможении, но может быть применено и при движении на скользкой дороге в условиях гололеда.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором схематично изображена система блокировки складывания автопоезда.
Система блокировки складывания автопоезда состоит из: седельного тягача 1 связанного с полуприцепом 2 через свободную кинематическую связь седельно-сцепного устройства 3 с шкворнем 4 полуприцепа. Для управления положением седельного тягача 1 относительно оси шкворня 4 полуприцепа имеющаяся кинематическая связь дополнительно оснащается механизмом блокировки складывания автопоезда с автоматической системой управления.
Механизм блокировки складывания автопоезда включает в себя взаимосвязанные замкнутые гидравлическую систему и кинематическую цепь. Гидравлическая система заполняется жидкостью с малой вязкостью в широком температурном диапазоне, в зависимости от климатических условий и состоит из двух гидроцилиндров 5 и 6 закрепленных по каждому борту полуприцепа параллельно продольной оси симметрии, поршневые полости гидроцилиндров 5 и 6 соединены между собой соответствующим трубопроводом 7 и штоковые полости - трубопроводом 8. Трубопроводы 7 и 8 подбираются исходя из обеспечения наименьшего сопротивления перетекания жидкости. На трубопроводе 7, соединяющем поршневые полости гидроцилиндров, установлен электромагнитный клапан 9, связанный с электронным блоком управления 10 автомобиля. Кинематическая цепь построена на гибкой связи металлического каната 11, дополнительно, кроме седельно-сцепного устройства 3, связывающего тягач 1 с полуприцепом 2. На концах металлического каната 11 имеются петлеобразные заделки, одна из которых связана специальной опорой 12 с левым бортом полуприцепа, другая, аналогичной специальной опорой 13, с противоположным бортом. Специальные опоры 12 и 13 позволяют проводить натяжение металлического каната 11 при установке и регулировке механизма системы блокировки складывания автопоезда. Металлический канат 11 пропускается через блоки 14 и 15, установленные на концах штоков гидроцилиндров 5 и 6, кроме этого металлический канат 11 пропускается через направляющий диск 16, шарнирно установленный на шкворне 4 полуприцепа 2 и имеющий возможность фиксации от поворота относительно седельно-сцепного устройства 3 тягача 1. Это может достигаться либо при помощи крепления направляющего диска 16 к передней части седла при помощи кронштейна-серьги 17, после стыковки полуприцепа с седельным тягачом, либо наличием в конструкции направляющего диска 16 цапфы 18, которая входит в паз 19 седельно-сцепного устройства 3 при стыковке полуприцепа с тягачом 1.
Работа системы происходит следующим образом. При повороте тягача 1 относительно полуприцепа 2, например, влево, происходит воздействие кинематической цепи на гидроцилиндры 5 и 6, что приводит к перемещению штока и поршня правого гидроцилиндра 5 в направлении к тягачу 1. При этом происходит вытеснение жидкости из поршневой полости правого гидроцилиндра 5 и перетекание ее в поршневую полость левого гидроцилиндра 6. При воздействии на поршень левого гидроцилиндра 6 происходит его перемещение в сторону от тягача 1, при этом жидкость из штоковой полости левого гидроцилиндра 6 перетекает в штоковую полость правого гидроцилиндра 5. Так осуществляется относительно свободное взаимодействие гидроцилиндров 5 и 6 в замкнутой гидросистеме. Ход поршней гидроцилиндров 5 и 6 подбирается таким образом, чтобы обеспечить максимально допустимый угол поворота полуприцепа 2 относительно тягача 1, что необходимо для удовлетворительного маневрирования автопоезда в т.ч. и для разворота автопоезда. При необходимости блокировки автопоезда - положения тягача 1 относительно полуприцепа 2 или при выборе водителем принудительной блокировки положения тягача 1 относительно полуприцепа 2, подается сигнал на электромагнитный клапан 9, который изменяет проходное сечение трубопровода 7 вплоть до полного его перекрытия. При этом блокированные гидроцилиндры 5 и 6 за счет неподвижности поршней и штоков через металлический канат 11 препятствуют повороту полуприцепа 2 относительно тягача 1, не давая складываться автопоезду.
Таким образом, реализуется задача повышения надежности и безопасности путем фиксации положения тягача 1 относительно полуприцепа 2, связанного с тягачем через седельно-сцепное устройство 3, обеспечивающего подвижность сцепки как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях. Для безопасности движения автопоезда в различных условиях возникает необходимость блокировки положения полуприцепа 2 - от поворота относительно тягача 1 в горизонтальной плоскости относительно оси шкворня 4.
Задача по блокировке составных частей автопоезда решается тем, что при подаче сигнала на электромагнитный клапан 9, свободное перетекание жидкости в гидравлической системе невозможно, штоки гидроцилиндров 5 и 6 при этом не перемещаются. В этой связи возникает реакция металлического каната 11, которая, также не имеет свободы перемещения и не дает возможность поворачиваться полуприцепу 2 по отношению к тягачу 1, или наоборот, относительно оси сцепки, проходящей через ось шкворня 4. При повороте частей автопоезда по отношению друг к другу относительно оси шкворня 4, происходит вынужденное перемещение поршней гидроцилиндров связанных между собой, как гидравлически, так и механически - металлическим канатом 11. При срабатывании электромагнитного клапана 9, поршни гидроцилиндров 5 и 6, расположенных на полуприцепе 2 гидравлически блокируются, тем самым не дают возможности свободно перемещаться металлическому канату 11, связанному с седельно-сцепным устройством 3 тягача 1, вызывая тем самым блокировку положения полуприцепа 2 относительно тягача 1. Электромагнитный клапан 9 при нормальном движении автопоезда -нормально открыт, а при необходимости блокировки - находится в положении, препятствуя протоку жидкости в гидравлической системе. Возможна ручная постоянная принудительная блокировка - водителем с панели приборов на рабочем месте водителя специальной клавишей «блокировка автопоезда».
Для автоматического управления системой через электромагнитный клапан 9 предусматривается его связь с электронным блоком управления 10 автомобиля, в котором формируется определенный вид сигнала: постоянный или по сигналам датчиков. Для формирования сигнала в электронный блок управления 10 автомобиля поступает информация: о действиях водителя через датчик положения педали тормоза 20 и датчик положения рулевого колеса 21, а также о состоянии дорожного полотна от антиблокировочной системы 22 тормозов.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить безопасность эксплуатации автопоезда в составе тягача с полуприцепом путем применения конструктивных мероприятий (связанных с применением специальной системы), препятствующих складыванию автопоезда.
Конструкция системы блокировки складывания автопоезда предлагаемой конструкции соответствует условию промышленной применимости, и может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением ранее освоенных технологий.