Автопоезд высокой маневренности

Автопоезд высокой маневренности может быть использован для перевозки грузов, в том числе, для вывозки леса по узким дорогам и перемещения по узким габаритным полосам движения на погрузочно-разгрузочных площадках.

Увеличение маневренности автопоезда достигается за счет соединения тягача и прицепа, имеющего переднюю и заднюю поворотные оси, сцепкой, обеспечивающей движение колес передней оси прицепа по колее колес заднего моста тягача. Передняя и задняя поворотные оси прицепа соединены между собой крестообразной сцепкой, обеспечивающей движение колес задней оси прицепа точно по колее колес его передней оси (без радиального смещения), следующих по колее колес заднего моста тягача, определяемой мгновенным центром поворота автопоезда.

При движении по прямолинейной траектории поворотные оси прицепа с помощью специальных устройств фиксируются в перпендикулярном по отношению к его раме положении.

Полезная модель относится к области безрельсовых транспортных средств. Автопоезд высокой маневренности может быть использован для перевозки грузов, в том числе в качестве сортиментовоза для вывозки леса, по узким дорогам и перемещения по узким габаритным полосам движения на погрузочно-разгрузочных площадках.

Известен автопоезд [1] состоящий из тягача соединенного дышлом с прицепом, имеющим поворотную переднюю ось. Основу прицепа составляет рама к которой сзади через рессоры крепится задняя ось с колесами. Передняя поворотная ось с колесами крепится к подрамнику. Рама соединена с подрамником передней оси через поворотное устройство.

Недостатком известного автопоезда является то, что при движении по криволинейной траектории происходит радиальное смещение колеи колес задней оси прицепа относительно колеи колес его передней оси, что ухудшает условия эксплуатации автопоезда по следующим причинам:

- радиальное смещение колеи колес задней оси прицепа относительно колеи колес его передней оси вызывает необходимость уширения пути на кривых в плане;

- на погрузочно-разгрузочных площадках и неустроенных участках пути прицеп может наехать на препятствие, успешно пройденные автомобилем;

- на криволинейных участках пути задние колеса прицепа наезжают на борта колеи впереди идущих колес, что ведет к повышенному износу покрышек и увеличению сопротивления движению.

Известен автопоезд [2], содержащий соединенные крестообразной сцепкой тягач и прицеп-роспуск, на рамах которых на опорах смонтированы с возможностью поворота относительно вертикальных осей коники, а опоры установлены с наклоном на тягаче вперед, а на прицепе - назад, причем балки коников установлены относительно осей поворота в плоскости размещения коников, а опоры выполнены в виде полых цилиндров.

Недостатком известной конструкции является то, что в случае использования данной крестообразной сцепки при присоединении к тягачу вместо прицепа-роспуска прицепа с двумя и более осями данный вид сцепки может обеспечить движение колес только передней оси прицепа по колее задних колес тягача. При этом при прохождении поворотов колеса задней оси прицепа будут двигаться по меньшему радиусу, чем колеса его передней оси. В результате при выполнении поворота такому автопоезду потребуется достаточно широкая габаритная полоса для движения, ширина которой увеличивается с увеличением расстояния между передней и задней осями прицепа. Происходящее радиальное смещение к центру поворота задних колес прицепа относительно его передних колес существенно снижает маневренность автотранспортного средства и усложняет объезд различного рода препятствий и выполнение поворотов и разворота на узких дорогах.

Технический результат предлагаемого автопоезда высокой маневренности заключается в том, что увеличивается его маневренность при объезде различного рода препятствий, выполнении поворотов и разворота, а, следовательно, требуется более узкая габаритная полоса для его движения по криволинейной траектории, а также в увеличении срока службы шин и снижении сопротивления движению за счет того, что колеса задней оси прицепа будут двигаться точно по колее впереди идущих колес его передней оси, следующих по колее колес заднего моста тягача (не наезжая на борта колеи впереди идущих колес).

Достигается технический результат тем, что задняя ось прицепа выполнена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно рамы прицепа, причем передняя и задняя оси прицепа соединены между собой крестообразной сцепкой, образующей антипараллелограмм, таким образом, что при движении по криволинейной траектории передняя и задняя оси прицепа будут поворачиваться относительно рамы прицепа в противоположные стороны на равные углы, определяемые мгновенным центром поворота тягача и прицепа, обеспечивая движение колес задней оси прицепа точно по колее колес его передней оси (без радиального смещения), причем на поворотных осях прицепа установлено фиксирующее устройство в виде подпружиненных конусных штифтов, которые конусными концами входят в конусные пазы на раме прицепа.

