RU2784227C1

RU2784227C1 - Regenerative pneumohydraulic rod of the coupler of a road train with self-pulling function

Info

Publication number: RU2784227C1
Application number: RU2022124514A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Посметьев; Вадим Олегович Никонов; Виктор Валерьевич Посметьев; Игорь Валерьевич Сизьмин
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2022-11-23

Abstract

FIELD: vehicles.

SUBSTANCE: invention relates to apparatus for coupling a trailer with a tractor. Regenerative pneumohydraulic rod of the coupler of a road train comprises a connecting ring; a shock-absorbing mechanism and a regenerative mechanism; a body with a hydraulic cylinder placed therein equipped with a tightly sealed divider dividing the hydraulic cylinder into hydraulic cylinders of the shock-absorbing and regenerative mechanisms; a hydraulic tank; adjustable safety and reduction valves; check valves; a pneumohydraulic accumulator, two three-position four-port hydraulic control valves and a two-line normally closed hydraulic control valve; a rod crossbar; one suction and one discharge pipelines, suction-discharge, pressure and flexible pipelines. Pistons with pins are placed in the hydraulic cylinders of the shock-absorbing mechanism and the regenerative mechanism. The shock-absorbing mechanism includes a pneumohydraulic accumulator. The pneumohydraulic accumulator is linked both with the hydraulic tank and with the connection port via the adjustable reduction valve, using the pressure and discharge pipelines.

EFFECT: higher reliability of the road train, provided energy regeneration, and road train self-pulling function imparted to the coupler rod.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к устройствам для сцепления прицепа с тягачом.The invention relates to the field of transport engineering, in particular, to devices for coupling a trailer with a tractor.

Известно дышло сцепного устройства автопоезда (Патент №4577883 США; МПК B60D 1/14; опубл. 25.03.1986), содержащее трубчатую поперечную балку, перемещающуюся в продольном направлении, раздвижную двухсекционную телескопическую стрелу, две буксирные цепи, буксирный крюк и фиксирующий винт.It is known to draw a coupling device of a road train (U.S. Patent No. 4577883; IPC B60D 1/14; publ. 03/25/1986), containing a tubular transverse beam moving in the longitudinal direction, a sliding two-section telescopic boom, two towing chains, a towing hook and a fixing screw.

Недостатком этого дышла сцепного устройства автопоезда являются большие габаритные размеры при полном выдвижении двухсекционной телескопической стрелы, ограничивающие область его применения.The disadvantage of this drawbar hitch road train are large overall dimensions with full extension of the two-section telescopic boom, limiting the scope of its application.

Известно дышло сцепного устройства автопоезда (Патент №2149765 РФ; МПК B60D 1/145; опубл. 27.05.2000), содержащее корпус цилиндра, жестко закрепленный в дышле, гидробак, регулируемый предохранительный клапан, трубопроводы, пневмогидравлический аккумулятор.Known drawbar coupling device of the road train (Patent No. 2149765 of the Russian Federation; IPC B60D 1/145; publ. 05/27/2000), containing a cylinder body rigidly fixed in the drawbar, a hydraulic tank, an adjustable safety valve, pipelines, a pneumohydraulic accumulator.

Недостатками данного дышла сцепного устройства автопоезда являются сложная конструкция, большие габариты, масса, и, как следствие, дороговизна в изготовлении. Кроме того, оно не предусматривает использования гидравлической энергии, накапливаемой в пневмогидравлическом аккумуляторе при торможении, поворотах и наезде автопоезда на препятствия.The disadvantages of this drawbar hitch road train are complex design, large dimensions, weight, and, as a consequence, the high cost of manufacture. In addition, it does not provide for the use of hydraulic energy accumulated in the pneumohydraulic accumulator during braking, turning and hitting obstacles.

Известно дышло сцепного устройства автопоезда (Патент №2664469 Германия; МПК B60D 1/155; опубл. 14.05.2013), содержащее сцепную петлю, продольные направляющие, выдвижную трубу для регулирования длины дышла, боковины вилки, заднюю поперечину, запирающий элемент, подшипники.Known drawbar hitch hitch (Patent No. 2664469 Germany; IPC B60D 1/155; publ. 05/14/2013), containing a coupling loop, longitudinal guides, a retractable pipe for adjusting the length of the drawbar, fork sidewalls, rear cross member, locking element, bearings.

Недостатком этого дышла сцепного устройства автопоезда является малая степень демпфирования ударных нагрузок, приводящая к его преждевременному выходу из строя при торможении, поворотах и наезде автопоезда на препятствия.The disadvantage of this drawbar coupling device of the road train is the low degree of damping of shock loads, leading to its premature failure when braking, turning and hitting the road train on obstacles.

Известно дышло сцепного устройства автопоезда (Патент №2772141 РФ; МПК B60D 1/14, B60D 1/145, B60D 1/155; опубл. 18.05.2022), содержащее присоединительное кольцо, амортизационный и рекуперативный механизмы, жестко закрепленный в дышле, соосно его продольной оси, корпус с размещенным в нем гидроцилиндром, снабженным герметичной перегородкой, делящей гидроцилиндр на гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов, гидробак, регулируемые предохранительный и редукционный клапаны, обратные клапаны, пневмогидравлический аккумулятор, присоединительный порт.Принято за прототип.It is known to draw a coupling device of a road train (Patent No. 2772141 of the Russian Federation; IPC B60D 1/14, B60D 1/145, B60D 1/155; publ. longitudinal axis, a body with a hydraulic cylinder placed in it, equipped with a sealed partition dividing the hydraulic cylinder into hydraulic cylinders of shock-absorbing and recuperative mechanisms, a hydraulic tank, adjustable safety and pressure reducing valves, check valves, a pneumohydraulic accumulator, a connecting port. Taken as a prototype.

