Реферат: Специальные автомобили и автопоезда
Независимо от типов автопоездов тягово-сцепные устройства должны обеспечивать: надежное соединение автомобиля-тягача с прицепом или полуприцепом; возможность относительного их перемещения; плавность передачи усилий от автомобиля-тягача к прицепу при трогании с места; возможность быстрой сцепки и расцепки.
Тягово-сцепные устройства прицепных автопоездов. Для сцепки грузовых автомобилей или автомобилей-тягачей с прицепами применяются в основном следующие два типа соединения: "крюк - петля" и "шкворень петля". На отечественных автомобилях, а также в США, Англии и Франции, применяются соединения типа "крюк петля". Соединение "шкворень - петля" стандартизировано в Чехословакии, ГДР и ФРГ.
Соединение типа "крюк - петля" состоит из буксирного крюка, установленного на автомобиле или автомобиле-тягаче, и жесткого дышла с петлей, связанного с прицепом. Для обеспечения безопасности движения даже в случаях расцепки автомобиля и прицепа последние соединяются аварийными цепями.
При движении прицепного автопоезда со скоростью свыше 40 км/ч возникают поперечные колебания прицепа - виляние. Эти колебания приводят к неустойчивому движению автопоезда и вызывают дополнительные напряжения в сцепных устройствах и других узлах и агрегатах автопоезда. Виляние прицепа увеличивает ширину полосы движения автопоезда и может, вызвать занос прицепа. Виляние в основном вызывается эластичностью пневматических шин в поперечном направлении. И наличием зазоров в сцепном и поворотном устройствах прицепа. Виляние полуприцепов значительно меньше, чем прицепов. Увеличение базы прицепов и полуприцепов, установка двойных колес и устранение зазоров в сцепном и поворотном устройствах положительно влияет на устойчивость их движения.
Недостатком старых конструкций сцепных приборов автомобиля и прицепа является наличие значительных зазоров между крюком и петлей дышла, которые приводят к увеличению виляния прицепа к ускоренному износу крюка и петли, а также несоответствие характеристики упругого элемента (цилиндрическая пружина из проволоки квадратного сечения) условиям работы сцепки (сценкой крюк не обеспечивает демпфирования продольных колебании). Отмеченные недостатки в основном устранены в новых конструкциях тягово-сцепного устройства (рис.1) с упругим элементом. Это сцепное устройство практически является беззазорным".
Упругий резиновый элемент имеет нелинейную характеристику, поэтому его жесткость при трогании автопоезда относительно невелика, а при движении она возрастает. Такая характеристика сцепного устройства в наибольшей степени отвечает условиям нагрузки крюка при трогании и движении автопоезда. Упругие элементы с нелинейной характеристикой (кольцевые пружины, резиновые втулки и др.) широко применяются в тягово-сцепных устройствах автомобилей заграничных фирм.
Рис.1. Сцепной буксирный прибор автомобиля ЗИЛ-130:1-корпус упругого элемента; 2-резиновый элемент; 3-тяговый стержень; 4-гозовка.
В целях повышения безопасности и ускорения процесса сцепки автомобиля, с прицепом за границей все шире применяют полуавтоматические, тягово-сцепные устройства.
Перед началом сцепки автомобиля, имеющего полуавтоматическое тягово-сцепное устройство, с прицепом сцепная петля 1 (рис.2а) давит на шкворень 4 поджимаемый поводком 5 с пружиной 6. При дальнейшем движении сцепной петли шкворень вначале приподнимается, а при совпадении с отверстием в петле входит в него. При этом поводок 5 освобождается. Для расцепки необходимо шкворень поднять при помощи-рукоятки 7. Для устранения увеличенного зазора между петлей и шкворнем (вследствие износа) необходимо заменить втулку 2 в петле 1. В корпусе 8 сцепного устройства имеются направляющие выступы 3.
Рис.2. Полуавтоматическое тягово-сцепное устройство автомобиля Татра-Ш: а - положение затвора перед сцепкой; б - положение затвора после сцепки.
