RU5557U1 - Малогабаритное, высокоманевренное транспортное средство для перевозки грузов - Google Patents

Abstract

Малогабаритное, высокоманевренное средство для перевозки грузов, содержащее самоходное шасси, кузов, кабину, электрооборудование, отличающееся тем, что оно укомплектовано двигателем внутреннего сгорания, гидростатической системой, состоящей из гидростатической трансмиссии, гидравлической системы управления, гидравлической системы отбора мощности, состоящей из аксиально - поршневого регулируемого гидронасоса, блока гидрораспределителей, гидроцилиндров для механизма самозагрузки - саморазгрузки кузова и его опрокидывания, гидроцилиндров для грузоподъемного механизма, гидромотора для лебедочного устройства и разливочного навесного оборудования, предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания, теплообменник которого является также и тепловым аккумулятором - глушителем на твердом теплоносителе, системой обогрева кабины и крытого кузова с использованием теплообменника предпускового подогревателя двигателя внутреннего сгорания, рулевой колонкой с изменяемым угловым положением и изменяемой высотой рулевого колеса, системой дожигания выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

Description

сУ -1МКИ В60 PI/02 ; В66 F9/10

МАЛОГАБАРИТНОЕ, ВЫСОКОМАНЕВРЕННОЕ ТРАНСНОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ НЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ.

Предлагаемая полезная модель относится к транспортному средству типа кар или транспортер.

В настоящее время основной объем работ при погрузке-разгрузке и транспортировании в стесненных условиях на промышленных предприятиях, аэропортах, базах, железной дороге, морских портах, сельском хозяйстве выполняется средствами напольной техники, к которой предъявляются соответствующими регламентирующими документами - государственными стандартами жесткие требования по малогабаритности, высокой маневренности, безопасности и т.д. К этим средствам относятся электрокар, электропогрузчики, дизельные малогабаритные погрузчики и другие.

Из аналогов наиболее близким по функциональному использованию и техническому рещению, который может быть принят за прототип, является малогабаритное, высокоманевренное транспортное средство типа электротележка, разработанная в 1995 году в Екатеринбурге и выпускаемая на заводе им. Калинина (см. техническое описание 2054.00.00.ОООТО), которая относится к напольному транспортному средству типа электрокар и состоит из ведомого и ведущего мостов, колес, рамы, кабины, грузовой площадки (или кузова), электродвигателя постоянного тока, источника постоянного тока в виде аккумуляторной батареи, системы управления, электрооборудования для контроля функционирования соответствующих систем транспортного средства и его комплектующих (системы управления, аккумуляторной батареи, электродвигателя) и системы сигнализации движения (левый и правый повороты, торможение, звуковой сигнал). Основное ее назначение, как и других видов электрокар - это транспортирование грузов с использованием электрической энергии, запасенной в аккумуляторной батарее. Использование для передвижения транспортного средства электрической энергии, запасенной в аккумуляторной батарее, преследует цель получения экологически чистого транспортного средства. Недостатками транспортного средства, выбранного в качестве прототипа, являются: -большая масса аккумуляторной батареи, которая практически сравнима со всей остальной массой транспортного средства (800-850 кг при общей массе транспортного средства 1950 кг); -большой период зарядки аккумуляторной батареи (около 8 часов), что приводит к большим ее простоям или необходимости иметь дополнительн)то аккумуляторную батарею, что с другой стороны приводит к существенному удорожанию транспортного средства (почти на 30 % и более); -необходимость иметь специальный экологически вредный участок для обслуживания и подзарядки аккумуляторных батарей; -сравнительно небольшой период работы транспортного средства (не более 7-8 часов) на одной полной зарядке аккумуляторной батареи с учетом технологических простоев, связанных с разгрузкой - погрузкой грузов и специальными остановками с целью не выйти за требуемый температурный режим работы системы управления и электродвигателя. Технологические простои составляют не менее 50 % времени работы транспортного средства; -высокая стоимость перевозки грузов; -отсутствие собственной системы самозагрузки - саморазгрузки грузов, что требует использования дополнительных технических средств таких как: автокран, электропогрузчик, автопогрузчик, кран-балка и т. д., или же необходимо проводить указанные работы вручнзто; -отсутствие системы обогрева кабины водителя; -отсутствие достаточной мощности (мощность 7-8 кВт) и систем, позволяющих в совокупности выполнять на собственном самоходном шасси кроме транспортирования различных грузов, работу с различным навесным оборудованием для очистки улиц (щетка, пылесос, снегоочиститель и т. д.) и

грузоподъемным устройством типа вилочный грузоподъемник от погрузчика, боковой захват, сталкиватель и т. д.