Однако указанное дышло сцепного устройства обладает ограниченными функциональными возможностями, не позволяющими осуществлять самовытаскивание автопоезда, эксплуатируемого в сложных дорожных и природно-климатических условиях.However, said drawbar of the coupling device has limited functionality that does not allow self-pulling of a road train operated in difficult road and climatic conditions.

Целью изобретения является повышение надежности автопоезда, обеспечение рекуперации энергии, а также придание дышлу сцепного устройства функции самовытаскивания автопоезда.The aim of the invention is to increase the reliability of the road train, provide energy recovery, and also give the drawbar of the coupling device the function of self-pulling the road train.

Это достигается тем, что рекуперативное пневмогидравлическое дышло сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания, содержащее присоединительное кольцо, амортизационный и рекуперативный механизмы, жестко закрепленный в дышле, соосно его продольной оси, корпус с размещенным в нем гидроцилиндром, снабженным герметичной перегородкой, делящей гидроцилиндр на гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов, гидробак, регулируемые предохранительный и редукционный клапаны, обратные клапаны, пневмогидравлический аккумулятор, присоединительный порт, согласно изобретению, дополнительно содержит управляемые пилотными электромагнитами два трехпозиционные четырехлинейные стандартной схемы №44 и двухлинейный нормально закрытый гидрораспределители, поперечину дышла, всасывающий, сливной, всасывающе-сливные, напорные и гибкие трубопроводы; в гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов помещены поршни со штоками, в которых свободный конец штока гидроцилиндра амортизационного механизма жестко соединен с присоединительным кольцом, а свободный конец штока гидроцилиндра рекуперативного механизма жестко соединен с поперечиной дышла; амортизационный механизм включает в себя пневмогидравлический аккумулятор, соединенный с помощью напорного трубопровода с входом первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя и гибкого трубопровода со штоковой полостью гидроцилиндра амортизационного механизма, а выход первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, посредством всасывающе-сливного трубопровода, сообщает поршневую полость гидроцилиндра амортизационного механизма с гидробаком; рекуперативный механизм включает в себя поршневую полость гидроцилиндра рекуперативного механизма, соединенную с помощью напорных трубопроводов с пневмогидравлическим аккумулятором через соединенные последовательно входы второго трехпозиционного четырехлинейного и двухлинейного нормально закрытого гидрораспределителей, при этом напорный трубопровод, установленный между их входами, посредством обратного клапана и всасывающего трубопровода, сообщается с гидробаком, который с помощью всасывающе-сливного трубопровода сообщается с выходом второго трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, причем параллельно двухлинейному нормально закрытому гидрораспределителю установлен обратный клапан; пневмогидравлический аккумулятор с помощью напорного и сливного трубопроводов соединен как с гидробаком, посредством регулируемого предохранительного клапана, так и с присоединительным портом посредством регулируемого редукционного клапана.This is achieved by the fact that the recuperative pneumohydraulic drawbar of the coupling device of the road train with the function of self-pulling, containing the connecting ring, shock-absorbing and recuperative mechanisms, rigidly fixed in the drawbar, coaxially to its longitudinal axis, the body with the hydraulic cylinder placed in it, equipped with a sealed partition, dividing the hydraulic cylinder into shock-absorbing hydraulic cylinders and recuperative mechanisms, a hydraulic tank, adjustable safety and pressure reducing valves, check valves, a pneumohydraulic accumulator, a connecting port, according to the invention, additionally contains two three-position four-line standard scheme No. - drain, pressure and flexible pipelines; pistons with rods are placed in the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, in which the free end of the shock-absorbing mechanism hydraulic cylinder rod is rigidly connected to the connecting ring, and the free end of the hydraulic cylinder rod of the recuperative mechanism is rigidly connected to the drawbar cross member; the damping mechanism includes a pneumohydraulic accumulator connected by means of a pressure pipeline to the inlet of the first three-position four-line hydraulic distributor and a flexible pipeline with the rod end of the damping mechanism hydraulic cylinder, and the output of the first three-position four-line hydraulic distributor communicates the piston cavity of the damping mechanism hydraulic cylinder with a hydraulic tank by means of a suction-drain pipeline ; the recuperative mechanism includes a piston cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, connected by means of pressure pipelines to a pneumohydraulic accumulator through the inputs of the second three-position four-line and two-line normally closed hydraulic distributors connected in series, while the pressure pipeline installed between their inputs, by means of a check valve and a suction pipeline, is reported with a hydraulic tank, which, using a suction-drain pipeline, communicates with the outlet of the second three-position four-line hydraulic valve, and a check valve is installed in parallel with the two-line normally closed valve; the pneumatic-hydraulic accumulator is connected both to the hydraulic tank by means of an adjustable safety valve and to the connecting port by means of an adjustable pressure reducing valve by means of pressure and drain pipelines.

