RU2848855C1

RU2848855C1 - Recovery pneumohydraulic coupling device for truck with self-lifting function

Info

Publication number: RU2848855C1
Application number: RU2025114459A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Посметьев; Вадим Олегович Никонов; Анвар Минирович Кадырметов; Виктор Валерьевич Посметьев
Filing date: 2025-05-28
Publication date: 2025-10-21

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: recuperative pneumohydraulic drawbar of a road train coupling device comprises shock absorption and recuperative mechanisms, a connecting ring, a drawbar, a housing with a hydraulic cylinder located therein, a drawbar crossbar, a hydraulic tank, adjustable safety, adjustable reduction and check valves, a connecting port, a two-position four-line hydraulic distributor, as well as first and second two-position three-line hydraulic distributors. The hydraulic cylinders of the shock absorption and recuperation mechanisms contain pistons with rods. The shock absorption mechanism includes a pneumohydraulic accumulator. The recuperative mechanism includes the piston cavity of the recuperative mechanism hydraulic cylinder. The rod cavity of the recuperative mechanism hydraulic cylinder is connected to the atmosphere, and the pneumohydraulic accumulator is connected to both the hydraulic tank and the connection port via pressure and drain pipes.

EFFECT: simplification of the design and reduction of the weight of the recuperative pneumohydraulic drawbar of the coupling device of a road train with a self-extraction function.

1 cl, 4 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 to 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.A drawbar for a road train coupling device is known (US Patent No. 4577883; IPC B60D 1/14; published 03/25/1986), comprising a tubular cross beam moving in the longitudinal direction, an extendable two-section telescopic boom, two towing chains, a towing hook and a locking 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 coupling device for a road train is its large overall dimensions when the two-section telescopic boom is fully extended, limiting its area of 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.A drawbar for a road train coupling device is known (Patent No. 2149765 RF; IPC B60D 1/145; published 05/27/2000), containing a cylinder body rigidly fixed in the drawbar, a hydraulic tank, an adjustable safety valve, pipelines, and a pneumatic-hydraulic accumulator.

Недостатками данного дышла сцепного устройства автопоезда являются сложная конструкция, большие габариты и масса и, как следствие, дороговизна в изготовлении. Кроме того, оно не предусматривает использования гидравлической энергии, накапливаемой в пневмогидравлическом аккумуляторе при торможении, поворотах и наездах автопоезда на препятствия.The disadvantages of this road train drawbar coupling include its complex design, large dimensions, and weight, making it expensive to manufacture. Furthermore, it does not utilize the hydraulic energy stored in the pneumatic-hydraulic accumulator during braking, turning, and collisions with 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.A drawbar for a road train coupling device is known (Patent No. 2664469 Germany; IPC B60D 1/155; published 05/14/2013), containing a coupling loop, longitudinal guides, a retractable tube for adjusting the drawbar length, fork sides, a rear crossbar, a locking element, and bearings.

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

Известно рекуперативное пневмогидравлическое дышло сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания (Патент № 2784227 РФ; МПК B60D 1/14, B60D 1/145, B60D 1/155; опубл. 23.11.2022), содержащее амортизационный и рекуперативный механизмы, присоединительное кольцо, 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, в которые помещены поршни со штоками, поперечину дышла, гидробак, регулируемые предохранительный и редукционный клапаны, обратные клапаны, присоединительный порт, три управляемые пилотными электромагнитами гидрораспределителя, всасывающий, сливной, напорные и гибкие трубопроводы, причем амортизационный механизм включает в себя пневмогидравлический аккумулятор, который соединен с помощью гибкого трубопровода со штоковой полостью гидроцилиндра амортизационного механизма, а с помощью напорного и сливного трубопроводов - как с гидробаком, посредством регулируемого предохранительного клапана, так и с присоединительным портом посредством регулируемого редукционного клапана, рекуперативный механизм включает в себя поршневую полость гидроцилиндра рекуперативного механизма, соединенную с пневмогидравлическим аккумулятором, свободный конец штока гидроцилиндра амортизационного механизма жестко соединен с присоединительным кольцом, а свободный конец штока гидроцилиндра рекуперативного механизма жестко соединен с поперечиной дышла. Принято за прототип.A recuperative pneumohydraulic drawbar of a road train coupling device with a self-pulling function is known (Patent No. 2784227 RF; IPC B60D 1/14, B60D 1/145, B60D 1/155; published 23.11.2022), containing a shock-absorbing and recuperative mechanisms, a connecting ring rigidly fixed in the drawbar, coaxially with its longitudinal axis, a housing with a hydraulic cylinder placed therein, equipped with a sealed partition dividing the hydraulic cylinder into hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, in which pistons with rods are placed, a drawbar crossbar, a hydraulic tank, adjustable safety and pressure-reducing valves, check valves, a connecting port, three hydraulic distributors controlled by pilot electromagnets, suction, drain, pressure and flexible pipelines, and The shock-absorbing mechanism includes a pneumohydraulic accumulator, which is connected via a flexible pipeline to the piston rod end of the shock-absorbing mechanism's hydraulic cylinder, and via pressure and drain pipelines—both to the hydraulic tank via an adjustable relief valve, and to the connection port via an adjustable pressure-reducing valve. The recuperative mechanism includes the piston end of the recuperative mechanism's hydraulic cylinder, connected to the pneumohydraulic accumulator. The free end of the piston rod of the shock-absorbing mechanism's hydraulic cylinder is rigidly connected to the connecting ring, and the free end of the piston rod of the recuperative mechanism's hydraulic cylinder is rigidly connected to the drawbar crossmember. Adopted as a prototype.