Для устранения виляния прицепов наряду с беззазорными сцепными устройствами применяются стабилизаторы, например, английской фирмы "Гирлинг". Стабилизатор представляет собой балку, укрепленную на дышле, прицепа. К концам балки на шаровых пальцах присоединены телескопические гидравлические амортизаторы. Другими концами амортизаторы соединены быстросъемными шаровыми шарнирами, расположенными с обеих сторон буксирного крюка, с поперечиной рамы автомобиля-тягача. Стабилизатор наряду с устранением виляния прицепа противодействует "складыванию" автопоезда при резком торможении и движении задним ходом.
Двухосные и многоосные прицепы имеют устройства для попорота передней оси. Шарнирное соединение между автомобилем и прицепом и наличие поворотной передней оси прицепа обеспечивают поворот автомобиля и прицепа без скольжения колес, а также относительное перемещение автомобиля и прицепа в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
В зависимости от способа передачи горизонтальных усилий поворотные устройства делятся на шкворневые и бесшкворневые.
Наиболее распространенным в настоящее время является шкворневое поворотное устройство, которое имеет ряд недостатков, в том числе громоздкости конструкции и большие сопротивления троганию при повороте.
Бесшкворневое поворотное устройство, применяемое на большинстве новых моделей двухосных прицепов, не имеет этих недостатков. На раме прицепа закрепляется внутренняя обойма, а на раме поворотной оси прицепа - наружная обойма. Между ними помещены стальные, шарики. Разборка поворотного устройства и его смазка осуществляются через пробки.
Серьезным недостатком прицепов с поворотными кругами является несовпадение колеи прицепа с колеей автомобиля при движении на поворотах. Вследствие этого ширина колен автопоезда примерно в 1,5 раза больше ширины одиночного автомобиля, что значительно снижает маневренность таких автопоездов. Для устранения этого недостатка колеса передней оси прицепа делаются управляемыми при помощи рулевой трапеции автомобильного типа. При этом угол разворота колес должен быть меньше, чем угол поворота дышла прицепа. Наряду с большей маневренностью такие прицепы имеют пониженную погрузочную высоту и центр тяжести вследствие отсутствия поворотного круга. Это, в свою очередь, приводит к повышению устойчивости движения прицепов.
Тягово-сцепные устройства автопоездов-роспусков. В зависимости от вида сцепки с автомобилем-тягачом прицепные агрегаты для длинномерных грузов делятся на прицепы-роспуски, полуприцепы-роспуски и длиннобазные прицепы-роспуски с передней подкатной тележкой. Прицепы-роспуски буксируются автомобилями, имеющими вместо платформ коники, полуприцепы-роспуски - седельными автомобилями-тягачами, а длиннобазные прицепы - балластными автомобилями-тягачами. При этом прицепы и полуприцепы-роспуски в зависимости от грузоподъемности могут иметь от одной до трех осей.
Прицепы - и полуприцепы-роспуски состоят из рамы, дышла с петлей или шкворнем (полуприцеп), оси (осей) с колесами, коника и подвески. Некоторые конструкции роспусков оборудуют системой управления колес. Дышла прицепов-роспусков оканчиваются петлей и соединяются с автомобилем-тягачом при помощи крюка. В передней части полуприцепа-роспуска имеется шкворень и соединения его с седлом автомобиля-тягача. Величина нагрузки на прицеп или полуприцеп-роспуск (при данной массе груза) изменяется в зависимости от длины дышла и величины свесов груза с коников. Конструкции коников прицепа-роспуска и тягового автомобиля-тягача одинаковы. Они состоят из поперечной поворотной балки и вертикальных откидывающихся стоек.
Автопоезда, состоящие из прицепного автомобиля-тягача с крюком и прицепа-роспуска, имеют ту особенность, что при транспортировании перевозимый груз перемещается по коникам при поворотах и отклонениях автомобиля-тягача и прицепа в вертикальной плоскости. Это происходит потому, что центры перемещения соответственно груза и прицепа-роспуска находятся в различных точках (ось переднего коника, являющаяся точкой отклонения груза, находится впереди сцепного устройства, вокруг которого перемещается прицеп).