Целью предлагаемой полезной модели является :

-существенное уменьшение стоимости перевозок грузов;

-реализация самозагрузки - саморазгрузки грузов;

-упрощение и удешевление эксплуатационных работ, связанных с обслуживанием транспортного средства;

-улучшение работы водителя за счет обогрева кабины, уменьшение момента сопротивления на рулевом колесе, уменьшение количества операций при управлении транспортным средством;

увеличение функциональных возможностей за счет укомплектованности системами и сменными механизмами, позволяющими проводить работу с навесным оборудованием для очистки и мойки улиц, таких как щетка, пылесос, снегоочиститель и т. д. и грузоподъемным устройством типа вилочный грузоподъемник от погрузчика, боковой захват, сталкиватель и т. д., лебедочным устройством.

Указанная цель достигается тем, что известное малогабаритное, высокоманевренное транспортное средство, содержащее шасси, кузов, кабину, систему электрооборудования з омплектовано двигателем внутреннего сгорания, гидростатической системой, состоящей из гидростатической трансмиссии, гидравлической системы управления, гидравлической системой отбора мощности, состоящей из аксиально-порщневого регулируемого гидронасоса, блока гидрораспределителей, гидроцилиндров для механизма самозагрузки-саморазгрузки кузова и его опрокидывания, гидроцилиндров для грузоподъемного механизма, гидромотора для лебедочного устройства и различного навесного оборудования, предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания, теплообменник которого является к тому же и тепловым аккумулятором-глушителем на твердом теплоносителе, системой обогрева кабины и крытого кузова с использованием теплообменника предпускового подогревателя двигателя внутреннего сгорания, рулевой колонкой с

изменяемым угловым положением и изменяемой высотой рулевого колеса, системой дожигания выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

На ФигЛ. показаны фотографии действующего макетного образца предлагаемой полезной модели с кабиной и кузовом, который укомплектован двигателем внутреннего сгорания, автомобильной системой электрооборудования, рулевой колонкой с изменяемым угловым положением и изменяемой высотой рулевого колеса, гидростатической системой.

На Фиг.2 и Фиг.З показаны компоновка действующего макетного образца предлагаемой полезной модели и его габаритные размеры. Основными элементами полезной модели, которые показаны на Фиг.З, являются: рама самоходного шасси (1), кабина (2), рулевая колонка (3), выхлопная труба (4), тепловой аккумулятор (5), дожигатель выхлопных газов (6), силовая установка с двигателем и гидронасосами (7), кузов (8), гидробак (9), задние сигнальные фонари (10), гидромотор (11), мост ведущий (12), мост управляемый (13), сиденье (14), фонари передние (15), фары (16), лебедочное устройство (17). На Фиг.З показаны не все элементы гидравлической системы, состав которой полностью преведен на Фиг.4.

На Фиг.4. приведена упрощенная блок-схема гидростатической системы и ее связь с элементами транспортного средства и исполнительными рабочими механизмами. Она состоит из гидростатической трансмиссии, гидравлической системы управления и гидравлической системы отбора мощности.