Однако данное рекуперативное пневмогидравлическое дышло сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания имеет сложную конструкцию и большую массу.However, this regenerative pneumatic-hydraulic drawbar of the road train coupling device with a self-pulling function has a complex design and is heavy.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение массы рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания.The aim of the invention is to simplify the design and reduce the weight of a recuperative pneumatic-hydraulic drawbar of a road train coupling device with a self-pulling function.

Это достигается тем, что в рекуперативном пневмогидравлическом дышле сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания, содержащем амортизационный и рекуперативный механизмы, присоединительное кольцо, 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, в которые помещены поршни со штоками, поперечину дышла, гидробак, регулируемые предохранительный и редукционный клапаны, обратные клапаны, присоединительный порт, три управляемые пилотными электромагнитами гидрораспределителя, всасывающий, сливные, напорные и гибкие трубопроводы, причем амортизационный механизм включает в себя пневмогидравлический аккумулятор, который соединен с помощью гибкого трубопровода со штоковой полостью гидроцилиндра амортизационного механизма, а с помощью напорного и сливного трубопроводов - как с гидробаком, посредством регулируемого предохранительного клапана, так и с присоединительным портом посредством регулируемого редукционного клапана, рекуперативный механизм включает в себя поршневую полость гидроцилиндра рекуперативного механизма, соединенную с пневмогидравлическим аккумулятором, свободный конец штока гидроцилиндра амортизационного механизма жестко соединен с присоединительным кольцом, а свободный конец штока гидроцилиндра рекуперативного механизма жестко соединен с поперечиной дышла, согласно изобретению, управляемые пилотными электромагнитами гидрораспределители выполнены в виде двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, а также первого и второго двухпозиционных трехлинейных гидрораспределителей, герметичная перегородка размещенного в корпусе гидроцилиндра выполнена с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости, а штоковая полость гидроцилиндра рекуперативного механизма соединена с атмосферой, при этом пневмогидравлический аккумулятор соединен с помощью напорного трубопровода с напорной линией двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, сливная линия двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, посредством гибкого и сливного трубопроводов, сообщает поршневую полость гидроцилиндра амортизационного механизма с гидробаком, а поршневая полость гидроцилиндра рекуперативного механизма соединенна с пневмогидравлическим аккумулятором посредством открытой линии в исходном положении второго двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя, открытой линии во включенном положении первого двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя, гибких трубопроводов, обратного клапана и напорного трубопровода, причем гибкий трубопровод, соединяющий первый двухпозиционный трехлинейный гидрораспределитель с напорным трубопроводом, посредством обратного клапана и всасывающего трубопровода, сообщается с гидробаком.This is achieved by the fact that in the recuperative pneumohydraulic drawbar of the coupling device of a road train with a self-pulling function, containing a shock-absorbing and recuperative mechanisms, a connecting ring rigidly fixed in the drawbar, coaxially with its longitudinal axis, a housing 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, in which pistons with rods are placed, a drawbar crossbar, a hydraulic tank, adjustable safety and pressure-reducing valves, check valves, a connecting port, three hydraulic distributors controlled by pilot electromagnets, suction, drain, pressure and flexible pipelines, and the shock-absorbing mechanism includes a pneumohydraulic accumulator, which is connected by means of a flexible pipeline to the rod cavity of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism, and by means of pressure and drain pipelines - both with a hydraulic tank, by means of adjustable relief valve, and with a connection port by means of an adjustable pressure-reducing valve, the recuperative mechanism includes a piston cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, connected to a pneumohydraulic accumulator, the free end of the rod of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism is rigidly connected to the connecting ring, and the free end of the rod of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is rigidly connected to the crossbar of the drawbar, according to the invention, the hydraulic distributors controlled by pilot electromagnets are made in the form of a two-position four-way hydraulic distributor, as well as first and second two-position three-way hydraulic distributors, the sealed partition of the hydraulic cylinder located in the housing is made with holes for the supply and discharge of working fluid, and the rod cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is connected to the atmosphere, while the pneumohydraulic accumulator is connected by means of a pressure pipeline to the pressure line of the two-position four-way hydraulic distributor, the drain line of the two-position four-way hydraulic distributor, by means of a flexible and drain pipelines, communicates the piston cavity of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism with the hydraulic tank, and the piston cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is connected to the pneumohydraulic accumulator via an open line in the initial position of the second two-position three-line hydraulic distributor, an open line in the on position of the first two-position three-line hydraulic distributor, flexible pipelines, a check valve and a pressure pipeline, wherein the flexible pipeline connecting the first two-position three-line hydraulic distributor with the pressure pipeline, via a check valve and a suction pipeline, communicates with the hydraulic tank.

