Лекция на тему "Классификация автопоездов и их преимущества"
В отличие от одиночного автомобиля автопоезд состоит из двух или более транспортных звеньев, соединенных между собой шарнирно.

Грузовые автопоезда по своему назначению разделяются на:

- универсальные;

- специализированные;

- специальные.

Универсальные автопоезда предназначены для перевозки различных грузов (автопоезда с бортовыми платформами и универсальными фургонами).

Специализированные автопоезда предназначены для перевозки определенных видов грузов (автопоезда со специальными кузовами - самосвалы, панелевозы, для длинномерных грузов, цистерны, фургоны-рефрижераторы и др.).

Специальные автопоезда предназначены для перевозки постоянно смонтированного на них оборудования не транспортного назначения (передвижные электростанции, компрессорные установки, ремонтные мастерские и др.).
 
Основное различие конструкций существующих автопоездов состоит в характере распределения тяговых усилий и вертикальных нагрузок между тяговыми и прицепными звеньями, а также в наличии или отсутствии ведущих колес у прицепных звеньев.

Если прицепные звенья не имеют ведущих колес, то такой автопоезд называется автопоездом с пассивными прицепными звеньями.

В случае, когда прицепные звенья оборудованы ведущими колесами, автопоезд называется автопоездом с активными прицепными звеньями. Вертикальная нагрузка от собственной массы прицепного звена и от полезной массы груза может передаваться полностью или частично на колеса прицепного звена.

Грузовые автопоезда разделяются на:

- прицепные;

- седельные;

- роспуски.

Основные типы автопоездов показаны на рис.

Рисунок 4.1 - Основные типы автопоездов

Прицепные автопоезда состоят из грузового автомобиля, оборудованного бортовой платформой или кузовом-фургоном, и одного или нескольких прицепов (рис. 4.1 а и б).

Седельные автопоезда состоят из седельного тягача и полуприцепа (рис. 4.1 , г).

 
Автопоезда-роспуски состоят из тягача и прицепа-роспуска, оборудованных кониками (рис.4.1, д). Иногда автопоезд-роспуск состоит из тягача, полуприцепа и прицепа-роспуска.

По способу распределения вертикальных нагрузок автопоезда разделяются на:

- автопоезда с независимым распределением нагрузки (прицепные автопоезда – рис. 4.1, а, б и в);

- автопоезда с зависимым распределением нагрузки (седельные автопоезда – рис. , г и автопоезда-роспуски – рис. 4.1 , д);

- автопоезда со смешанным распределением нагрузки (автопоезда в составе седельного тягача, полуприцепа и двухосного прицепа – рис 4.1 , ж).

Если тягач прицепного автопоезда не несет полезной нагрузки, то иногда для увеличения сцепного веса он имеет балластную платформу. Такой тягач (рис.4.1 , в) называется балластным.

У автопоездов-роспусков (рис. 4.1 , д) вертикальная нагрузка от собственного веса прицепа полностью передается на дорогу через его колеса, а от груза - через колеса роспуска и колеса тягача.

Автомобили-тягачи типа «верблюд», которые имеют между кабиной и опорно-сцепным устройством бортовую платформу или кузов-фургон (рис. 4.1, е).

Грузовые автопоезда различаются также:

- по грузоподъемности;

- по числу ходовых осей тягового и прицепного звеньев;

- по высоте рамы над опорной поверхностью;

- по типу поворотного устройства и т. п.

Автопоезда используются как на усовершенствованных дорогах, так и по бездорожью.

Независимо от назначения автопоездов их эксплуатационные качества определяются:

- совершенством конструкции тягово-сцепных устройств и подвески;

- тяговыми и тормозными свойствами;

- топливной экономичностью;

- маневренностью;

- устойчивостью и проходимостью.
Автомобили-тягачи делятся на:

- прицепные;

- седельные.

Прицепные автомобили-тягачи, предназначенные для буксировки прицепов, разделяются на:

- универсальные;

- балластные;

- специальные.

