RU2255017C1

RU2255017C1 - Trailer-train

Info

Publication number: RU2255017C1
Application number: RU2003136013/11A
Authority: RU
Inventors: Е.В. Сливинский (RU); Е.В. Сливинский; А.Н. Целых (RU); А.Н. Целых; С.Ю. Кадничанский (RU); С.Ю. Кадничанский
Original assignee: Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2005-06-27

Abstract

FIELD: transport engineering; railless vehicles.

SUBSTANCE: proposed trailer-train consists of prime mover with fifth wheel coupler engaging with semitrailer by pivot rigidly secured on support plate of step of semitrailer frame, and pneumatic brake system including compressor, connecting pipelines, brake cock, air cylinders, air distributing valves and wheel brake chambers. Pivot is made hollow accommodating shutoff valve. At one side pivot hermetically adjoins cup spring-loaded relative to turntable of fifth wheel coupler also furnished with shutoff valve and connected by pipeline to air cylinder of semitrailer, and at other side, to solid slider spring-loaded by compression spring to semitrailer frame and provided with slot of semielliptical shape with flexible pipeline connected to pipelines of semitrailer wheel brake chambers. Spring-loaded slider is connected with rod of pneumatic cylinder whose housing is connected to semitrailer frame, and space, also through pipeline, is connected with pipelines of said brake chambers of semitrailer wheels.

EFFECT: improved safety of trailer-train by preventing jack-knifing at braking.

6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях различных транспортных систем, объединяющих автомобили-тягачи и полуприцепы.The present invention relates to the field of trackless vehicles and can be used in the construction of various transport systems combining tractor vehicles and semi-trailers.

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.A well-known road train consisting of the MAZ-501B tractor and the MAZ-5215G semi-trailer, shown in Fig. 58 p. 93 and described in the book by M. S. Vysotsky and others. "Automobile and tractor trailers", Mashgiz, M., 1962 The linking of the links of such a road train is accomplished due to the presence of a saddle device on the frame of the towing vehicle, which is in contact with the base sheet of the frame ledge, on which the pin is rigidly fixed (see pages 88-91, Fig. 55 and Fig. 56 of the same book). The truck tractor and semitrailer are equipped with an integrated pneumatic brake system. So, in a car-tractor (see the book "Handbook of Automotive Mechanics" L. L. Afanasyev et al., Ed. 4th M., Mechanical Engineering, 1969, pp. 236-237, fig. 124 and fig. .125) an air compressor is installed, connected by a pipeline system through a combined brake valve with brake chambers of the front and rear wheels of the car. The pneumatic brake control system of a car is also equipped with a connecting head, which interconnects with a similar one mounted on a semi-trailer (see the book by M. S. Vysotsky et al. "Automobile and tractor trailers", Mashgiz. M., 1962, p. 87, fig. .54). The brake equipment of the semi-trailer also consists of pipelines, a manual brake control valve, an air distribution valve, an air cylinder and brake chambers of the wheels of the semi-trailer.

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.Despite its efficiency of use, such a road train has a significant drawback, namely, that when braking, due to the difference in braking forces on the brake pads of the wheels of the towing vehicle and the semitrailer, the road train is folding, which leads to emergency situations on the roads. This is confirmed by the studies described, for example, in the book of DR Ellis "Car controllability". Per. from English M., Mechanical Engineering 1975 (see p. 89-92). The author concludes that when the wheels of the semi-trailer are locked during braking, the folding of the road train is less intense.

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.There is also a road train consisting of a ZIL-133 truck tractor and an OdAZ-935 semi-trailer (see "Brief Automobile Reference" 10th ed., Revised and additional M., Transport, 1983, p. 97). The design of such a road train is generally similar to that described above and therefore their disadvantages are similar.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение безопасности при эксплуатации автопоездов за счет исключения складывания их звеньев при торможении.Therefore, the aim of the invention is to increase safety during operation of road trains by eliminating the folding of their links during braking.

