Специальные автомобили и автопоезда

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.

Рис.3. Полуавтоматическое опорно-сцепное устройство седельных автомобилей-тягачей

При расцепке, когда автомобиль-тягач подается вперед, шкворень полуприцепа раздвигает захваты. В этот момент штифт 9, имеющийся на левом захвате, нажимая на защелку, поворачивает ее и освобождает замок, который под действием пружины 14 передвигается до упора в захваты.

При сцепке автомобиль-тягач подается назад и шкворень полуприцепа, попадая в устье опорного круга, нажимает на внутренние скосы захватов, раздвигает их и устанавливает в рабочее, положение. В этот момент замок автоматически вдвигается пружиной в паз, образуемый передними концами захватов, и запирает сцепное устройство. После этого планку 1 предохранителя опускают, предупреждая возможность осевого перемещения замка и, следовательно, расцепку автопоезда в пути. Опорный круг может качаться на поперечной оси до 35°, а на продольной - до 20°. Опорно-сцепные устройства автомобилей-тягачей и полуприцепов во многих случаях для смягчения ударов при трогании с места и при движения имеют амортизаторы в виде продольных спиральных пружин или резиновых упоров.

Цилиндрический шкворень полуприцепа имеет в нижней части фланец, препятствующий выходу шкворня из замка опорного круга при несинхронных вертикальных перемещениях автомобиля-тягача и полуприцепа.

Полуприцепы, как правило, не имеют специальных устройств для корректирования их траектории при повороте автомобиля-тягача. В случаях, когда полуприцеп имеет две оси (тандем), одна из них выполняется поворачивающейся или смешенной относительно другой в целях уменьшения износа шин при движении их по paзным колеям. Полуприцеп в этом случае следует по колее автомобиля-тягача в "ограниченной степени".

Месторасположение и размеры седельно-сцепного устройства автомобилей-тягачей, не передающих через шкворень мощность для привода активных осей полуприцепа или paзличных механизмов, установленных на полуприцепе, должны соответствовать действующим стандартам.

Применение, на автопоездах стандартных седельно-сцепных устройств позволяет осуществлять сцепку и расцепку автомобилей-тягачей со всеми полуприцепами.

Для повышения поперечной устойчивости автопоездов и особенно при перевозке жидкостей в цистернах некоторые фирмы США изготовляют седельные устройства с пневматической блокировкой запорных механизмов, обеспечивающих выбор зазора между захватами и шкворнем полуприцепа.

Рис.4. Схема работы автоматического бесшкворневого седельно-сцепного устройства: а - подача автомобиля-тягача под полуприцеп; б - процесс сцепки: в - автомобиль-тягач сцеплен с полуприцепом.

Сцепное устройство ("компенсатор") фирмы "Holland Hitch" автоматически стабилизирует груженую цистерну, наклоняя ее при боковом крене тягача в противоположную сторону. Фирма "Fontain Truck Equpment выпускает седельные, устройства, в которых механическая блокировка совмещена с выбором зазора между шкворнем и захватами плиты. Седельное устройство имеет скользящее соединение с рамой автомобиля-тягача и поэтому может перемещаться вперед или назад и следовательно, рационально распределять массу полуприцепа между его осью (или осями) и седельным устройством.

Наряду с седельным устройством шкворневого типа за рубежом применяются автоматические бесшкворневые седельно-спепные устройства, например, Autosafe фирмы "Hands" (рис.4). В данном случае на автомобиле-тягаче установлены направляющие 5, изогнутая планка 15, расположенная посередине между направляющими, запорные крюки 8 (их два) и фиксаторы 6 запорных крюков, а на полуприцепе - поворотный стол 4, направляющие ролики 3 и катки 1 опорного устройства. Процесс сцепки происходит следующим образом: тягач задним ходом подается под полуприцеп (рис.4. а): направляющие ролики 3, перекатываясь по направляющим 5 автомобиля-тягача, поднимают полуприцеп (рис.4, б) и в определенный момент катки 1 опорного устройства отрываются от земли. В процессе дальнейшего перемещения автомобиля-тягача задним ходом шарнир 13 опорного устройства выталкивается из фиксатора 16, прикрепленного к опорным стойкам 2 изогнутой планкой 15 (рис.4. в). При дальнейшем поднятии опорных стоек пружина 11 запорного механизма опорного устройства растягивается, верхние части запорных крюков 8 упираются в направляющие ролики и, вращаясь вокруг осей 7, поворачиваются против часовой стрелки, пока передняя часть запорного крюка, преодолев сопротивление пружины 10, не повернет вниз фиксатор 6. В это время направляющие ролики захватываются крюками 8, которые заперты фиксаторами 6, и автопоезд готов к движению. Прибыв к месту назначения, водитель посредством выведенной в кабину тяги 9 освобождает фиксаторы и подает автомобиль-тягач вперед. Направляющие ролики полуприцепа скатываются по направляющим автомобиля-тягача, пружина 11, сжимаясь, поворачивает рычаги 12 и 14. которые опускают стойки в вертикальное положение, при этом шарнир 13 попадает в фиксатор 16 (см. рис.4. б). По описанной выше схеме работает большинство автоматических бесшкворневых устройств.