На фиг. 1 представлена схема рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания в статическом состоянии; на фиг. 2 - схема, поясняющая работу дышла сцепного устройства при трогании автопоезда с места; на фиг. 3 - то же, при замедлении автопоезда; на фиг. 4 - то же, при самовытаскивании автопоезда.Fig. 1 shows a diagram of a regenerative pneumatic-hydraulic drawbar of a road train coupling device with a self-pulling function in a static state; Fig. 2 is a diagram explaining the operation of the drawbar of the coupling device when the road train starts moving; Fig. 3 is the same, when the road train slows down; Fig. 4 is the same, when the road train is self-pulling.

Рекуперативное пневмогидравлическое дышло сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания (фиг. 1) размещается между автомобилем и прицепом с помощью закрепленного на раме автомобиля крюка 1. Оно содержит амортизационный и рекуперативный механизмы, присоединительное кольцо 2, дышло 3, шарнирно установленное на поворотной раме передней колесной пары прицепа, жестко закрепленный в дышле 3, соосно его продольной оси, корпус 4 с размещенным в нем гидроцилиндром 5, снабженным герметичной перегородкой 6 с отверстиями для подвода и отвода рабочей жидкости, делящей гидроцилиндр 5 на гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов, поперечину 11 дышла 3, гидробак 20, регулируемый предохранительный 18, регулируемый редукционный 19 и обратные 15 и 16 клапаны, присоединительный порт 21, управляемые пилотными электромагнитами двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 12, а также первый 13 и второй 14 двухпозиционные трехлинейные гидрораспределители, всасывающий 22, сливные 23 и 24, напорные 25 и 26 и гибкие 27-31 трубопроводы. В гидроцилиндры амортизационного и рекуперативного механизмов помещены поршни 7 и 8 со штоками 9 и 10, у которых свободный конец штока 9 гидроцилиндра амортизационного механизма жестко соединен с присоединительным кольцом 2, а свободный конец штока 10 гидроцилиндра рекуперативного механизма жестко соединен с поперечиной 11 дышла 3. Амортизационный механизм включает в себя пневмогидравлический аккумулятор 17, соединенный с помощью напорного трубопровода 25 с напорной линией двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 12 и гибкого трубопровода 27 со штоковой полостью А гидроцилиндра амортизационного механизма, а сливная линия двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 12, посредством гибкого 28 и сливного 24 трубопроводов, сообщает поршневую полость Б гидроцилиндра амортизационного механизма с гидробаком 20. Рекуперативный механизм включает в себя поршневую полость В гидроцилиндра рекуперативного механизма, соединенную с пневмогидравлическим аккумулятором 17 посредством открытой линии в исходном (в правом) положении второго двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 14, открытой линии во включенном (в крайнем правом) положении первого двухпозиционного трехлинейного гидрораспределителя 13, гибких трубопроводов 29-31, обратного клапана 15 и напорного трубопровода 25, при этом гибкий трубопровод 30, посредством обратного клапана 16 и всасывающего трубопровода 22, сообщается с гидробаком 20. Кроме того, штоковая полость Г гидроцилиндра рекуперативного механизма