На фиг.1 представлена схема рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда c функцией самовытаскивания; на фиг.2 - его сечение по А-А в статическом состоянии; на фиг.3 - схема, поясняющая работу дышла сцепного устройства при ускорении автопоезда; на фиг.4 - то же, при замедлении автопоезда; на фиг.5 - то же, при самовытаскивании автопоезда.Figure 1 shows a diagram of a regenerative pneumohydraulic drawbar coupling device of a road train with a self-pulling function; figure 2 - its section along a-a in a static state; figure 3 is a diagram explaining the operation of the drawbar of the coupling device when accelerating the road train; figure 4 - the same, when slowing down the train; figure 5 - the same, when self-pulling the road train.

Рекуперативное пневмогидравлическое дышло сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания размещается между автомобилем 1 и прицепом 2 с помощью закрепленного на раме 3 автомобиля 1 крюка 4. Оно содержит амортизационный и рекуперативный механизмы, присоединительное кольцо 15, жестко закрепленный в дышле 6, соосно его продольной оси, корпус 8 с размещенным в нем гидроцилиндром 9, снабженным герметичной перегородкой 10, делящей гидроцилиндр 9 на гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов, гидробак 22, регулируемый предохранительный 27, регулируемый редукционный 28 и обратные 20 и 21 клапаны, присоединительный порт 29, управляемые пилотными электромагнитами два трехпозиционные четырехлинейные стандартной схемы (№44) 23 и 24 и двухлинейный нормально закрытый 25 гидрораспределители, всасывающий 30, сливной 35, всасывающе-сливные 36 и 37, напорные 31-34 и гибкие 16-19 трубопроводы. При этом в гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов помещены поршни 11 и 12 со штоками 13 и 14, в которых свободный конец штока 13 гидроцилиндра амортизационного механизма жестко соединен с присоединительным кольцом 15, а свободный конец штока 14 гидроцилиндра рекуперативного механизма жестко соединен с поперечиной 7 дышла 6, шарнирно установленного на поворотной раме 5 передней колесной пары прицепа 2. Амортизационный механизм включает в себя пневмогидравлический аккумулятор 26, соединенный с помощью напорного трубопровода 31 с входом первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24 и гибкого трубопровода 16 со штоковой полостью А гидроцилиндра амортизационного механизма, а выход первого трехпозиционного черырехлинейного гидрораспределителя 24, посредством всасывающе-сливного трубопровода 36, сообщает поршневую полость Б гидроцилиндра амортизационного механизма с гидробаком 22. Рекуперативный механизм включает в себя поршневую полость В гидроцилиндра рекуперативного механизма, соединенную с помощью напорных трубопроводов 31-34 с пневмогидравлическим аккумулятором 26 через соединенные последовательно входы второго трехпозиционного четырехлинейного 23 и двухлинейного нормально закрытого 25 гидрораспределителей, при этом напорный трубопровод 33, установленный между их входами, посредством обратного клапана 21 и всасывающего трубопровода 30, сообщается с гидробаком 22, который с помощью всасывающе-сливного трубопровода 37 сообщается с выходом второго трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 23, причем параллельно двухлинейному нормально закрытому гидрораспределителю 25 установлен обратный клапан 20. Пневмогидравлический аккумулятор 26, в свою очередь, с помощью напорного 31 и сливного 35 трубопроводов соединен как с гидробаком 22, посредством регулируемого предохранительного клапана 27, так и с присоединительным портом 29 посредством регулируемого редукционного клапана 28.The recuperative pneumohydraulic drawbar of the road train coupling device with the self-pulling function is placed between the car 1 and the trailer 2 using the hook 4 fixed on the frame 3 of the car 1. 8 with a hydraulic cylinder 9 placed in it, equipped with a sealed partition 10, dividing the hydraulic cylinder 9 into hydraulic cylinders of shock-absorbing and recuperative mechanisms, a hydraulic tank 22, an adjustable safety 27, an adjustable reduction valve 28 and a check valve 20 and 21, a connecting port 29, controlled by pilot electromagnets, two three-position four-line standard scheme (No. 44) 23 and 24 and two-line normally closed 25 hydraulic distributors, suction 30, drain 35, suction-drain 36 and 37, pressure 31-34 and flexible 16-19 pipelines. At the same time, pistons 11 and 12 with rods 13 and 14 are placed in the hydraulic cylinders of the damping and recuperative mechanisms, in which the free end of the rod 13 of the damping mechanism hydraulic cylinder is rigidly connected to the connecting ring 15, and the free end of the rod 14 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is rigidly connected to the cross member 7 of the drawbar 6 , pivotally mounted on the swing frame 5 of the front wheelset of the trailer 2. The damping mechanism includes a pneumohydraulic accumulator 26 connected by means of a pressure pipeline 31 to the inlet of the first three-position four-line hydraulic distributor 24 and a flexible pipeline 16 with a rod cavity A of the hydraulic cylinder of the damping mechanism, and the output of the first three-position four-line hydraulic valve 24, through the suction-drain pipeline 36, communicates the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the damping mechanism with the hydraulic tank 22. The recuperative mechanism includes the piston cavity B of the hydraulic cylinder recuperative mechanism, connected by means of pressure pipelines 31-34 with a pneumohydraulic accumulator 26 through the inputs of the second three-position four-line 23 and two-line normally closed 25 hydraulic valves connected in series, while the pressure pipeline 33, installed between their inputs, by means of a check valve 21 and a suction pipeline 30, communicates with the hydraulic tank 22, which, using a suction-drain pipeline 37, communicates with the outlet of the second three-position four-line hydraulic valve 23, and a check valve 20 is installed in parallel with the two-line normally closed hydraulic valve 25. connected both to the hydraulic tank 22, through an adjustable safety valve 27, and to the connecting port 29 through an adjustable pressure reducing valve 28.