Скорость сцепки и расцепки автомобилей-тягачей и полуприцепов в значительной мере зависит от конструкций опорных устройств полуприцепов.

На отечественных полуприцепах наибольшее распространение получили опорные устройства с механическим ручным приводом. При этом привод может быть общим для двух опор или отдельным для каждой опоры. В последнее время начинают применяться опорные устройства с электрическим и гидравлическим приводом.

Опорное устройство Минского автозавода имеет раздельный механический ручной привод на каждую опору. В транспортном положении опоры убираются (поворачиваются вокруг шарниров) и закрепляются на раме. Раздельный привод обеспечивает более удобную сцепку и расцепку на неровной площадке и несколько снижает усилие на рукоятке, необходимое для подъема и опускания стоек. Недостаток этого опорного устройства состоит в том, что для подъема и опускания опор водителю приходится переходить с одной стороны автопоезда на другую.

Рис.5. Схема опорных устройств полуприцепа с гидравлическим приводом: А - автомобиль-тягач; Б - полуприцеп:1-маслянный бак.2 - блок клапанов; 3 - соединительная головка; 4 - запорный вентиль; 5-6 - цилиндры опорных устройств; 7 - опорные плиты; 8 - насос.

Это приводит к увеличению времени, необходимого на сцепку и расцепку автопоезда.

На автопоездах большой грузоподъемности наиболее широкое распространение должны получить опорные устройства, не требующие применения ручного труда, например с гидравлическим приводом (рис.5). Это устройство состоит из двух гидравлических цилиндров, масло в которые нагнетается насосом, приводимым от двигателя автомобиля-тягача через коробку отбора мощности.

Перед отцепкой полуприцепа в цилиндры опорного устройства подается насосом масло и происходит выдвижение опор. Перекрытие крана управления фиксирует опоры в выдвинутом положении. После сцепки тягача и полуприцепа кран управления открывают и масло под действием пружин выдавливается в бак и опоры поднимаются.

Такое опорное, устройство может быть применено на полуприцепах, работающих в сцепке со стандартными автомобилями-тягачами, оборудованными шлангами, имеющими соединительные головки. При необходимости опорные стойки могут быть подняты или опущены вручную при помощи насоса, установленного на полуприцепе. Время опускания и подъема стоек с использованием насоса с приводом от двигателя составляет 1,0-1,5 мин. При этом полностью исключается ручной труд. К недостаткам гидравлического опорного устройства относятся потери масла при соединении и разъединении шлангов автомобиля-тягача и полуприцепа, а также ухудшение работы привода при низких температурах воздуха (загустевание масла).

Для снижения стоимости перевозки грузов подвижным составом автомобильного транспорта необходимо обеспечить механизацию погрузочно-разгрузочных работ не только при перевозках массовых грузов, но и при транспортировании тарно-упаковочных грузов, в том числе из пунктов с небольшим или временным грузооборотом. В этих условиях наиболее целесообразно применять не стационарные погрузочные механизмы или автокраны и автопогрузчики, а механизмы, смонтированные на автомобилях. Такие автомобили-самопогрузчики при небольшом снижении своей грузоподъемности обеспечивают механизацию погрузки и выгрузки различных штучных или затаренных сыпучих грузов при незначительной затрате времени.

Важнейшим направлением в развитии комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ с тарно-штучными грузами на автомобильном транспорте является внедрение контейнерного способа доставки грузов. Прогрессивным направлением доставки контейнеров подвижным составом автомобильного транспорта является создание обменных контейнерных пунктов на крупных промышленных предприятиях, оптовых торговых базах и складах, базах материально-технического снабжения и других объектах с постоянными контейнеропотоками. На обменных контейнерных пунктах наиболее распространенным и эффективным средством механизации погрузочно-разгрузочных работ являются автопогрузчики (для среднетоннажных контейнеров) и специальные передвижные подъемные устройства, в том числе смонтированные на полуприцепах, предназначенных для перевозки контейнеров большой грузоподъемности.