Седельные автомобили-тягачи разделяются на:

- универсальные;

- специальные.

К числу универсальных прицепных автомобилей-тягачей (общего назначения) относятся грузовые автомобили, имеющие необходимые динамические качества и оборудование для буксировки прицепов.

Балластные автомобили-тягачи предназначены для буксировки тяжеловесных грузов, расположенных только на прицепе. Особенностью этих автомобилей-тягачей является то, что их кузов, имеющий небольшую площадь, загружается только балластом, необходимым для увеличения сцепного веса.

Специальные прицепные автомобили-тягачи предназначены для перевозки специальных грузов (самолетов и т. п.) или в особых условиях (например под землей).

Седельные универсальные автомобили-тягачи предназначены для транспортирования полуприцепов по усовершенствованным дорогам. Они изготовляются на базе грузовых автомобилей соответствующей грузоподъемности, имеющих более короткую раму. Вместо кузова автомобили-тягачи имеют тягово-сцепное устройство для соединения с полуприцепом.

К числу наиболее распространенных специальных седельных автомобилей-тягачей относятся автомобили-тягачи повышенной проходимости, предназначенные для транспортирования полуприцепов в плохих дорожных условиях. Такие автомобили-тягачи имеют более мощные двигатели, увеличенное общее передаточное отношение трансмиссии и оборудованы устройствами для повышения проходимости (самоблокирующиеся дифференциалы, специальные подвески, система подкачки шин воздухом и др.).

Тяговыми свойствами автопоезда называется способность двигаться в заданных дорожных условиях с определенными средними техническими скоростями, а также разгоняться и преодолевать подъемы.

Тяговые свойства автопоезда в основном зависят от:

- удельной мощности двигателя тягача;

- передаточных чисел в агрегатах трансмиссии;

- диаметра шин;

- числа ведущих колес.

Опыт эксплуатации автопоездов, в том числе специализированных, показал, что они имеют следующие преимущества по сравнению с одиночными автомобилями:

- снижение нагрузки на ось при той же грузоподъемности;

- наиболее полное использование имеющегося запаса мощности двигателей автомобилей и автомобилей-тягачей;

- повышение производительности автомобилей (несмотря на снижение средней технической скорости их движения на 15-20%).

Особенно большой эффект достигается при использовании автопоездов в составе автомобилей-тягачей и полуприцепов, поскольку в данном случае имеется возможность повысить коэффициент использования пробега, сократить простои под погрузкой и разгрузкой и увеличить скорость доставки грузов путем применения сменных полуприцепов (два и даже три полуприцепа при работе на коротких расстояниях и плечевом движении на дальних расстояниях).

Наряду с этим автопоезда в составе автомобилей-тягачей с полуприцепами имеют более высокие устойчивость, маневренность и проходимость по сравнению с автопоездами в составе автомобилей и прицепов вследствие меньших габаритных размеров по длине.

Специализированные автопоезда имеют большие преимущества по сравнению с одиночными специализированными автомобилями. Если специализированные кузова (фургоны-рефрижераторы, цистерны и др.) установлены на одиночных автомобилях, то они могут быть использованы только для перевозки данного вида груза и, как правило, в одном направлении.

Если же специализированные кузова установлены на прицепах или полуприцепах, то автомобиль-тягач может быть использован для перевозки других специализированных или бортовых прицепов и полуприцепов в обоих направлениях.
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.

Автомобильное тягово-сцепное устройство (ТСУ) можно представить как совокупность трех элементов:

- разъемно-сцепного механизма;

- амортизационно-поглощающего устройства;

- деталей крепления.

Тягово-сцепные устройства автомобилей-тягачей. Главным классификационным признаком узла является конструкция основной сопрягаемой пары.

По этому параметру буксирные приборы делятся на

- крюковые (пара: крюк - петля);

- шкворневые (шкворень - петля);

- шаровые (шар - петля).

