Двухзвенное транспортное средство переменной длины
Полезная модель относится к транспорту, в частности к устройствам для связи прицепных звеньев транспортных средств, например к автопоездам.
Сущностью полезной модели является обеспечение автоматического смещения точки опоры полуприцепа на тягаче вдоль его рамы назад к оси задних колес упомянутого тягача при значительных углах складывания на повороте, уменьшения габаритной длины при прямолинейном движении, а так же снижения сопротивления повороту, что повышает эксплуатационные качества автопоезда.
Поворотная платформа выполнена подвижной относительно тягача автопоезда вдоль его рамы. При этом поворотная платформа соединена с рамой тягача посредством тяги - шатуна, передний конец которой шарнирно закреплен на данной раме, а задний закреплен на поворотной платформе при помощи шарнира, вертикальная ось которого смещена относительно оси вращения поворотной платформы назад по ходу тягача.
Изобретение относится к транспорту, в частности к двухзвенным транспортным средствам, обеспечивающим перераспределение части веса полуприцепа на тягач.
Аналогом по технической сущности и достигаемому результату является тягово-сцепное устройство изменяемой длины по А.С. СССР 
1703497 кл. В60D 1/145, 1992, содержащее шарнирно соединенный одним концом с подрамником прицепа, а другим концом посредством ускорительного механизма - с рамой прицепа задающий гидроцилиндр, полости которого соединены гидромагистралями с полостями исполнительного гидроцилиндра, шток которого связан с дышлом.
Недостатком такого транспортного средства является то, что для транспортного средства требуется наличие гидросистемы с источником давления и сложной кинематической схемы, что снижает надежность работы транспортного средства.
Наиболее близким к предлагаемому транспортному средству является двухзвенное транспортное средство по А.С. СССР 933528 кл. В62D 53/00, 1982, содержащее тягач с элементами системы рулевого управления и источником давления и прицеп, платформа которого прикреплена к тяговому рычагу при помощи оси, смещенной вперед относительно передних колес прицепа, причем указанная ось выполнена подвижной относительно тягового рычага и вязана с ним посредством силового цилиндра, управляемого трехпозиционным золотниковым распределителем следящего действия.
Недостатком такого транспортного средства является то, что для транспортного средства требуется наличие гидросистемы с источником давления, обеспечивающим ее работу, что в свою очередь связано с дополнительными затратами мощности и энергозатратами.
Задачей изобретения является уменьшение габаритной длины транспортного средства при прямолинейном движении, а так же уменьшение сопротивления повороту и уменьшение износа шин тягача при маневрировании. Задача решается путем автоматического смещения при повороте точки опоры кузова полуприцепа на раму тягача назад к оси его задних колес. На фиг.1 изображена схема тягача с полуприцепом - вид сбоку, на фиг.2 - то же, вид сверху: на фиг.3 - то же, при движении на повороте, на фиг.4 - кинематическая схема поворотного устройства
Схема двухзвенного транспортного средства содержит тягач 1 и полуприцеп 2, соединенный с рамой тягача через кронштейны 3 и поворотную платформу 4 - подвижную относительно рамы, в продольном направлении. При этом поворотная платформа соединена с рамой тягача посредством тяги - шатуна 5, передний конец которой шарнирно соединен с данной рамой 6, а задний с поворотной платформой при помощи шарнира, вертикальная ось 7 которого смещена относительно оси вращения 8 поворотной платформы 4 назад по ходу тягача.
Двухзвенное транспортное средство работает следующим образом.
При движении по прямой автопоезд имеет минимальную габаритную длину, полуприцеп максимально смещен к кабине тягача. В этом случае ось вращения 8 поворотной платформы 4 и ось 7 ее шарнирного соединения с тягой-шатуном 5 находятся в вертикальной продольной плоскости, проходящей через середины осей колес тягача и полуприцепа.
При движении автопоезда на повороте (фиг.3) вертикальная ось 7 соединительного шарнира поворотной платформы 4 и тяги-шатуна 5 перемещается по дуге к центру поворота и вперед по ходу тягача, при этом поворотная платформа смещается назад относительно рамы тягача на расстояние Е пропорционально углу складывания между тягачом и полуприцепом. Вследствие этого увеличивается расстояние между кузовом полуприцепа и кабиной тягача, что обеспечивает беспрепятственное складывание автопоезда на повороте без контактирования этих частей.
Опорно-поворотное устройство работает по принципу кривошипно-шатунного механизма.
