автопоезд

Формула изобретения

Автопоезд, состоящий из автомобиля-тягача с седельным устройством, взаимосвязанным с полуприцепом с помощью шкворня, жестко закрепленного на опорном листе уступа рамы полуприцепа, и снабженный пневматической системой торможения, включающей компрессор, соединительные трубопроводы, тормозной кран, воздушные баллоны, воздухораспределительные клапаны и тормозные камеры колес, отличающийся тем, что шкворень выполнен пустотелым, с размещенным в нем запорным клапаном и с одной стороны герметично примыкает к подпружиненному относительно седла седельного устройства стакану, также снабженному запорным клапаном и подключенному с помощью трубопровода к воздушному баллону полуприцепа, а с другой - к массивному, подпружиненному пружиной сжатия к раме полуприцепа ползуну, снабженному полуэллиптической формы пазом с присоединенным к нему гибким трубопроводом, подключенным к трубопроводам тормозных камер колес полуприцепа, причем подпружиненный ползун связан со штоком пневмоцилиндра, корпус которого присоединен к раме полуприцепа, и его полость также при помощи трубопровода соединена с трубопроводами упомянутых тормозных камер колес полуприцепа.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях различных транспортных систем, объединяющих автомобили-тягачи и полуприцепы.

Известен автопоезд, состоящий из тягача МАЗ-501В и полуприцепа МАЗ-5215Г, показанный на фиг.58 стр.93 и описанный в книге М.С.Высоцкий и др. "Автомобильные и тракторные прицепы", Машгиз, М., 1962 г. Сцеп звеньев такого автопоезда осуществлен за счет наличия на раме автомобиля-тягача седельного устройства, контактирующего с опорным листом уступа рамы, на котором жестко закреплен шкворень (см. стр.88-91, фиг.55 и фиг.56 той же книги). Автомобиль-тягач и полуприцеп снабжены объединенной пневмотормозной системой. Так, на автомобиле-тягаче (см. книгу "Справочник автомобильного механика" Л.Л.Афанасьев и др., изд. 4-е. М., Машиностроение, 1969 г., стр.236-237, рис.124 и рис.125) установлен воздушный компрессор, связанный системой трубопроводов через комбинированный тормозной кран с тормозными камерами передних и задних колес автомобиля. Пневматическая система управления тормозами автомобиля снабжена также соединительной головкой, которая взаимосвязывается с подобной, установленной на полуприцепе (см. книгу М.С.Высоцкий и др. "Автомобильные и тракторные прицепы", Машгиз. М., 1962 г. стр.87, фиг.54).Тормозное оборудование полуприцепа также состоит из трубопроводов, крана ручного управления тормозами, воздухораспределительного клапана, воздушного баллона и тормозных камер колес полуприцепа.

Несмотря на свою эффективность использования, такой автопоезд обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при торможении, ввиду разницы тормозных усилий на тормозных колодках колес автомобиля-тягача и полуприцепа, происходит складывание автопоезда, что приводит к аварийным ситуациям на дорогах. Это подтверждается проведенными исследованиями, описанными, например, в книге Д.Р.Эллис "Управляемость автомобиля". Пер. с англ. М., Машиностроение 1975 г. (см. стр.89-92). Автором делается вывод, что при блокировке колес полуприцепа при торможении складывание автопоезда происходит менее интенсивно.

Известен также автопоезд, состоящий из автомобиля-тягача ЗИЛ-133 и полуприцепа ОдАЗ-935 (см. "Краткий автомобильный справочник" 10-е изд., перераб. и доп. М., Транспорт, 1983 г., стр.97). Конструкция такого автопоезда в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение безопасности при эксплуатации автопоездов за счет исключения складывания их звеньев при торможении.