Работа рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания основана на использовании кинетической энергии, возникающей в его сцепке от сил инерции масс автомобиля 1 и прицепа 2 при многочисленных переходных процессах движения автопоезда, таких, как: разгон, торможение тормозами и двигателем, повороты, движение по неровностям поверхности дороги и накатом под уклон, переключение передач и др. Дышло 6 сцепного устройства позволяет преобразовывать эту энергию в потенциальную для ее дальнейшего полезного использования как для автономной работы самого дышла 6 сцепного устройства, включая обеспечение им режима самовытаскивания автопоезда в условиях бездорожья, временных и недостаточно обустроенных грунтовых дорог (лесовозных дорог, дорог при строительстве магистральных трубопроводов и др.), так и для применения, например, в технологическом гидравлическом оборудовании автопоезда (манипуляторах, пильных и сучкорезных механизмах, аутригерах и др.). При этом дышло 6 сцепного устройства адаптировано к воздействию на автопоезд таких факторов, как: состояние дорожных условий, техническое состояние автомобиля 1 и прицепа 2 (синхронность торможения всеми колесами, степень изношенности шин и др.), профессионализм водителя и др. Кроме того, при использовании в дышле 6 сцепного устройства двух трехпозиционных четырехлинейных 23 и 24, одного двухлинейного нормально закрытого 25 гидрораспределителей и предохранительного клапана с регулируемыми дистанционно, с помощью пилотных электромагнитов, золотниками (на фиг.не показаны), дышло 6 сцепного устройства может сопрягаться с бортовой ЭВМ автопоезда, что позволяет автоматически в реальном времени реализовать оптимальные рабочие параметры управления дышлом 6 сцепного устройства.The operation of the recuperative pneumohydraulic drawbar of the road train coupling device with the self-pulling function is based on the use of kinetic energy arising in its coupling from the forces of inertia of the masses of car 1 and trailer 2 during numerous transient processes of the road train movement, such as: acceleration, braking by brakes and engine, turns, movement over unevenness of the road surface and coasting downhill, gear shifting, etc. Drawbar 6 of the coupling device allows you to convert this energy into potential for its further useful use as for the autonomous operation of the drawbar 6 of the coupling device itself, including providing it with a self-pulling mode of the road train in off-road conditions, temporary and insufficiently equipped dirt roads (forest roads, roads during the construction of main pipelines, etc.), and for use, for example, in the technological hydraulic equipment of a road train (manipulators, saw and delimbing mechanisms, outriggers, etc. .). At the same time, the drawbar 6 of the coupling device is adapted to the impact on the road train of such factors as: the state of the road conditions, the technical condition of the car 1 and the trailer 2 (synchronous braking by all wheels, the degree of tire wear, etc.), the professionalism of the driver, etc. In addition, when the use in the drawbar 6 of the coupling device of two three-position four-line 23 and 24, one two-line normally closed 25 hydraulic distributors and a safety valve with remotely adjustable, using pilot electromagnets, spools (not shown in Fig.), the drawbar 6 of the coupling device can be interfaced with the onboard computer of the road train , which allows you to automatically realize in real time the optimal operating parameters for controlling the drawbar 6 of the hitch.

В неподвижном (статическом) состоянии автомобиля 1 и прицепа 2 (фиг.2) все три гидрораспределителя 23-25 находятся в среднем (нейтральном, нормально закрытом) положении, при этом полости А и В гидроцилиндра 9, заполненные рабочей жидкостью, заблокированы и не находятся под давлением, а штоки 13 и 14 находятся, соответственно, полностью во втянутом и выдвинутом крайних положениях.In a stationary (static) state of the car 1 and trailer 2 (figure 2), all three hydraulic valves 23-25 are in the middle (neutral, normally closed) position, while the cavities A and B of the hydraulic cylinder 9 filled with working fluid are blocked and are not under pressure, and the rods 13 and 14 are, respectively, fully retracted and extended extreme positions.