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 таαкже 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.This goal is achieved by the fact that the king pin is hollow, with a shut-off valve placed in it, and on the one hand is hermetically adjacent to a glass spring-loaded relative to the saddle of the saddle device and also equipped with a shut-off valve connected by pipeline to the air tank of the semitrailer, and on the other, to a massive, spring-loaded compression spring to the frame of the semi-trailer, a slider equipped with a semi-elliptical shape with a groove connected to it by a flexible pipe connected to the brake pipes chambers of the semitrailer wheels, with a spring-loaded slider is connected to a rod of the pneumatic cylinder whose body is attached to the frame of the semitrailer, and its cavity is also connected by means of pipe conduits with said brake actuators of the wheels of the semitrailer.

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 α.Figure 1 shows a General view of the road train in a disengaged state, Figure 2 is a sectional view of a section of a connection unit of a truck tractor unit with a semitrailer, and Fig. 3 is a sectional view of a section of a connection point of a semi-trailer kingpin and a part of a truck device; 4 is a schematic pneumatic diagram of the brake control of the semitrailer, FIG. 5 is a section along A-A of FIG. 2 and FIG. 6 is a part of the same section along AA, but with an angular rotation of the semitrailer relative to the towing vehicle by an angle α.

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.The road train consists of a towing vehicle 1, on the frame 2 of which a saddle device 3 is installed, interconnected with the support sheet 4 of the frame 5 of the semi-trailer 6. The pin 7 is rigidly fixed to the support sheet 4 with a through hole 8 provided with a shut-off valve 9. The shut-off valve 9 is in contact with a shut-off valve 10, located in the cup 11, which is installed in the saddle device 3, has a sealing element 12 and is spring-loaded with a compression spring 13 relative to the seat device 3. The cup 11 is connected via a pipe 14 to the air cylinder 15. On On the outside of the saddle device 3, the side of the supporting sheet 4 of the frame 5 of the semi-trailer 6 in the guide 16 is movably mounted a slider 17 in which a groove 18 is made semi-elliptical, connected by a flexible pipe 19 to a pipe 20 connected to the brake chambers 21 of the wheels 22 of the semi-trailer 6. The slide 17, on the one hand, is spring-loaded with a compression spring 23 relative to the guide 16, and on the other hand it is pivotally connected to the rod 24 of the pneumatic cylinder 25, which is also pivotally mounted on the same guide 16. The pneumatic cylinder 25 is connected via a pipe 26 connected to the pipeline 20. The pipeline 20, as well as the pipeline 27 of the air cylinder 15 are connected to the air distributor 28, which is connected via a manual control valve 29 to the pipeline 30 connected to the pipeline 31 of the pneumatic brake system of the towing vehicle 1. The semi-trailer 6 has a supporting device 32. The king pin 7 is fixed on the saddle device 3 using the lock 33.

Работает автопоезд следующим образом.Works train as follows.

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.For the coupling of the towing vehicle 1 with a semitrailer 6, which is mounted on the supporting device 32 as shown in FIG. 1, the towing vehicle 1 is moved along arrow B and, as soon as the vertical axis of the saddle device 3 coincides with the vertical axis of the pin 7, in a manner well known in the art, the support device 32 is raised in the direction of arrow C, as a result of which the semitrailer 6, with its support sheet 4, is placed on the surface of the saddle device 2, and the pin 7 enters the cup 11 and occupies the position as shown in FIG. 2. With this coupling of the pin 7 and the cup 11, an elastic deformation of the compression spring 13 occurs simultaneously, which ensures a tight connection of these parts and the connection of the hole 8 with the cavity of the pipe 14, since the shut-off valves 9 and 10 are recessed along the arrows D. As soon as this happens, compressed air from the air tank 15, through the pipe 14, it will fill the hole 8 of the pin 7. After this, the pin 33 is fixed with a lock 33 in a manner well known in the art with respect to the seat device 3. Then, the pipelines 31 and 30 are manually connected (see figure 4), which ultimately combines the pneumatic brake system of the vehicle-tractor 1 (it is not shown in the drawing) with a similar semi-trailer 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.Subsequently, when the road train moves along the arrow E and a situation arises in which it is necessary to slow down the road train, the driver of the towing vehicle 1, which is widely known in the art, reduces the pressure of compressed air in its pneumatic-brake system, which also reduces the air pressure in the pipeline 31, and therefore, in the pipeline 30. The drop in air pressure in the pipeline 30 helps to block its air distributor 28 from the atmosphere (the operation of the pneumatic-brake system of semitrailers Iroko is known in the art and described, for example, in the book of M.S. Vysotsky, indicated in the analogue) and the flow of compressed air from an air cylinder 15, through an air distributor 28, into a pipe 20 in the direction of the arrow F and then to the brake chambers 21, as well as arrow K through the pipe 26 to the pneumatic cylinder 25. Since the road train drastically brakes, under the action of inertial forces, the slider 17 moves along the arrow L in the guide 16, elastically deforming the compression spring 23 (see Fig. 4, Fig. 2 and Fig. 5), which ultimately ensures the connection of the through hole 8 with the cavity of the groove 18. Such a connection of these elements allows compressed air located in the air cylinder 15, along the arrow M to enter the flexible pipe 19, and therefore, in the pipeline 20. The increased air pressure in the pipeline 20 will create a greater braking force by the brake chambers 21, significantly greater than the force exerted by the brake chambers of the towing vehicle 1. Therefore, the rear wheels of the semi-trailer 6 will be blocked, which will create a condition the impossibility of "rolling" it onto the truck-tractor 1, that is, folding the road train will be excluded.