Поставленная цель достигается тем, что шкворень выполнен пустотелым, с размещенным в нем запорным клапаном, и с одной стороны герметично примыкает к подпружиненному относительно седла седельного устройства стакану и также снабженному запорным клапаном, подключенному с помощью трубопровода к воздушному баллону полуприцепа, а с другой - к массивному, подпружиненному пружиной сжатия к раме полуприцепа ползуну, снабженному полуэллиптической формы пазом с присоединенным к нему гибким трубопроводом, подключенным к трубопроводам тормозных камер колес полуприцепа, причем подпружиненный ползун связан со штоком пневмоцилиндра, корпус которого присоединен к раме полуприцепа, и его полость также при помощи трубопровода соединена с трубопроводами упомянутых тормозных камер колес полуприцепа.

На фиг.1 показан общий вид автопоезда в расцепленном состоянии, на фиг.2 - часть узла соединения седельного устройства автомобиля-тягача с полуприцепом в разрезе, на фиг.3 - часть узла соединения шкворня полуприцепа с деталью седельного устройства в разрезе, на фиг.4 - принципиальная пневматическая схема управления тормозами полуприцепа, на фиг.5 - разрез по А-А фиг.2 и на фиг.6 - часть такого же разреза по А-А, но при угловом повороте полуприцепа относительно автомобиля-тягача на угол .

Автопоезд состоит из автомобиля-тягача 1, на раме 2 которого установлено седельное устройство 3, взаимосвязанное с опорным листом 4 рамы 5 полуприцепа 6. На опорном листе 4 жестко закреплен шкворень 7 со сквозным отверстием 8, снабженным запорным клапаном 9. Запорный клапан 9 контактирует с запорным клапаном 10, размещенным в стакане 11, который установлен в седельном устройстве 3, имеет уплотнительный элемент 12 и подпружинен пружиной сжатия 13 относительно седельного устройства 3. Стакан 11 с помощью трубопровода 14 связан с воздушным баллоном 15. На внешней от седельного устройства 3 стороне опорного листа 4 рамы 5 полуприцепа 6 в направляющей 16 подвижно установлен ползун 17, в котором выполнен паз 18 полуэллиптической формы, связанный при помощи гибкого трубопровода 19 с трубопроводом 20, подключенным к тормозным камерам 21 колес 22 полуприцепа 6. Ползун 17 с одной стороны подпружинен пружиной сжатия 23 относительно направляющей 16, а с другой соединен шарнирно со штоком 24 пневмоцилиндра 25, который также шарнирно закреплен на той же направляющей 16. Пневмоцилиндр 25 с помощью трубопровода 26 соединен с трубопроводом 20. Трубопровод 20, а также трубопровод 27 воздушного баллона 15 соединены с воздухораспределителем 28, который через кран ручного управления 29 связан с трубопроводом 30, подключенным к трубопроводу 31 пневмотормозной системы автомобиля-тягача 1. Полуприцеп 6 имеет опорное устройство 32. Шкворень 7 зафиксирован на седельном устройстве 3 с помощью замка 33.

Работает автопоезд следующим образом.

Для сцепа автомобиля-тягача 1 с полуприцепом 6, который установлен на опорное устройство 32 так, как это показано на фиг.1, автомобиль-тягач 1 перемещают по стрелке В и, как только вертикальная ось седельного устройства 3 совпадет с вертикальной осью шкворня 7, широко известным в технике способом опорное устройство 32 поднимают по стрелке С, в результате чего полуприцеп 6 своим опорным листом 4 размещается на поверхности седельного устройства 2, а шкворень 7 входит в стакан 11 и занимает такое положение, как это показано на фиг.2. При таком сопряжении шкворня 7 и стакана 11 одновременно происходит упругая деформация пружины сжатия 13, что обеспечивает плотное соединение этих деталей и соединение отверстия 8 с полостью трубопровода 14, так как запорные клапаны 9 и 10 утапливаются по стрелкам Д. Как только это произойдет, сжатый воздух из воздушного баллона 15 по трубопроводу 14 заполнит отверстие 8 шкворня 7. После этого широко известным в технике способом замком 33 фиксируют шкворень 7 относительно седельного устройства 3. После этого соединяют вручную трубопроводы 31 и 30 (см. фиг.4), что в итоге объединяет пневмотормозную систему автомобиля-тягача 1 (на чертеже она не показана) с подобной полуприцепа 6.