На фиг.1 показана схема движения известного из существующего уровня техники автопоезда с прицепом, имеющим переднюю поворотную ось, по криволинейной траектории.

На фиг.2 показана конструкция предлагаемого автопоезда высокой маневренности и схема его движения по криволинейной траектории.

На фиг.3 показано фиксирующее устройство в виде подпружиненных конусных штифтов, предназначенное для предотвращения поворота осей прицепа, возможного вследствие возникновения вибраций при движении по дорогам с неровным дорожным покрытием.

Одним из основных факторов определяющим маневренность автотранспортного средства является требуемая габаритная полоса движения, которая определяется разностью радиусов поворота, наиболее удаленной и наиболее приближенной к центру поворота точек транспортного средства:

где Rн - наружный габаритный радиус поворота транспортного средства;

Rв - внутренний габаритный радиус поворота транспортного средства.

При конструктивном исполнении прицепа автопоезда только с одной поворотной передней осью (фиг.1) удается уменьшить требуемую ширину габаритной полосы движения за счет того, что колеса передней оси прицепа будут двигаться по колее колес заднего моста тягача:

Rтз=Rпп,

где Rтз - радиус колеи движения колес заднего моста тягача;

Rпп - радиус колеи движения колес передней оси прицепа.

В этом случае требуемая ширина габаритной полосы для движения автопоезда хоть и уменьшится, но все еще остается достаточно широкой, что обусловлено радиальным смещением к центру поворота колеи движения колес задней оси прицепа относительно колеи движения колес его передней оси:

Rв<Rпз,

где Rпз - радиус колеи движения колес задней оси прицепа.

При этом, чем больше расстояние между передней и задней осями прицепа, тем больше требуемая ширина габаритной полосы движения и, соответственно, тем хуже маневренность автопоезда.

Автопоезд высокой маневренности (фиг.2) состоит из тягача 1 соединенного с прицепом 5. Причем соединение тягача 1 и прицепа 5 осуществляется таким образом, чтобы колеса 6 передней поворотной оси 7 прицепа 5 двигались по колее колес 3 заднего моста 2 тягача 1. Передняя ось 7 и задняя ось 11 прицепа 5 выполнены в виде связанных между собой поворотных тележек с возможностью поворота относительно рамы 9 прицепа 5. Механическая связь поворотных тележек передней оси 7 и задней оси 11 прицепа 5 осуществляется таким образом, что при движении по криволинейной траектории передняя ось 7 и задняя ось 11 прицепа 5 будут поворачиваться вокруг своих осей относительно рамы 9 в противоположные стороны, но на одинаковые углы, зависящие от положения общего для тягача 1 и прицепа 5 автопоезда высокой маневренности мгновенного центра поворота (т. О), определяемого точкой пересечения продолженных к центру вращения геометрических осей колес тягача 1 и прицепа 5.

Обеспечить движение колес 6 передней оси 7 прицепа 5 по колее впереди идущих колес 3 заднего моста 2 тягача 1 можно, как за счет использования крестообразной сцепки, например, состоящей из шарнирно закрепленного дышла и двух накрест лежащих тяговых тросов одинаковой длины, так и путем использования прямой сцепки при соблюдении условия:

a=b

где а - расстояние от заднего моста 2 тягача 1 до оси буксирного прибора 4;

b - расстояние от оси буксирного прибора 4 тягача 1 до передней оси 7 прицепа 5.

Обеспечить движение колес 12 задней оси 11 прицепа 5 по колее колес 6 передней оси 7 прицепа 5 вокруг мгновенного центра вращения, определяемого точкой пересечения продолженных к центру вращения геометрических осей колес тягача 1 и прицепа 5 можно путем использования крестообразной сцепки, например, крестообразной сцепки, образуемой стержнями 8, 10 одинаковой длины (AC=BD) и закрепленными на равном расстоянии (AE=EB=DF=FC) от геометрических осей вращения передней оси 7 и задней оси И относительно рамы 9 прицепа 5. При соблюдении данного условия колеса 12 задней оси 11 прицепа 5 будут двигаться точно по колее колес 6 передней оси 7 прицепа 5, двигающихся по колее колес 3 заднего моста 2 тягача 1.

При движении автопоезда высокой маневренности по прямолинейной траектории для предотвращения поворота осей прицепа 5 возможного вследствие возникновения вибраций при движении по дорогам с неровным дорожным покрытием используется фиксирующее устройство (фиг.3) выполненное в виде конусных штифтов 14, установленных на поворотных тележках передней оси 7 и задней оси 11 прицепа 5, которые под воздействием упруго сжатых пружин 13, входят своим конусным концом в конусные пазы 15 на раме 9 прицепа 5.