соединена с атмосферой, а пневмогидравлический аккумулятор 17 с помощью напорного 26 и сливного 23 трубопроводов соединен как с гидробаком 20, посредством регулируемого предохранительного клапана 18, так и с присоединительным портом 21 посредством регулируемого редукционного клапана 19.The recuperative pneumohydraulic drawbar of the coupling device of a road train with a self-pulling function (Fig. 1) is placed between the car and the trailer with the help of a hook 1 fixed on the frame of the car. It contains a shock-absorbing and recuperative mechanisms, a connecting ring 2, a drawbar 3, pivotally mounted on the rotating frame of the front wheel pair of the trailer, rigidly fixed in the drawbar 3, coaxially with its longitudinal axis, a housing 4 with a hydraulic cylinder 5 placed in it, equipped with a sealed partition 6 with holes for the supply and discharge of working fluid, dividing the hydraulic cylinder 5 into hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, a crossbar 11 of the drawbar 3, a hydraulic tank 20, an adjustable safety 18, an adjustable pressure-reducing 19 and check 15 and 16 valves, a connecting port 21, controlled by pilot electromagnets two-position four-way hydraulic distributor 12, as well as the first 13 and second 14 two-position three-way hydraulic distributors, suction 22, drain 23 and 24, pressure 25 and 26 and flexible 27-31 pipelines. Pistons 7 and 8 with rods 9 and 10 are placed in the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, in which the free end of the rod 9 of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism is rigidly connected to the connecting ring 2, and the free end of the rod 10 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is rigidly connected to the crossbar 11 of the drawbar 3. The shock-absorbing mechanism includes a pneumohydraulic accumulator 17, connected by means of a pressure pipeline 25 with the pressure line of a two-position four-way hydraulic distributor 12 and a flexible pipeline 27 with the rod cavity A of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism, and the drain line of the two-position four-way hydraulic distributor 12, by means of a flexible 28 and drain 24 pipelines, communicates the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism with the hydraulic tank 20. The recuperative mechanism includes a piston cavity B hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, connected to the pneumohydraulic accumulator 17 via an open line in the initial (in the right) position of the second two-position three-way hydraulic distributor 14, an open line in the switched-on (in the extreme right) position of the first two-position three-way hydraulic distributor 13, flexible pipelines 29-31, a check valve 15 and a pressure pipeline 25, wherein the flexible pipeline 30, via a check valve 16 and a suction pipeline 22, communicates with the hydraulic tank 20. In addition, the rod cavity G of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is connected to the atmosphere, and the pneumohydraulic accumulator 17 is connected via a pressure 26 and a drain 23 pipeline both with the hydraulic tank 20, via an adjustable safety valve 18, and with the connecting port 21 via an adjustable pressure-reducing valve 19.