Перед началом движения автопоезда водитель из кабины автомобиля 1 с помощью пилотных электромагнитов управления золотниками двух трехпозиционных четырехлинейных гидрораспределителей 23 и 24 дистанционно, вручную или с помощью бортовой ЭВМ переводит их из положения «нейтральное» (среднее) в положение «включено», а двухлинейный нормально закрытый гидрораспределитель 25 - из положения «выключено» в положение «включено». В этом случае под воздействием давления рабочей жидкости в полостях А и В гидроцилиндра 9, создаваемого пневмогидравлическим аккумулятором 26, благодаря открытым напорным и сливным линиям гидрораспределителей 23-25 и посредством напорных 31-33, всасывающе-сливных 36 и 37 и гибких 16-19 трубопроводов, шток 13 оказывается полностью втянутым в поршневую полость Б гидроцилиндра амортизационного механизма до упора его поршня 11 в герметичную перегородку 10. Одновременно с этим шток 14 гидроцилиндра рекуперативного механизма находится в крайнем выдвинутом положении под давлением рабочей жидкости в поршневой полости В гидроцилиндра рекуперативного механизма. Для данного случая схема расположения штоков 13 и 14 в гидроцилиндре 9 аналогична схеме, представленной на фиг.2.Before starting the movement of the road train, the driver from the cab of the car 1, using pilot electromagnets for controlling the spools of two three-position four-line hydraulic distributors 23 and 24, remotely, manually or using an on-board computer, transfers them from the “neutral” (middle) position to the “on” position, and the two-line normally closed hydraulic distributor 25 - from the "off" position to the "on" position. In this case, under the influence of the pressure of the working fluid in the cavities A and B of the hydraulic cylinder 9, created by the pneumohydraulic accumulator 26, thanks to the open pressure and drain lines of the hydraulic distributors 23-25 and through pressure 31-33, suction-drain 36 and 37 and flexible 16-19 pipelines , the rod 13 is completely drawn into the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism until its piston 11 stops against the hermetic partition 10. At the same time, the rod 14 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is in the extreme extended position under the pressure of the working fluid in the piston cavity C of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism. For this case, the layout of the rods 13 and 14 in the hydraulic cylinder 9 is similar to the diagram shown in Fig.2.

При трогании с места или движении с ускорением автопоезда (фиг.3) на гидроцилиндр 9 посредством поперечины 7 дышла 6 начинает действовать сила инерции сопротивления движению со стороны массы прицепа 2. По этой причине кинематически связанные между собой крюк 4 и присоединительное кольцо 15 начинают перемещаться с автомобилем 1 (влево на фиг.3) относительно стоящего или отстающего при движении прицепа 2. При этом в начальный момент времени также перемещаются и шток 13 с поршнем 11 гидроцилиндра амортизационного механизма на некоторую величину l ₁, повышая давление рабочей жидкости в штоковой полости А гидроцилиндра амортизационного механизма, которая из этой полости поступает через гибкий трубопровод 16 и открытую линию входа первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24 в пневмогидравлический аккумулятор 26. При этом, благодаря разряжению, образующемуся в поршневой полости Б гидроцилиндра амортизационного механизма, она заполняется рабочей жидкостью из гидробака 22 через гибкий трубопровод 16, открытую сливную линию первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24 и всасывающе-сливной трубопровод 36. В данном случае амортизационный механизм способствует снижению динамических нагрузок на элементы конструкции автомобиля 1 и прицепа 2 при трогании с места или разгоне автопоезда, повышая плавность его хода как за счет демпфирующих свойств пневмогидравлического аккумулятора 26 и рабочей жидкости, так и за счет сил трения (естественного дросселирования) при ее движении в гибком 16 и напорном 31 трубопроводах. Рекуперативный механизм в данном случае остается в неизменном положении, так как поршневая полость В гидроцилиндра рекуперативного механизма находится под давлением рабочей жидкости благодаря открытым линиям второго трехпозиционного четырехлинейного 23 и двухлинейного нормально закрытого 25 гидрораспределителей, сообщающих эту полость с пневмогидравлическим аккумулятором 26, а штоковая полость Г гидроцилиндра рекуперативного механизма соединена с помощью всасывающе-сливного трубопровода 37 с гидробаком 22. При этом поршень 12 и шток 14 полностью выдвинуты из поршневой полости В гидроцилиндра рекуперативного механизма на величину l ₂.When starting off or moving with acceleration of the train (figure 3) on the hydraulic cylinder 9 through the cross member 7 drawbar 6 begins to act inertia force of resistance to movement from the mass of the trailer 2. For this reason, kinematically interconnected hook 4 and the connecting ring 15 begin to move with car 1 (to the left in figure 3) relative to the trailer 2 standing or lagging behind when driving. At the same time, at the initial moment of time, the rod 13 with the piston 11 of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism also moves by a certain value l ₁ , increasing the pressure of the working fluid in the rod end A of the hydraulic cylinder shock-absorbing mechanism, which from this cavity enters through a flexible pipeline 16 and an open input line of the first three-position four-line hydraulic distributor 24 into the pneumatic-hydraulic accumulator 26. At the same time, due to the vacuum formed in the piston cavity B of the shock-absorbing mechanism hydraulic cylinder, it is filled with working fluid from the hydraulic tank 22 through a flexible pipeline 16, an open drain line of the first three-position four-line hydraulic distributor 24 and a suction-drain pipeline 36. In this case, the shock-absorbing mechanism helps to reduce dynamic loads on the structural elements of the car 1 and trailer 2 when starting off or accelerating the road train, increasing its smoothness as due to the damping properties of the pneumohydraulic accumulator 26 and the working fluid, and due to the forces of friction (natural throttling) during its movement in the flexible 16 and pressure 31 pipelines. The recuperative mechanism in this case remains in the same position, since the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is under the pressure of the working fluid due to the open lines of the second three-position four-line 23 and two-line normally closed 25 hydraulic distributors communicating this cavity with the pneumohydraulic accumulator 26, and the rod cavity G of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is connected by means of a suction-drain pipeline 37 to the hydraulic tank 22. In this case, the piston 12 and the rod 14 are fully extended from the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism by the value l ₂ .

