Специальные автомобили и автопоезда

2

Содержание

Вступление

1. Классификация автопоездов и их преимущества

2. Тягово-сцепные устройства автопоездов

3. Автомобили-самопогрузчики кранового типа

Вступление

Важнейшим направлением в развитии технического прогресса на транспорте, в том числе и на автомобильном, является комплексная механизация погрузочно-разгрузочных работ и повышение качества перевозок.

В общем объеме перевозимых автомобилями грузов наибольший удельный вес составляют навалочные грузы (в основном нерудные строительные материалы). Перевозка этих грузов осуществляется, автомобилями или автопоездами-самосвалами, удельный вес перевозок грузов которыми возрастает из года в год. Так, в 1965 г. он составлял 49,5%, 1970 г. - 57,1, 1975 г. - свыше 70%.

Рост перевозок грузов автомобилями-самосвалами будет продолжаться и в будущем.

Технико-экономические расчеты показывают, что автомобили-самосвалы эффективны при перевозках грузов на расстояния, как правило, не более 15-20 км. При перевозке навалочных, грузов на большие расстояния целесообразно применять бортовые автомобили и автопоезда, разгрузка которых осуществляется стационарными или передвижными (в том числе самоходными) автомобилями-разгрузчиками.

Применение автопоездов является одним из методов повышения производительности автомобилей и снижения себестоимости перевозок.

Эффективность использования автопоездов в основном зависит от тягово-динамических свойств автомобилей-тягачей, которые определяются особенностями конструкции агрегатов и их компоновки.

1. Классификация автопоездов и их преимущества

Грузовые автопоезда по своему назначению разделяются на универсальные, специализированные и специальные.

Универсальные автопоезда (автопоезда с бортовыми платформами и универсальными фургонами) перевозят различные грузы.

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

Специальные автопоезда используются 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 прицельными 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 и роспуски, а по способу распределения вертикальных нагрузок на автопоезда с независимым распределением нагрузки (прицепные автопоезда), с зависимым (седельные автопоезда и автопоезда-роспуски) и смешанным (автопоезда в составе седельного тягача, полуприцепа и двухосного прицепа).

Прицепные автопоезда разделяются на универсальные, балластные и специальные, а седельные, на универсальные и специальные.

Прицепные автопоезда состоит из грузового автомобиля, оборудованного бортовой платформой или специальным кузовом и одного или нескольких прицепов. Седельные автопоезда состоят из седельного тягача и полуприцепа.

Автопоезда-роспуски состоят из тягача и прицепа-роспуска, оборудованных кониками.

У автопоездов-роспусков вертикальная нагрузка от собственной массы прицепа полностью передается на дорогу через его колеса, а от груза - через колеса роспуска и колеса тягача. Автопоезд-роспуск состоит из тягача, полуприцепа и прицепа-роспуска.

Если тягач прицепного автопоезда не несет полезной нагрузки, то иногда для увеличения сцепного веса он имеет балластную платформу. Такой тягач называется балластным. За последнее время в США получили распространение автомобили-тягачи типа "верблюд", которые имеют между кабиной и опорно-сцепным устройством бортовую платформу или кузов-фургон.

К наиболее распространенным специальным седельным автомобилям-тягачам относятся автомобили-тягачи повышенной проходимости, предназначенные для транспортирования полуприцепов в тяжелых дорожных условиях. Такие автомобили-тягачи имеют более мощные двигатели, увеличенное передаточное отношение трансмиссии и оборудованы устройствами для повышения проходимости - самоблокирующимся дифференциалами, специальными подвесками, системой подкачки шин воздухом и др.

Опыт эксплуатации автопоездов, в том числе специализированных, показал, что они имеют следующие преимущества: 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%).

По сравнению с одиночными автомобилями в 2 раза и более; снижение расхода топлива на тонну перевозимого груза или тонно-километр) на 20-30%; снижение себестоимости перевозок на 20-30% в зависимости от расстояния перевозок перевозка на большие расстояния снижает удельные затраты на погрузочно-разгрузочные работы; уменьшение коэффициента тары и стоимости подвижного состава. Снижение нагрузки на ось за счет увеличения числа осей позволяет резко снизить расход на строительство и содержание дорог.

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.

2. Тягово-сцепные устройства автопоездов

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.