Работа рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания основана на использовании кинетической энергии, возникающей в его сцепке от сил инерции масс автомобиля и прицепа при многочисленных переходных процессах, таких, как: разгон, торможение тормозами и двигателем, повороты, движение по неровностям поверхности дороги и накатом под уклон, переключение передач и др. Дышло 3 сцепного устройства позволяет преобразовывать эту энергию в потенциальную для ее дальнейшего полезного использования как при автономной работе самого дышла 3 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 в технологическом гидравлическом оборудовании автопоезда (манипуляторах, пильных и сучкорезных механизмах, аутригерах и др.). При этом дышло 3 сцепного устройства адаптировано к воздействию на автопоезд таких факторов, как: состояние дорожных условий, техническое состояние автомобиля и прицепа (синхронность торможения всеми колесами, степень изношенности шин и др.), профессионализм водителя и др. Кроме того, при использовании в дышле 3 сцепного устройства двухпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя 12, двухпозиционных трехлинейных гидрораспределителей 13 и 14 и регулируемого предохранительного клапана 18 оно может сопрягаться с бортовой ЭВМ автопоезда, что позволяет автоматически в реальном времени реализовать оптимальные рабочие параметры управления дышлом 3 сцепного устройства.The operation of the recuperative pneumohydraulic drawbar of the coupling device of the road train with the self-pulling function is based on the use of kinetic energy arising in its coupling from the inertial forces of the masses of the car and trailer during numerous transient processes, such as: acceleration, braking with brakes and engine, turns, movement on uneven road surfaces and coasting downhill, gear shifting, etc. Drawbar 3 of the coupling device allows converting this energy into potential for its further useful use both during the autonomous operation of the drawbar 3 of the coupling device itself, including providing the self-pulling mode of the road train in off-road conditions, temporary and insufficiently equipped dirt roads (logging roads, roads during the construction of main pipelines, etc.), and in the technological hydraulic equipment of the road train (manipulators, sawing and delimbing mechanisms, outriggers, etc.). In this case, the drawbar 3 of the coupling device is adapted to the impact on the road train of such factors as: the state of road conditions, the technical condition of the vehicle and trailer (synchronism of braking on all wheels, degree of wear of tires, etc.), the professionalism of the driver, etc. In addition, when using in the drawbar 3 of the coupling device a two-position four-line hydraulic distributor 12, two-position three-line hydraulic distributors 13 and 14 and an adjustable safety valve 18, it can be interfaced with the on-board computer of the road train, which allows for the automatic, real-time implementation of optimal operating parameters for controlling the drawbar 3 of the coupling device.

В неподвижном (статическом) состоянии автопоезда гидрораспределители 12 и 13 находятся в исходном (в левом) положении, а гидрораспределитель 14 в исходном (в правом) положении (фиг. 1). В этом случае под воздействием давления рабочей жидкости в штоковой полости А гидроцилиндра амортизационного механизма, создаваемого пневмогидравлическим аккумулятором 17, благодаря напорному трубопроводу 25, напорной линии гидрораспределителя 12 и посредством гибкого трубопровода 27, шток 9 гидроцилиндра амортизационного механизма оказывается полностью втянутым в его поршневую полость Б до упора поршня 7 в герметичную перегородку 6. При этом вся рабочая жидкость из поршневой полости Б гидроцилиндра амортизационного механизма вытесняется в гидробак 20 посредством гибкого трубопровода 28, сливной линии гидрораспределителя 12 и сливного трубопровода 24. В то же время, за счет сливного трубопровода 24, открытой линии в исходном (в левом) положении гидрораспределителя 13, гибкого трубопровода 31, открытой линии в исходном (в правом) положении гидрораспределителя 14 и гибкого трубопровода 29, вся рабочая жидкость из поршневой полости В гидроцилиндра рекуперативного механизма слита в гидробак 20, в результате чего его шток 10 полностью втянут в поршневую полость В гидроцилиндра рекуперативного механизма до упора его поршня 8 в герметичную перегородку 6.In the stationary (static) state of the road train, hydraulic distributors 12 and 13 are in the initial (left) position, and hydraulic distributor 14 is in the initial (right) position (Fig. 1). In this case, under the influence of the pressure of the working fluid in the rod cavity A of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism, created by the pneumohydraulic accumulator 17, thanks to the pressure pipeline 25, the pressure line of the hydraulic distributor 12 and by means of the flexible pipeline 27, the rod 9 of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism is completely drawn into its piston cavity B until the piston 7 stops against the sealed partition 6. In this case, all the working fluid from the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism is forced out into the hydraulic tank 20 by means of the flexible pipeline 28, the drain line of the hydraulic distributor 12 and the drain pipeline 24. At the same time, due to the drain pipeline 24, the open line in the initial (in the left) position of the hydraulic distributor 13, the flexible pipeline 31, the open line in the initial (in the right) position of the hydraulic distributor 14 and the flexible pipeline 29, all the working fluid from the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is drained into the hydraulic tank 20, as a result of which its rod 10 is completely drawn into the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism until its piston 8 rests against the sealed partition 6.

Перед началом движения автопоезда водитель из кабины автомобиля с помощью пилотных электромагнитов управления золотником гидрораспределителя 13 дистанционно, вручную или с помощью бортовой ЭВМ переводит его из исходного (левого) положения во включенное (в крайнее правое) положение (фиг. 2).Before the road train starts moving, the driver, from the vehicle cabin, using the pilot electromagnets for controlling the spool valve of the hydraulic distributor 13, remotely, manually or with the help of the on-board computer, moves it from the initial (left) position to the on (far right) position (Fig. 2).