При движении автопоезда высокой маневренности по прямолинейной траектории колеса 12 задней оси 11 прицепа 5 будут двигаться по колее впереди идущих колес 6 передней оси 7 прицепа 5 двигающихся по колее колес 3 заднего моста 2 тягача 1. При этом конусные штифты 14, входящие в конусные пазы 15 рамы 9 прицепа 5 и прижимаемые к ним упруго сжатыми пружинами 13, будут обеспечивать перпендикулярное положение связанных между собой крестообразной сцепкой поворотных тележек передней оси 7 и задней оси 8 прицепа 5 относительно рамы 9 и тем самым обеспечивать прямолинейное движение колес 6 передней оси 7 и колес 12 задней оси 11 прицепа 5 нарушение которого возможно вследствие возникновения вибраций в результате движении автопоезда высокой маневренности по участкам дороги с неровным дорожным покрытием.

При движении по криволинейной траектории передняя ось 7 и задняя ось 11 прицепа 5 будут стремиться повернуться в горизонтальной плоскости относительно рамы 9 прицепа 5. При этом сдвигающие силы превысят усилия прижатия упруго сжатыми пружинами 13 конусных штифтов 14, входящих в конусные пазы 15 рамы 9 прицепа 5. В результате чего конусные штифты 14 выйдут из конусных пазов 15 и не будут препятствовать повороту передней оси 7 и задней оси 11 прицепа 5 относительно его рамы 9.

При движении автопоезда по криволинейной траектории (объезде препятствия, повороте, развороте) за счет того, что поворотная передняя ось 7 прицепа 5 связана с его поворотной задней осью 11 накрест расположенными стержнями 8, 10 одинаковой длины и закрепленными на одинаковом расстоянии от центров поворота передней оси 7 и задней оси 11 относительно рамы 9 прицепа 5 будет происходить поворот передней оси 7 и задней оси 11 прицепа 5 относительно рамы 9 таким образом, что колеса 12 задней оси 11 прицепа 5 будут двигаться по колее колес 6 передней оси 7 прицепа 5, двигающихся по колее колес 3 заднего моста 2 тягача 1, определяемой положением мгновенного центра вращения для тягача 1 и прицепа 5, находящегося в точке пересечения продолженных к центру вращения геометрических осей колес тягача 1 и прицепа 5. В этом случае будет выполняться равенство:

В результате произойдет увеличение внутреннего габаритного радиуса поворота автопоезда высокой маневренности при неизменном наружном габаритном радиусе, что согласно уравнению (1) приведет к уменьшению требуемой ширины габаритной полосы движения автопоезда.

При выполнении условия (2) требуемая ширина габаритной полосы движения, необходимой для движения автопоезда высокой маневренности будет сведена к минимуму, в результате чего существенно улучшится его маневренность и снизится износ покрышек колес задней оси прицепа.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Конструкция узлов прицепов и полуприцепов грузовиков категории Е. [Электронный ресурс] - Режим доступа: Avtotransportnye_sredstva_kategorii_E/p2_articleid/107, свободный. - Загл. с экрана.

2. Пат. 95606 Российская Федерация, МПК⁷ В60Р 3/40. Автопоезд/Корякин В.А., Корякин И.В., Корякин Н.А., Бырдин П.В., Данишек В.Н., Данишек М.В., Скляднев П.В., Скляднева В.А., Итигелова В.С.; заявитель и патентобладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет". - 2010101543/22; заявл. 19.01.2010; опубл. 10.07.2010. Бюл. 19.

Автопоезд высокой маневренности, включающий тягач, соединенный с прицепом, имеющим поворотную переднюю ось со сцепкой, обеспечивающей движение колес передней оси прицепа по колее колес заднего моста тягача, отличающийся тем, что задняя ось прицепа выполнена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости относительно рамы прицепа, причем передняя и задняя оси прицепа соединены между собой крестообразной сцепкой, образующей антипараллелограмм, таким образом, что при движении по криволинейной траектории передняя и задняя оси прицепа будут поворачиваться относительно рамы прицепа в противоположные стороны на равные углы, определяемые мгновенным центром поворота тягача и прицепа, обеспечивая движение колес задней оси прицепа точно по колее колес его передней оси (без радиального смещения), причем на поворотных осях прицепа установлено фиксирующее устройство в виде подпружиненных конусных штифтов, которые конусными концами входят в конусные пазы на раме прицепа.

РИСУНКИ