Возвращение дышла 6 сцепного устройства в исходное положение (фиг.2) после окончания разгона и движения автопоезда с установившейся постоянной скоростью происходит за счет давления рабочей жидкости в пневмогидравлическом аккумуляторе 26, которая под давлением поступает через открытую входящую линию первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24 и гибкий трубопровод 16 в штоковую полость А гидроцилиндра амортизационного механизма. При этом из поршневой полости Б гидроцилиндра амортизационного механизма рабочая жидкость через гибкий трубопровод 17, открытую выходную линию первого трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 24 и всасывающе-сливной трубопровод 36 вытесняется в гидробак 22.The return of the drawbar 6 of the coupling device to its original position (figure 2) after the end of acceleration and the movement of the road train at a steady constant speed occurs due to the pressure of the working fluid in the pneumohydraulic accumulator 26, which flows under pressure through the open inlet line of the first three-position four-line hydraulic valve 24 and a flexible pipeline 16 into the rod end A of the damping mechanism hydraulic cylinder. At the same time, from the piston cavity B of the damping mechanism hydraulic cylinder, the working fluid is forced out through the flexible pipeline 17, the open output line of the first three-position four-line hydraulic distributor 24 and the suction-drain pipeline 36 into the hydraulic tank 22.

Работа рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания при его движении с отрицательным ускорением (замедлением) или резком торможении заключается в следующем. Трехпозиционные четырехлинейные гидрораспределители 23 и 24 дистанционно переводятся из положения «нейтральное» в положение «включено», а двухлинейный нормально закрытый гидрораспределитель 25 остается в исходном положении «выключено». Прицеп 2 вместе с шарнирно соединенным дышлом 6 и жестко связанными с ним корпусом 8 и поперечиной 7, а также штоком 14 гидроцилиндра рекуперативного механизма перемещаются под воздействием силы инерции от массы движущегося прицепа 2 в сторону тормозящего автомобиля 1, то есть в сторону рамы 3 автомобиля 1, крюка 4 и присоединительного кольца 15 (влево из положения дышла 6 сцепного устройства, представленного на фиг.2, в положение, представленное на фиг.4). При этом поршень 12 вдвигается в гидроцилиндр рекуперативного механизма и приводит к повышению давления рабочей жидкости в его поршневой полости В и вытеснению рабочей жидкости посредством гибкого трубопровода 18, напорных трубопроводов 31-33 и обратного клапана 20 в пневмогидравлический аккумулятор 26. Этим обеспечивается рекуперация энергии рабочей жидкости, которая либо используется для автономной работы самого дышла 6 сцепного устройства в режиме самовытаскивания автопоезда, либо под возросшим давлением поступает непосредственно потребителю через регулируемый редукционный клапан 28 и присоединительный порт 29. В случае полной зарядки пневмогидравлического аккумулятора 26 рабочая жидкость сбрасывается через регулируемый предохранительный клапан 27 в гидробак 22.The operation of the recuperative pneumohydraulic drawbar of the road train coupling device with the self-pulling function when it moves with negative acceleration (deceleration) or sharp braking is as follows. Three-position four-line hydraulic valves 23 and 24 are remotely transferred from the "neutral" position to the "on" position, and the two-line normally closed valve 25 remains in its original "off" position. The trailer 2, together with the hinged drawbar 6 and the body 8 and the cross member 7 rigidly connected to it, as well as the rod 14 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, move under the influence of inertia from the mass of the moving trailer 2 towards the braking vehicle 1, that is, towards the frame 3 of the vehicle 1 , hook 4 and connecting ring 15 (to the left from the position of the drawbar 6 of the hitch shown in figure 2 to the position shown in figure 4). In this case, the piston 12 moves into the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism and leads to an increase in the pressure of the working fluid in its piston cavity B and the displacement of the working fluid through the flexible pipeline 18, pressure pipes 31-33 and the check valve 20 into the pneumohydraulic accumulator 26. This ensures the energy recovery of the working fluid , which is either used for autonomous operation of the drawbar 6 of the coupling device itself in the self-pulling mode of the road train, or, under increased pressure, goes directly to the consumer through the adjustable pressure reducing valve 28 and the connecting port 29. hydraulic tank 22.

Возвращение дышла 6 сцепного устройства в исходное положение (фиг.2) после окончания торможения автопоезда и его полной остановки или замедления происходит при последующем трогании и дальнейшем движении автопоезда. Это обеспечивается тем, что кинематически связанные между собой рама 3 автомобиля 1, крюк 4, присоединительное кольцо 15 и гидроцилиндр 9 смещаются влево (на фиг.2) относительно дышла 6, корпуса 8, поперечины 7 и штока 14 гидроцилиндра рекуперативного механизма. При этом в поршневой полости В гидроцилиндра рекуперативного механизма образуется разряжение рабочей жидкости, благодаря которому компенсирующий ее объем поступает в поршневую полость В гидроцилиндра рекуперативного механизма из гидробака 22 посредством всасывающего трубопровода 30, обратного клапана 21, напорных трубопроводов 33 и 34, открытой линии входа второго трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 23 и гибкого трубопровода 18.The return of the tongue 6 of the coupling device to its original position (figure 2) after the end of the braking of the road train and its complete stop or slowdown occurs during the subsequent starting and further movement of the road train. This is ensured by the fact that the kinematically interconnected frame 3 of the car 1, the hook 4, the connecting ring 15 and the hydraulic cylinder 9 are shifted to the left (in Fig.2) relative to the drawbar 6, the housing 8, the cross member 7 and the rod 14 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism. At the same time, a vacuum of the working fluid is formed in the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, due to which the volume compensating for it enters the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism from the hydraulic tank 22 through the suction pipeline 30, the check valve 21, the pressure pipelines 33 and 34, the open inlet line of the second three-position four-line hydraulic distributor 23 and flexible pipeline 18.