При трогании с места или движении с ускорением автопоезда (фиг. 2) на гидроцилиндр 5 посредством поперечины 11 дышла 3 начинает действовать сила инерции сопротивления движению со стороны массы прицепа. По этой причине кинематически связанные между собой крюк 1 и присоединительное кольцо 2 начинают перемещаться с автомобилем (влево на фиг. 2) относительно стоящего или отстающего при движении прицепа. При этом в начальный момент времени также перемещаются и шток 9 с поршнем 7 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 27, напорную линию гидрораспределителя 12 и напорный трубопровод 25 в пневмогидравлический аккумулятор 17. В данном случае амортизационный механизм способствует снижению динамических нагрузок на элементы конструкций автомобиля и прицепа при трогании с места или разгоне автопоезда, повышая плавность его хода как за счет демпфирующих свойств пневмогидравлического аккумулятора 17 и рабочей жидкости, так и за счет сил трения при ее движении в гибком 27 и напорном 25 трубопроводах. При этом, при помощи штоковой полости Г гидроцилиндра рекуперативного механизма, соединенной с атмосферой, его поршень 8 и шток 10 полностью выдвигаются из поршневой полости В на величину l ₂. Кроме того, благодаря разряжению, образующемуся в поршневой полости В гидроцилиндра рекуперативного механизма, она заполняется рабочей жидкостью из гидробака 20 через всасывающий трубопровод 22, обратный клапан 16, гибкий трубопровод 30, открытую линию во включенном (в крайнем правом) положении гидрораспределителя 13, гибкий трубопровод 31, открытую линию в исходном (в правом) положении гидрораспределителя 14 и гибкий трубопровод 29.When the road train starts moving or accelerates (Fig. 2), the inertial force of the trailer's mass acts on the hydraulic cylinder 5 via the crossbar 11 of the drawbar 3. For this reason, the kinematically connected hook 1 and coupling ring 2 begin to move with the vehicle (to the left in Fig. 2) relative to the stationary or lagging trailer. In this case, at the initial moment of time, the rod 9 with the piston 7 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 cavity A of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism, which from this cavity enters through the flexible pipeline 27, the pressure line of the hydraulic distributor 12 and the pressure pipeline 25 into the pneumohydraulic accumulator 17. In this case, the shock-absorbing mechanism helps to reduce the dynamic loads on the structural elements of the car and trailer when starting off or accelerating the road train, increasing the smoothness of its movement both due to the damping properties of the pneumohydraulic accumulator 17 and the working fluid, and due to the friction forces during its movement in the flexible 27 and pressure 25 pipelines. In this case, with the help of the piston cavity G of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, connected to the atmosphere, its piston 8 and rod 10 are completely extended from the piston cavity B by _the value l2 . In addition, due to the vacuum formed in the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, it is filled with working fluid from the hydraulic tank 20 through the suction pipeline 22, the check valve 16, the flexible pipeline 30, the open line in the on (in the extreme right) position of the hydraulic distributor 13, the flexible pipeline 31, the open line in the initial (in the right) position of the hydraulic distributor 14 and the flexible pipeline 29.

Возвращение дышла 3 сцепного устройства в исходное положение (фиг. 1) после окончания разгона и начала движения автопоезда с установившейся постоянной скоростью происходит за счет давления рабочей жидкости в пневмогидравлическом аккумуляторе 17, которая под давлением поступает через напорный трубопровод 25, напорную линию гидрораспределителя 12 и гибкий трубопровод 27 в штоковую полость А гидроцилиндра амортизационного механизма, при этом из его поршневой полости Б рабочая жидкость через гибкий трубопровод 28, сливную линию гидрораспределителя 12 и сливной трубопровод 24 вытесняется в гидробак 20.The return of the drawbar 3 of the coupling device to its initial position (Fig. 1) after the end of acceleration and the start of the movement of the road train with a steady constant speed occurs due to the pressure of the working fluid in the pneumohydraulic accumulator 17, which under pressure enters through the pressure pipeline 25, the pressure line of the hydraulic distributor 12 and the flexible pipeline 27 into the rod cavity A of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism, while from its piston cavity B the working fluid is forced out through the flexible pipeline 28, the drain line of the hydraulic distributor 12 and the drain pipeline 24 into the hydraulic tank 20.