Зависимость смещения Е от угла складывания между тягачом и полуприцепом может быть определена следующим образом, в частности по теореме синусов (стороны треугольника пропорциональны синусам противоположных углов) см. фиг.4.
У треугольника три стороны a, b и с:
а - расстояние от оси 8 вращения поворотной платформы до вертикальной оси 7 поворотного устройства.
b - длина тяги-шатуна 5 (расстояние между центрами вращения).
с - расстояние от оси вращения тяги-шатуна 5 до оси вращения поворотной платформы 8 (нужно найти).
В - угол между сторонами с и а.
А - угол между тягой-шатуном 5 и линией от оси вращения поворотной платформы 8 до вертикальной оси 7 поворотного устройства.
С - угол между тягой-шатуном 5 и линией соединяющей ось вращения поворотной платформы 8 и вертикальную ось 7 поворотного устройства.
Пример теоретического решения:
sin(A)= a·sin(B)/b
A=arcsin(a·sin(B)/b)
С=180-(А+В)
Тогда сторона c=b·sin(C)/sin(B)
А если все подставить, то получится:
c=b·sin(180-(arcsin(a·sin(B)/b)+B))/sin(B)
Получается зависимость расстояния от оси вращения поворотной платформы 8 до вертикальной оси 7 поворотного устройства в зависимости от угла В - подставляем два любых значения угла В, и считаем разницу между ними для определения величины Е.
Укажем, что если а>b и a·sin(B)<b< a - то возможны два решения (отметим, что это не наш случай, т.к. длина тяги-шатуна 5 не может быть меньше хода устройства).Пример численного определения зависимости смещения Е от угла складывания между тягачом и полуприцепом:
Если а=1 и b=3, то
| Угол, град | Смещение Е |  | 90 | 1,171573 |
| 0 | 0 | | 95 | 1,257386 |
| 5 | 0,005072 | | 100 | 1,339896 |
| 10 | 0,020222 | | 105 | 1,418575 |
| 15 | 0,04526 | | 110 | 1,492989 |
| 20 | 0,079867 | | 115 | 1,562792 |
| 25 | 0,123609 | | 120 | 1,627719 |
| 30 | 0,175935 | | 125 | 1,687577 |
| 35 | 0,23619 | | 130 | 1,74224 |
| 40 | 0,303627 | | 135 | 1,791631 |
| 45 | 0,377417 | | 140 | 1,835716 |
| 50 | 0,456665 | | 145 | 1,874494 |
| 55 | 0,540425 | | 150 | 1,907986 |
| 60 | 0,627719 | | 155 | 1,936225 |
| 65 | 0,717555 | | 160 | 1,959253 |
| 70 | 0,808949 | | 165 | 1,977111 |
| 75 | 0,900937 | | 170 | 1,989838 |
| 80 | 0,992599 | | 175 | 1,997461 |
| 85 | 1,083075 | | | |
Данная зависимость в графическом виде выглядит следующим образом:
При возвращении транспортного средства на прямолинейный участок пути, поворотная платформа вместе с кузовом перемещается относительно рамы тягача вперед, в результате чего уменьшается габаритная длина автопоезда - Фиг.2.
Приведенные примеры показывают, что:
- предложенная конструкция позволяет уменьшить габаритную длину автопоезда при прямолинейном движении, что даст возможность поместить большее количество автопоездов на площадках для стоянки техники и в иных стесненных условиях.
- Из неочевидных преимуществ отмечаем, что предложенная конструкция опорно-поворотного устройства позволяет уменьшить сопротивление повороту при маневрировании, т.к. точка опоры кузова полуприцепа на раму тягача смещается назад к задней его оси.
1. Двухзвенное транспортное средство изменяемой длины, содержащее двухосный рамный тягач и полуприцеп, опирающийся передней частью на раму тягача через поворотную платформу, подвижную в продольном направлении относительно упомянутой рамы, отличающееся тем, что рама тягача соединена с поворотной платформой через тягу-шатун, закрепленную передним концом, шарнирно на упомянутой раме, а задним концом шарнирно на поворотной платформе со смещением назад относительно оси ее поворота.
2. Двухзвенное транспортное средство изменяемой длины по п.1, отличающееся тем, что опорно-поворотное устройство работает по принципу кривошипно-шатунного механизма, звеньями которого являются тяга-шатун и опорно-поворотная платформа, с возможностью смещения вдоль рамы тягача.