Чтобы исключить перемещение груза вперед и повреждение кабины водителя, на верхней грани коника автомобиля устанавливают "гребенку" или "нож" (при перевозке леса). Груз в этом случае перемешается только назад по гладкой грани балки (или по роликам) коника прицепа. Коники у таких автопоездов поворотные. В некоторых случаях с этой целью применяется "скользкий" сцепной прибор (крюк перемещается относительно рамы автомобиля). При этом оба коника соединяются с грузом жестко.
Одним из радикальных способов устранения перемещения длинномерных грузов на поворотах по опорным балкам коников является совпадение точки соединении прицепа-роспуска с автомобилем-тягачом и точки поворота коника автомобиля-тягача.
Автомобиль-тягач может соединяться с прицепом-роспуском и без обычного крюка и дышла. При этом тяговое усилие между автомобилем-тягачом и прицепом-роспуском передается при помощи длинномерного груза, закрепленного в кониках автомобиля-тягача и прицепа-роспуска.
При перевозке грузов большой длины иногда применяют управляемые прицепы-роспуски, оборудованные рулевым приводом. В этом случае на прицепе находится рулевой, который и управляет роспуском независимо от водителя. Управление прицепами-роспусками может быть и автоматическим (крестообразная сцепка и рулевой рычажный или гидравлический привод, действующий при отклонении дышла от оси прицепа). Управляемые прицепы-роспуски используют также в случаях, когда автопоезд состоит из седельного автомобиля-тягача, полуприцепа с коником и управляемого прицепа-роспуска. Такое использование автопоездов при вывозке леса позволяет значительно сократить простои автомобиля-тягача в пунктах погрузки и разгрузки,
Тягово-сцепные и опорные устройства седельных автомобилей-тягачей. Наиболее распространенное сцепное устройство седельных автомобилей - тягачей и полуприцепов состоит из седла, расположенного на раме автомобиля, и поворотного шкворня на полуприцепе.
Для обеспечения взаимного перемещения автомобиля-тягача и полуприцепа современные опорно-сцепные устройства на автомобиле-тягаче имеют две оси качения (поперечную и продольную) и жестко закрепленный на полуприцепе шкворень. Такое полуавтоматическое опорно-сцепное устройство с двумя осями качания (рис.3) имеет следующее устройство. На раме автомобиля-тягача со смещением относительно задней оси (внутрь базы на 50-150 мм) установлена плита 8 с шарнирно закрепленным на ней опорным кругом 4, имеющим устье 19. Опорный круг, закрепленный на балансире 2 может качаться на оси 3 в продольной, а на оси 7 в поперечной плоскостях. Для амортизации качания круга в поперечной плоскости имеются две цилиндрические пружины 6 и ограничители 5. В центре опорного круга укреплены захваты 18 шкворня, шарнирно закрепленные на пальцах 17 и имеющие скосы в передней части. Скосы в задней части захватов совпадают со скосами: устья опорного круга. В передней части захваты имеют фасонные вырезы, в которые вдвигается замок 15. Замок имеет стержень 13 на который надеты пружина 14 и рычаг 16 замка. В замке имеется продольный вырез, в который входит направляющий палец 12. закрепленный в нижней части опорного круга. Когда полуприцеп соединен с автомобилем-тягачом, захваты 18 сведены и охватывают поворотный шкворень полуприцепа. При этом расцепка невозможна вследствие того, что замок 15 препятствует повороту захватов на пальцах 17.
Отцепка полуприцепа осуществляется путем отвода в сторону планки 1 предохранителя и перемещения замка 15 вперед при помощи рычага 16. При этом пружина 14 сжимается. Имеющаяся в замке защелка 11, оттягиваемая пружиной 10, упирается в выступ замка и удерживает его в переднем положении.