Работа рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания при его движении с отрицательным ускорением (замедлением) или резком торможении заключается в следующем (фиг. 3). Прицеп вместе с шарнирно соединенным дышлом 3 и жестко связанными с ним корпусом 4 и поперечиной 11, а также штоком 10 гидроцилиндра рекуперативного механизма, перемещаются под воздействием силы инерции от массы движущегося прицепа в сторону тормозящего автомобиля, то есть в сторону рамы автомобиля (влево из положения дышла 3 сцепного устройства, представленного на фиг. 2, в положение, представленное на фиг. 3). При этом поршень 8 вдвигается в гидроцилиндр рекуперативного механизма, что приводит к повышению давления рабочей жидкости в его поршневой полости В и ее вытеснению посредством гибкого трубопровода 29, открытой линии в исходном (в правом) положении гидрораспределителя 14, гибкого трубопровода 31, открытой линии во включенном (в крайнем правом) положении гидрораспределителя 13, гибкого трубопровода 30, обратного клапана 15 и напорного трубопровода 25 в пневмогидравлический аккумулятор 17. Этим обеспечивается рекуперация энергии рабочей жидкости, которая или используется для автономной работы самого дышла 3 сцепного устройства в режиме самовытаскивания автопоезда, или поступает к технологическому гидравлическому оборудованию через регулируемый редукционный клапан 19 и присоединительный порт 21. В случае полной зарядки пневмогидравлического аккумулятора 17 рабочая жидкость сбрасывается через регулируемый предохранительный клапан 18 в гидробак 20.The operation of the recuperative pneumohydraulic drawbar of the coupling device of a road train with a self-pulling function during its movement with negative acceleration (deceleration) or sharp braking is as follows (Fig. 3). The trailer together with the hinged drawbar 3 and the rigidly connected housing 4 and crossbar 11, as well as the rod 10 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, move under the action of the inertial force from the mass of the moving trailer towards the braking vehicle, that is, towards the frame of the vehicle (to the left from the position of the drawbar 3 of the coupling device shown in Fig. 2, to the position shown in Fig. 3). In this case, piston 8 is pushed into the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism, which leads to an increase in the pressure of the working fluid in its piston cavity B and its displacement through flexible pipeline 29, an open line in the initial (in the right) position of hydraulic distributor 14, flexible pipeline 31, an open line in the switched-on (in the extreme right) position of hydraulic distributor 13, flexible pipeline 30, check valve 15 and pressure pipeline 25 into pneumohydraulic accumulator 17. This ensures the recovery of energy of the working fluid, which is either used for the autonomous operation of drawbar 3 of the coupling device itself in the self-pulling mode of the road train, or is supplied to the technological hydraulic equipment through the adjustable pressure-reducing valve 19 and the connection port 21. In the case of a full charge of the pneumohydraulic accumulator 17, the working fluid is discharged through the adjustable safety valve 18 into the hydraulic tank 20.

Возвращение дышла 3 сцепного устройства в исходное положение (фиг. 2) после окончания торможения автопоезда происходит за счет его последующего трогания с места или движения с ускорением. Это обеспечивается тем, что кинематически связанные между собой рама автомобиля, крюк 1, присоединительное кольцо 2 и гидроцилиндр 5 смещаются (влево на фиг. 2) относительно дышла 3, корпуса 4, поперечины 11 и штока 10 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 20 посредством всасывающего трубопровода 22, обратного клапана 16, гибкого трубопровода 30, открытой линии во включенном (в крайнем правом) положении гидрораспределителя 13, гибкого трубопровода 31, открытой линии в исходном (в правом) положении гидрораспределителя 14 и гибкого трубопровода 29.The return of drawbar 3 of the coupling device to its initial position (Fig. 2) after the completion of braking of the road train occurs due to its subsequent starting or acceleration. This is ensured by the fact that the kinematically interconnected vehicle frame, hook 1, coupling ring 2 and hydraulic cylinder 5 are displaced (to the left in Fig. 2) relative to drawbar 3, housing 4, crossbar 11 and rod 10 of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism. In this case, 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 it enters the piston cavity B of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism from the hydraulic tank 20 via the suction pipeline 22, the check valve 16, the flexible pipeline 30, the open line in the switched-on (in the extreme right) position of the hydraulic distributor 13, the flexible pipeline 31, the open line in the initial (in the right) position of the hydraulic distributor 14 and the flexible pipeline 29.