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.It should be noted that the slider 17 after the termination or weakening of the inertia forces on it during the braking of the road train cannot return to its original position, since the cylinder 25 due to its connection by the pipe 26 to the pipe 20 will create a force that excludes the movement of its piston along the arrow N. As soon as the driver of the vehicle of the tractor 1 releases the pedal of the brake control valve, the compressed air pressure in the pipes 31 and 30 instantly increases, which ensures the operation of the air distributor 28, which connects the pipes d 20 with the atmosphere. Such a connection leads to the release of the brakes and the release of compressed air from the cavity of the cylinder 25 also through the pipelines 26 and 20, and then under the action of the compression spring 23 the slider 17 moves in the direction opposite to the arrow L, blocking the through hole 8 of the pin 7, that is, it occupies the initial position , such as shown in figure 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.In the practice of operating a road train, it is also possible to decelerate it sharply when moving in a curved path. In this case (see Fig.6), the slider 17, as in the first case, under the action of inertia will move along the arrow L (see Fig.6), which will create conditions for locking the rear wheels 22 of the semi-trailer 6 and, therefore, it will eliminate the folding of the links of the road train. At the given normal operational modes of braking of the road train (without sharp braking) both in straight sections and in curves, the movement of the slider 17 does not occur due to the selection of the elastic characteristics of the compression spring 23 and the force created by the cylinder 25, such that would ensure a fixed position of the slider 17 when exposed to insignificant inertial forces. When the links of the road train are disconnected, the support device 32 is moved in the direction opposite to the arrow C, while unlocking the lock 33, which ultimately facilitates the exit of the pin 7 from the cup 11 and, as soon as this happens, the shut-off valves 9 and 10 block the flow of compressed air from the pipeline 14 through hole 8 and generally into the atmosphere. After that, the vehicle-tractor 1 is diverted from the semi-trailer 6, which, relative to each other, occupy a position as shown in Fig. 1. Further, the foregoing process may be repeated repeatedly.

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.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known one is obvious, since it allows to increase the safety of operation of road trains by eliminating the folding of their links during sharp braking.

Claims

A road train consisting of a towing vehicle with a saddle device interconnected with a semitrailer using a king pin rigidly mounted on the base sheet of the ledge of the semitrailer frame and equipped with a pneumatic braking system including a compressor, connecting pipes, brake valve, air cylinders, air distribution valves and brake chambers wheels, characterized in that the king pin is hollow, with a shut-off valve located in it and on one side is hermetically adjacent to the spring-loaded relative to for a saddle device, a cup also equipped with a shut-off valve and connected via a pipeline to the air tank of the semi-trailer, and on the other hand, to a massive, spring-loaded compression spring to the frame of the semi-trailer, a slide equipped with a semi-elliptical shape with a groove attached to it and connected to the brake chamber pipelines wheels of the semitrailer, the spring-loaded slider being connected to the rod of the pneumatic cylinder, the casing of which is attached to the frame of the semitrailer, and its cavity also by means of a pipeline with connected to the pipelines of the said brake chambers of the wheels of the semi-trailer.