Гидростатическая трансмиссия передает крутящий момент и мощность от двигателя внутреннего сгорания на промежуточный редуктор, который жестко связан с дифференциалом ведущего моста и через который крутящий момент далее передается на колеса. Изменение крутящего момента на аксиальнопоршневом регулируемом гидромоторе происходит за счет увеличения подачи топлива дня сгорания в двигателе внутреннего сгорания или же изменения момента сопротивления на ведущих колесах. Изменение момента сопротивления на ведущих колесах автоматически приводит к изменению давления масла на входе в аксиально-поршневой гидромотор, что в конечном итоге приводит за счет работы автоматической системы регулирования к изменению рабочих объемов как аксиально-поршневого регулируемого гидромотора, так и аксиально-поршневого регулируемого гидронасоса и тем самым к непрерывному автоматическому изменению в заданном интервале скорости передвижения транспортного средства. Подобные гидростатические трансмиссии нашли применение в ряде зарубежных и отечественных автопогрузчиках. Использование гидростатической системы кроме непрерывного автоматического переключения скорости передвижения транспортного средства на любом режиме работы двигателя внутреннего сгорания позволяет к тому же существенно упростить и облегчить управление транспортным средством, т.к. использование гидравлической системы управления суш;ественно уменьшает момент сопротивления на рулевом колесе; движение и торможение транспортного средства проводится нажатием только одной педали, которая предназначена, при ее нажатии, регулировать скорость передвижения транспортного средства в направлении вперед или назад, а при отжатии (отпускании) педали - к автоматическому торможению транспортного средства за счет гидромотора. Скорость передвижения транспортного средства зависит от величины нажатия педали, т. к. увеличение нажатия педали приводит к увеличению подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания и, таким образом, приводит к изменению на входе в гидростатическую трансмиссию крутящего момента и мощности двигателя. Таким образом, управление транспортным средством производится только с помощью рулевого колеса и педали, что существенно облегчает работу водителя и не требует от него высокой квалификации. Использование в гидростатической системе специальной системы отбора мощности позволяет на одном универсальном самоходном шасси, каким является предлагаемая полезная модель, оборудуя ее дополнительными грузоподъемными механизмами или различным навесным оборудованием, вьшолнять следующие виды работ:

(например П-образный погрузочно-разгрузочный механизм с лебедочным устройством, механизм опрокидывания кузова, гидравлический манипулятор и

-выполнять все виды работ, которые выполняются, например, электро и автопогрузчиками, за счет использования навесного оборудования (вилочный грузоподъемник, боковой захват, сталкиватель, кантователь и т. д.) при установке в кузове или на платформе специального противовеса для повышения продольной устойчивости транспортного средства;

-чистка улиц с помощью различного навесного оборудования от мусора, пыли, снега (щетки, пылесос, поливальная установка, мойка ограждений и другие);

-транспортирование грузов на прицепных тележках (работа в качестве тягача);

-перемещать грузы по транспортерной ленте (работа в комплексе с транспортером).

Кроме указанных выше работ могут выполняться и многие другие, т.к. гидростатическая система позволяет без особых проблем за счет только прокладки гибких резиновых шлангов высокого давления, по которому подается масло от гидрораспределителя до элемента отбора мощности (гидроцилиндра, гидромотора), передать энергию двигателя внутреннего сгорания до исполнительного элемента любого навесного оборудования, которое по требуемой мощности должно быть скомплексировано с мощностью двигателя внутреннего сгорания предлагаемой полезной модели. Что касается полезной модели, то при наличии гидростатической системы на ней может использоваться без особых переделок целая гамма относительно малогабаритных двигателей различной мощности от 4 кВт до 75 кВт и выще, что в конечном итоге позволяет функционально существенно расщирить круг рещаемых задач по применяемости предлагаемой полезной модели.

.5 -6-улучшить запуск двигатель внутреннего сгорания во всем диапазоне температур эксплуатации транспортного средства за счет его подогрева перед запуском с помощью энергии выхлопных газов, запасенной в тепловом аккумуляторе - глушителе, что существенно увеличивает срок службы двигателя внутреннего сгорания и позволяет легко проводить его запуск в диапазоне низких температур (-30°...-40° С). Прогрев двигателя перед его запуском при любой температуре окружающего воздуха производится за счет прокачки воздуха, находящегося в воздушной полости картера двигателя, по замкнутому контуру через специальные каналы теплового аккумулятора глушителя, в котором температура твердого теплоносителя достигает 400° 450° С и более; -проводить подогрев кабины и при необходимости крытого кузова (кунга) во время работы двигателя за счет прокачки их воздуха по замкнутому контуру через специальные каналы теплового аккумулятора - глушителя герметично разнесенные с каналами для предпускового подогрева двигателя; -выполнять функции глушителя энергии выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания за счет направления их из выхлопного коллектора двигателя через дожигатель в тепловой аккумулятор - глушитель предпускового подогревателя, где они, проходя по тому же каналу, по которому при подогреве двигателя перед его запуском прогоняется воздух из картера двигателя, многократно изменяя свое направление движения и при этом многократно сужаясь и расширяясь теряют свою энергию. Использование дожигателя выхлопных газов позволяет: -сделать экологически более чистые выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания по окиси углерода и окислам азота; -повысить температуру выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, которые сразу же после двигателя попадают в теплообменник предпускового подогревателя двигателя и тем самым существенно поднимают изобарную теплоемкость твердого теплоносителя (стали) и в конечном итоге количество запасенной в теплообменнике тепловой энергии.