В дальнейшем при прямолинейном движении автопоезда по стрелке Е и возникновении ситуации, при которой необходимо резко притормозить автопоезд, широко известным в технике способом водитель автомобиля-тягача 1 снижает давление сжатого воздуха в пневмотормозной его системе, что способствует также снижению давления воздуха в трубопроводе 31, а следовательно, и в трубопроводе 30. Падение давления воздуха в трубопроводе 30 способствует перекрытию его воздухораспределителем 28 от атмосферы (процесс работы пневмотормозной системы полуприцепов широко известен в технике и описан, например, в книге М.С.Высоцкого, указанной в аналоге) и поступлению сжатого воздуха из воздушного баллона 15, через воздухораспределитель 28, в трубопровод 20 по стрелке F и далее в тормозные камеры 21, а также по стрелке К через трубопровод 26 в пневмоцилиндр 25. Так как происходит резкое торможение автопоезда, то под действием инерционных сил ползун 17 перемещается по стрелке L в направляющей 16, упруго деформируя пружину сжатия 23 (см. фиг.4, фиг.2 и фиг.5), что в итоге обеспечивает соединение сквозного отверстия 8 с полостью паза 18. Такое соединение этих элементов позволяет сжатому воздуху, находящемуся в воздушном баллоне 15, по стрелке М поступить в гибкий трубопровод 19, а следовательно, и в трубопровод 20. Возросшее давление воздуха в трубопроводе 20 создаст большее тормозное усилие тормозными камерами 21, значительно большее, чем усилие, создаваемое тормозными камерами автомобиля-тягача 1. Следовательно, задние колеса полуприцепа 6 будут заблокированы, что и создаст условие невозможности "наката" его на автомобиль-тягач 1, то есть будет исключено складывание автопоезда.

Следует отметить, что ползун 17 после прекращения или ослабления действия на него сил инерции в процессе торможения автопоезда не может возвратиться в исходное положение, так как цилиндр 25 за счет соединения его трубопроводом 26 с трубопроводом 20 создаст усилие, исключающее движение его поршня по стрелке N. Как только водитель автомобиля тягача 1 отпустит педаль крана управления тормозом, давление сжатого воздуха в трубопроводах 31 и 30 мгновенно возрастает, что обеспечивает срабатывание воздухораспределителя 28, который соединяет трубопровод 20 с атмосферой. Такое соединение приводит к отпуску тормозов и выходу сжатого воздуха из полости цилиндра 25 также через трубопроводы 26 и 20, и тогда под действием пружины сжатия 23 ползун 17 перемещается в направлении, обратном стрелке L, перекрывая сквозное отверстие 8 шкворня 7, то есть занимает исходное положение, такое, как это показано на фиг.2.

В практике эксплуатации автопоезда возможно также резкое торможение его при движении в кривой пути. В этом случае (см. фиг.6) ползун 17 так же, как и в первом случае, под действием сил инерции переместится по стрелке L (см. фиг.6), что и создаст условия по блокировке задних колес 22 полуприцепа 6 и, следовательно, позволит исключить складывание звеньев автопоезда. При заданных нормальных эксплуатационных режимах торможения автопоезда (без резкого торможения) как в прямых участках, так и в кривых, перемещение ползуна 17 не происходит за счет подбора упругих характеристик пружины сжатия 23 и усилия, создаваемого цилиндром 25, такими, которые обеспечивали бы неподвижное положение ползуна 17 при воздействии на него незначительных по величине сил инерции. При рассоединении звеньев автопоезда опорное устройство 32 перемещают в направлении, обратном стрелке С, распуская при этом замок 33, что в итоге способствует выходу шкворня 7 из стакана 11 и, как только это произойдет, запорные клапаны 9 и 10 перекрывают поступление сжатого воздуха из трубопровода 14 в сквозное отверстие 8 и вообще в атмосферу. После чего автомобиль-тягач 1 отводят от полуприцепа 6, которые относительно друг друга занимают такое положение, как это показано на фиг.1. Далее вышеизложенный процесс может повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно позволяет повысить безопасность эксплуатации автопоездов за счет ликвидации складывания их звеньев при резком торможении.