Далее, при движении автопоезда с ускорениями и замедлениями, обусловленными многочисленными факторами, воздействующими на автомобиль 1 и прицеп 2, рассмотренные рабочие циклы дышла 6 сцепного устройства чередуются аналогичным образом в описанной выше последовательности.Further, when the road train moves with accelerations and decelerations due to numerous factors affecting the car 1 and trailer 2, the considered working cycles of the drawbar 6 of the coupling device alternate in a similar way in the sequence described above.

Самовытаскивание автопоезда, застрявшего, например, при движении по недостаточно обустроенным грунтовым дорогам, осуществляется за счет толкающего воздействия дышла 6 сцепного устройства при принудительно заторможенном прицепе 2. С этой целью перед началом самовытаскивания поршни 11 и 12 с соответствующими штоками 13 и 14 гидроцилиндров амортизационного и рекуперативного механизмов приводятся в положение, представленное на фиг.4, в котором минимальная длина гидроцилиндра 9 с полностью втянутыми штоками 13 и 14 составит l _min. Это обеспечивается переключением трехпозиционных четырехлинейных гидрораспределителей 23 и 24 в положение «включено», а двухлинейного нормально закрытого гидрораспределителя 25 - в положение «реверс», при которых с помощью напорных 31-33, всасывающе-сливных 36 и 37 и гибких 16-19 трубопроводов полости А и Г гидроцилиндра 9 заполняются рабочей жидкостью под давлением из пневмогидравлического аккумулятора 26, а из полостей Б и В гидроцилиндра 9 рабочая жидкость вытесняется в гидробак 22. После этого ручным способом или дистанционно тормоза прицепа 2 переключаются во включенное положение, а если прицеп 2 оборудован устройством, стопорящим от поворота его поворотную ось, то осуществляется и стопорение этой оси. Затем водитель переключает второй трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 23 в положение «включено», а первый трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 24 - в положение «реверс», в результате чего полости Б и В гидроцилиндра 9 заполняются рабочей жидкостью под давлением из пневмогидравлического аккумулятора 26, а рабочая жидкость из полостей А и Г гидроцилиндра 9 вытесняется в гидробак 22. Таким образом, поршни 11 и 12 с соответствующими штоками 13 и 14 гидроцилиндров амортизационного и рекуперативного механизмов занимают положение, представленное на фиг.5, при котором благодаря максимально выдвинутым штокам 13 и 14 наибольшая длина гидроцилиндра 9 достигнет величины l _max=l _min +l ₁ _max+l ₂ _max. То есть толкающее усилие гидроцилиндра 9 будет воздействовать на застрявший автомобиль 1 относительно заторможенного прицепа 2 на величину перемещения, равную l ₁ _max+l ₂ _max. При необходимости, после передвижения автомобиля 1 на указанную величину, но еще недостаточную для полного самовытаскивания автопоезда, процесс поэтапно повторяется аналогичным образом с той лишь разницей, что в этом случае предварительно затормаживается автомобиль 1, а прицеп 2 растормаживается и подтягивается дышлом 6 сцепного устройства к автомобилю 1 на минимальное расстояние (фиг.4) путем соответствующего переключения трехпозиционных четырехлинейных 23 и 24 и двухлинейного нормально закрытого 25 гидрораспределителей.Self-extraction of a road train that is stuck, for example, when driving on insufficiently equipped dirt roads, is carried out due to the pushing effect of the drawbar 6 of the coupling device when the trailer 2 is forcibly braked. mechanisms are brought to the position shown in figure 4, in which the minimum length of the hydraulic cylinder 9 with fully retracted rods 13 and 14 will be l _min . This is ensured by switching the three-position four-line hydraulic valves 23 and 24 to the “on” position, and the two-line normally closed hydraulic valve 25 to the “reverse” position, in which, with the help of pressure 31-33, suction-drain 36 and 37 and flexible 16-19 cavity pipelines A and G of the hydraulic cylinder 9 are filled with working fluid under pressure from the pneumohydraulic accumulator 26, and from the cavities B and C of the hydraulic cylinder 9 the working fluid is forced into the hydraulic tank 22. After that, manually or remotely, the trailer 2 brakes are switched to the on position, and if the trailer 2 is equipped with a device , which stops its rotary axis from turning, then this axis is also locked. Then the driver switches the second three-position four-line hydraulic valve 23 to the “on” position, and the first three-position four-line hydraulic valve 24 to the “reverse” position, as a result of which the cavities B and C of the hydraulic cylinder 9 are filled with working fluid under pressure from the pneumohydraulic accumulator 26, and the working fluid from cavities A and D of the hydraulic cylinder 9 is forced into the hydraulic tank 22. Thus, the pistons 11 and 12 with the corresponding rods 13 and 14 of the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms occupy the position shown in Fig.5, in which, due to the maximum extended rods 13 and 14, the greatest length of the hydraulic cylinder 9 will reach the value l _max \ u003d l _min + l ₁ _max + l ₂ _max . That is, the pushing force of the hydraulic cylinder 9 will act on the stuck car 1 relative to the braked trailer 2 by a displacement value equal to l ₁ _max + l ₂ _max . If necessary, after moving the car 1 by the specified amount, but still insufficient for the complete self-pulling of the road train, the process is repeated in stages in a similar way, with the only difference being that in this case, the car 1 is preliminarily braked, and the trailer 2 is braked and pulled by the drawbar 6 of the coupling device to the car 1 to the minimum distance (figure 4) by appropriate switching three-position four-line 23 and 24 and two-line normally closed 25 valves.