Как показывают расчеты и испытания макетного образца полезной модели, который показан на фиг, 1, то при одинаковой мощности двигателя внутреннего сгорания полезной модели и электродвигателя прототипа ( 8 кВт), полезная модель экономичнее прототипа в 3 раза при движении без груза и в 2 раза при движении с грузом 2000 кг. Такая существенная разница возникает в первую очередь за счет значительной разницы в массе полезной модели и прототипа (масса прототипа за счет большой массы аккумуляторной батареи и электродвигателя постоянного тока практически на 850-900 кг тяжелее массы полезной модели, которая по массе равна 950-1000 кг), а так же заметной разницы в стоимости электроэнергии и стоимости жидкого топлива.

Кроме экономичности, существенная разница (в 3...4 раза) наблюдается и в более высокой производительности полезной модели по отношению к прототипу при выполнении только работ по транспортированию, что следует из отсутствия при работе полезной модели технологических остановок, как в прототипе, связанных с необходимостью выдержать заданный диапазон температур некоторых элементов транспортного средства (системы управления), а также значительно более высокой скорости передвижения полезной модели как с грузом так и без груза. Максимальная скорость передвижения полезной модели без груза 25-30 км/час, а с грузом 2000 кг - 18-23 км/час; максимальная скорость передвижения прототипа без груза 18 км/час, с грузом 2000 кг - 15 км/час. Кроме того, как показывают расчеты и экспериментальные результаты полезная модель с грузом 2000 кг может дополнительно транспортировать по твердому покрытию прицепную тележку с грузом общей массой 3000 кг (общая масса при этом полезной модели с грузом и прицепной тележки с грузом равна 6000 кг) по ровному месту со скоростью 10 км/час и подниматься по уклону 4° со скоростью 1,5 км/час.

Полезная модель обладает по отнощению к прототипу и таким преимуществом, как отсутствие необходимости жесткой привязки как прототип к базе энергетической подзарядки или заправки топливом, что является существенным преимуществом и создает в этом плане большие удобства при эксплуатации транспортного средства.

Использование предлагаемой полезной модели как основной базы для работы в комплексе с различным навесным оборудованием, различными грузоподъемными механизмами и т.д. позволяет потребителю существенно сократить свои расходы при выполнении целого комплекса разнообразных работ.

Claims (1)

1. Малогабаритное, высокоманевренное средство для перевозки грузов, содержащее самоходное шасси, кузов, кабину, электрооборудование, отличающееся тем, что оно укомплектовано двигателем внутреннего сгорания, гидростатической системой, состоящей из гидростатической трансмиссии, гидравлической системы управления, гидравлической системы отбора мощности, состоящей из аксиально - поршневого регулируемого гидронасоса, блока гидрораспределителей, гидроцилиндров для механизма самозагрузки - саморазгрузки кузова и его опрокидывания, гидроцилиндров для грузоподъемного механизма, гидромотора для лебедочного устройства и разливочного навесного оборудования, предпусковым подогревателем двигателя внутреннего сгорания, теплообменник которого является также и тепловым аккумулятором - глушителем на твердом теплоносителе, системой обогрева кабины и крытого кузова с использованием теплообменника предпускового подогревателя двигателя внутреннего сгорания, рулевой колонкой с изменяемым угловым положением и изменяемой высотой рулевого колеса, системой дожигания выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.