Исследованиями НИИТАа установлено, что при отсутствии стационарных погрузочно-разгрузочных механизмов в пунктах погрузки и выгрузки целесообразно применять следующий подвижной состав автомобильного транспорта:

автомобили с консольным краном - грузоподъемностью 0,63 и 1.25 т при максимальном вылете стрелы;

автомобили с портальными кранами грузоподъемностью 1,25, 2,5 - 3,0 и 5.0т;

автомобили с грузоподъемными бортами (в том числе автомобили -фургоны);

полуприцепы-контейнеровозы с погрузочно-разгрузочными механизмами;

автомобили и полуприцепы со съемными кузовами-контейнерами.

По типу погрузочно-разгрузочного оборудования автомобили-самопогрузчики подразделяются на следующие основные группы: со стреловыми кранами, с качающимися порталами, грузоподъемными бортами, наклоняющейся платформой и навесными грузоподъемными устройствами.

Автомобили-самопогрузчики могут погружать тарные грузы на свою платформу и разгружать их с нее; перегружать грузы на рядом расположенные автомобили и прицепы или с их платформ на свою платформу, а также погружать грузы с площадки и разгружать их на площадку.

Особенностью автомобилей-самопогрузчиков кранового типа является то, что их краны имеют гидравлический привод и для уменьшения габаритов в транспортном положении они складываются. В сложенном состоянии краны выступают за габариты платформы и кабины всего лишь на 250-300мм (по ширине). Конструкции кранов различной грузоподъемности и их гидравлические схемы аналогичны. Краны отличаются друг от друга лишь размерами узлов.

Кран представляет собой (Рис.6) консоль, вращающуюся на колонне, смонтированной на раме автомобиля на опорах между кабиной и кузовом. Для возможности установки крана кузов автомобиля сдвигают назад.

Кран включает в себя следующие узлы: колонну, стрелу, механизм поворота крана, гидравлическую систему и стабилизаторы рессор.

Рис.6. Автомобиль-самопогрузчик с гидравлическим краном

Колонна крана состоит из трех секций, соединенных между собой болтами: опоры 1 крана, механизма 2 поворота и цилиндра подъемного механизма 3. Стрела крана состоит из рамы 6, хобота 8, трубы 9 с крюком и гидравлического цилиндра 7 двойного действия. Рама стрелы закреплена при помощи шарнирно-рычажного механизма на кронштейне 4, приваренном к корпусу цилиндра подъемного механизма 3, и связана с головкой плунжера. При подъеме или опускании плунжера цилиндра подъемного механизма рама стрелы крана перемещается по дуге вокруг шарнира 5. Хобот 8 соединен с рамой шарнирно. Стрела складывается при помощи гидравлического цилиндра 7. Для увеличения вылета стрелы труба с крюком выдвигается вручную. В крайних положениях она фиксируется в направляющих опорах хобота.

Механизм поворота крана показан на рис.7. Стойка опоры 9 крана, размещенная и корпусы, 10, запрессована в стальном фланце 1, который крепится болтами к раме автомобиля. Колонна вращается вокруг опоры на подшипниках 2. Вращение колонны осуществляется гидравлическим цилиндром 6 двойного действия и винтовой парой (винтовой шток 4 и гайка 5), при помощи которой поступательное движение превращается во вращательное. Поршень 7 имеет два штока, один из которых (винтовой 4) соединен с бронзовой гайкой 5, жестко связанной с колонной крана, а другой (шлицевой 8) - со шлицевой втулкой, запрессованной в стойку опоры 9. Поршень уплотняется в цилиндре 6 поворота стрелы уплотнителем 3.

Рис.7. Механизм поворота крана автомобиля-самопогрузчика.

Поворот крана, подъем и опускание стрелы осуществляются при помощи гидравлического привода. Поворот крана осуществляется следующим образом. При подаче, масла в цилиндр 6 поршень 7 либо поднимается, либо опускается в зависимости от того, с какой стороны давит на него масло. Шлицевой шток 8 поршня 7 жестко соединен с опорой 9 и через нее и фланец 1 - с рамой автомобиля. Поэтому вертикальное перемещение поршня возможно лишь только за счет вращения в ту или другую сторону гайки 5. Это и используется для поворота крана. Вращение гайки 5, связанной жестко с колонной крана, вызывает поворот крана.