Как при движении автопоезда с ускорением, так и его движении с замедлением, вследствие демпфирующих свойств гидросистемы, обеспечивается существенное снижение максимальных значений знакопеременных динамических нагрузок на конструкции автомобиля 1 и прицепа 2, вследствие чего повышается их надежность. Это достигается, в том числе, за счет наличия в гидросистеме дистанционно управляемого, регулируемого предохранительного клапана 27, позволяющего как в ручном, так и в автоматическом режимах с применением бортовой ЭВМ автомобиля 1, в зависимости от массы перевозимого в прицепе 2 груза и воздействия на автопоезд других многочисленных факторов, обеспечивать оптимальные параметры дышла 6 сцепного устройства.Both during the movement of the road train with acceleration and its movement with deceleration, due to the damping properties of the hydraulic system, a significant reduction in the maximum values of alternating dynamic loads on the structures of the car 1 and trailer 2 is ensured, as a result of which their reliability increases. This is achieved, among other things, due to the presence in the hydraulic system of a remotely controlled, adjustable safety valve 27, which allows both in manual and automatic modes using the on-board computer of the car 1, depending on the weight of the cargo carried in the trailer 2 and the impact on the road train numerous other factors, to ensure optimal parameters of the drawbar 6 of the hitch.

Такое исполнение заявляемого рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания позволяет повысить его эффективность за счет снижения расхода топлива благодаря рекуперации энергии рабочей жидкости, увеличить надежность автопоезда вследствие демпфирующих свойств гидросистемы дышла сцепного устройства и, соответственно, снизить динамические нагрузки на автомобиль и прицеп, дает возможность как в ручном, так и в автоматическом режимах обеспечивать улучшение плавности хода при движении автопоезда, и, таким образом, более благоприятные условия труда водителя, упростить и удешевить конструкции малоэффективных традиционных сцепных устройств автомобиля путем их замены на простой по устройству крюк. Кроме этого, заявляемое дышло обеспечивает эффект самовытаскивания автопоезда, что существенно повышает его проходимость при движении по недостаточно обустроенным грунтовым дорогам.Such a design of the proposed recuperative pneumohydraulic drawbar of the road train coupling device with the self-pulling function makes it possible to increase its efficiency by reducing fuel consumption due to the energy recovery of the working fluid, to increase the reliability of the road train due to the damping properties of the hydraulic system of the coupling device drawbar and, accordingly, to reduce the dynamic loads on the vehicle and trailer, gives the ability both in manual and automatic modes to improve the smoothness of the movement of the road train, and thus more favorable working conditions for the driver, to simplify and reduce the cost of the design of inefficient traditional vehicle coupling devices by replacing them with a hook that is simple in design. In addition, the inventive drawbar provides the effect of self-pulling the road train, which significantly increases its cross-country ability when driving on insufficiently equipped dirt roads.

Claims

A recuperative pneumohydraulic drawbar of a road train coupler with a self-pulling function, containing a connecting ring, shock-absorbing and recuperative mechanisms rigidly fixed in the drawbar coaxially to its longitudinal axis, a body with a hydraulic cylinder placed in it, equipped with a sealed partition dividing the hydraulic cylinder into hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, a hydraulic tank, adjustable safety and pressure reducing valves, non-return valves, a pneumohydraulic accumulator and a connecting port, characterized in that it additionally contains two three-position four-line standard scheme No. 44 hydraulic distributors controlled by pilot electromagnets and a two-line normally closed hydraulic distributor, drawbar crossbar, suction, drain, suction-drain, pressure and flexible pipelines; pistons with rods are placed in the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, in which the free end of the shock-absorbing mechanism hydraulic cylinder rod is rigidly connected to the connecting ring, and the free end of the hydraulic cylinder rod of the recuperative mechanism is rigidly connected to the drawbar cross member; the damping mechanism includes a pneumohydraulic accumulator connected by means of a pressure pipeline to the inlet of the first three-position four-line hydraulic distributor and a flexible pipeline with the rod end of the damping mechanism hydraulic cylinder, and the output of the first three-position four-line hydraulic distributor communicates the piston cavity of the damping mechanism hydraulic cylinder with a hydraulic tank by means of a suction-drain pipeline ; the recuperative mechanism includes a piston cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, connected by means of pressure pipelines to a pneumohydraulic accumulator through the inputs of the second three-position four-line and two-line normally closed hydraulic distributors connected in series, while the pressure pipeline installed between their inputs, through a check valve and a suction pipeline, communicates with a hydraulic tank, which, using a suction-drain pipeline, communicates with the outlet of the second three-position four-line hydraulic valve, and a check valve is installed in parallel with the two-line normally closed valve; the pneumatic-hydraulic accumulator is connected both to the hydraulic tank by means of an adjustable safety valve and to the connecting port by means of an adjustable pressure reducing valve by means of pressure and drain pipelines.