Дополнительным классификационным признаком служит тип упругого элемента. Для снижения динамических нагрузок могут применяться цилиндрические или кольцевые пружины, а также резиновые демпферы. В грузовом автотранспорте получили распространение крюковые и шкворневые устройства. На автомобилях производства Украины и России, а также в США, Англии и Франции, применяются соединения типа "крюк петля". Соединение "шкворень - петля" применяется в Чехословакии, ГДР и ФРГ.

Рисунок 4.2 - Тягово-сцепное устройство типа крюк-петля:

1 — колпак гайки крюка; 2 — корпус; 3 — болт; 4 — шплинт; 5 — упругий элемент; 6 — гайка; 7 — пружинная шайба; 8 — болт крепления собачки; 9 — собачка защелки; 10 — пружина собачки; 11 — цепь шплинта защелки; 12 — ось собачки; 13 — гайка крепления защелки; 14 — защелка крюка; 15 — крюк; 16 — масленка; 17 — палец защелки; 18 — грязеотражатель крюка; 19 — крышка корпуса; 20 — задний фланец; 21 — передний фланец; 22 — гайка - крюка; 23 — масленка.

 
Кронштейны опор силового агрегата, опор кабины и передней подвески соединены с деталями рамы заклепками и болтами с гайками.

Тягово-сцепное устройство автомобилей КамАЗ 5320, 55102 типа крюк-петля, установлено в задней поперечине рамы. Стебель буксирного крюка 15 вставлен в массивный цилиндрический корпус 2, с одной стороны закрытый защитным колпаком 1, а с другой — крышкой 19 корпуса. Резиновый упругий элемент 5 расположен между двумя опорными фланцами 20 и 21. Наличие резинового упругого элемента смягчает ударные нагрузки при трогании автомобиля с прицепом с места и при движении по неровной дороге. На пальце 17 установлена защелка 14 крюка, застопоренная собачкой 9 и шплинтом с цепью 11; это не дает возможности дышлу прицепа выйти из зацепления с крюком.

Тягово-сцепное устройство автомобиля КамАЗ 53212 типа шкворень-петля (рис. 3), представляет собой V-образный ловитель 15, который закреплен на задней поперечине с помощью упругого фланца 11 и корончатой гайки 12. Амортизация осуществляется двумя резиновыми буферами 14, расположенными с обеих сторон задней поперечины 10 рамы.

 На ловителе закреплен исполнительный механизм с предохранителем 4 саморасцепки. В направляющей полости корпуса 6 находится шкворень 5, который фиксируется в крайнем верхнем положении рычагом 7, закрепленным на оси 8.

При ударе сцепной петли дышла прицепа по шкворню последний поднимается и освобождает рычаг, который под действием пружин возвращается в нижнее положение и опускает шкворень в отверстие сцепной петли. Предохранитель саморасцепки при этом выходит из фиксированного положения и запирает шкворень.

Рисунок 4.3 Тягово-сцепное устройство типа шкворень-петля :

1 — рукоятка; 2 — пружина; 3 — контргайка; 4 — предохранитель саморасцепки; 5 — шкворень; 6 — корпус исполнительного механизма; 7 — рычаг; 8 — ось рычага; 9 — передний фланец; 10 — задняя поперечина рамы; 11 — упорный фланец; 12 — гайка; 13 — задний фланец; 14 — резиновый буфер; 15 — ловитель.

В целях повышения безопасности и ускорения процесса сцепки автомобиля с прицепом за границей все шире применяют полуавтоматические тягово-сцепные устройства.

 
Двухосные и многоосные прицепы имеют устройства для поворота 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.

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.

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.4.3) 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.

Рисунок 4.4- Полуавтоматическое опорно-сцепное устройство седельных автомобилей-тягачей

Контрольные вопросы

1. Классификация автопоездов и их преимущества

2. Автомобили-тягачи и тяговые свойства автопоездов

3. Тягово-сцепные устройства автомобилей-тягачей

4. Тягово-сцепные устройства автопоездов-роспусков

5. Тягово-сцепные и опорные устройства седельных автомобилей-тягачей