Далее, при движении автопоезда с ускорениями и замедлениями, обусловленными многочисленными факторами, воздействующими на автомобиль и прицеп, рассмотренные ранее рабочие циклы дышла 3 сцепного устройства, соответственно, чередуются аналогично описанной выше последовательности.Further, when the road train is moving with accelerations and decelerations caused by numerous factors affecting the vehicle and the trailer, the previously considered working cycles of the drawbar 3 of the coupling device, accordingly, alternate similarly to the sequence described above.

Самовытаскивание автопоезда, застрявшего, например, при движении по недостаточно обустроенным грунтовым дорогам, осуществляется за счет толкающего воздействия дышла 3 сцепного устройства при принудительно заторможенном прицепе. С этой целью перед началом самовытаскивания поршни 7 и 8 с соответствующими штоками 9 и 10 гидроцилиндров амортизационного и рекуперативного механизмов приводятся в положение, представленное на фиг. 1, при котором минимальная длина гидроцилиндра 5 с полностью втянутыми штоками 9 и 10 составляет l _min. Это обеспечивается переключением гидрораспределителя 13 из включенного (крайнего правого) положения в исходное (в левое) положение при нахождении гидрораспределителя 12 в исходном (в левом) положении и гидрораспределителя 14 в исходном (в правом) положении. После этого тормоза прицепа переключаются во включенное положение, при этом дополнительно, если прицеп оборудован устройством, стопорящим его поворотную ось от поворота, осуществляется и стопорение этой оси. Затем водитель переключает гидрораспределитель 12 из исходного (левого) положения во включенное (в крайнее правое) положение, гидрораспределитель 14 из исходного (правого) положения во включенное (в крайнее левое) положение, при этом гидрораспределитель 13 находится в исходном (в левом) положении. В результате этого поршневые полости Б и В гидроцилиндра 5 заполняются рабочей жидкостью под давлением из пневмогидравлического аккумулятора 17, а рабочая жидкость из штоковой полости А гидроцилиндра 5 вытесняется в гидробак 20. Таким образом, поршни 7 и 8 с соответствующими штоками 9 и 10 гидроцилиндров амортизационного и рекуперативного механизмов занимают положение, представленное на фиг. 4, при котором благодаря максимально выдвинутым штокам 9 и 10 наибольшая длина гидроцилиндра 5 достигнет величины l _max = l _min + l ₁ _max + l ₂ _max. То есть толкающее усилие гидроцилиндра 5 будет воздействовать на застрявший автомобиль относительно заторможенного прицепа на величину перемещения, равную l ₁ _max + l ₂ _max. При необходимости, после передвижения автомобиля 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, а прицеп растормаживается и подтягивается дышлом 3 сцепного устройства к автомобилю на расстояние l ₁ _max за счет переключения гидрораспределителя 12 из включенного (крайнего правого) положения в исходное (в левое) положение.Self-extraction of a road train that has become stuck, for example, when moving on poorly developed dirt roads, is achieved by the pushing action of the drawbar 3 of the coupling device with the trailer forcibly braked. For this purpose, before the start of self-extraction, pistons 7 and 8 with the corresponding rods 9 and 10 of the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms are brought to the position shown in Fig. 1, in which the minimum length of the hydraulic cylinder 5 with fully retracted rods 9 and 10 is l _min . This is ensured by switching the hydraulic distributor 13 from the engaged (far right) position to the initial (left) position with the hydraulic distributor 12 in the initial (left) position and the hydraulic distributor 14 in the initial (right) position. After this, the trailer brakes are switched to the engaged position, and additionally, if the trailer is equipped with a device that locks its steering axle from turning, this axle is also locked. Then, the driver switches the hydraulic distributor 12 from the initial (left) position to the engaged (to the extreme right) position, the hydraulic distributor 14 from the initial (right) position to the engaged (to the extreme left) position, while the hydraulic distributor 13 is in the initial (left) position. As a result, the piston cavities B and C of the hydraulic cylinder 5 are filled with working fluid under pressure from the pneumohydraulic accumulator 17, and the working fluid from the rod cavity A of the hydraulic cylinder 5 is forced into the hydraulic tank 20. Thus, the pistons 7 and 8 with the corresponding rods 9 and 10 of the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms occupy the position shown in Fig. 4, in which, due to the maximum extension of piston rods 9 and 10, the greatest length of hydraulic cylinder 5 will reach the value l _max = l _min + l ₁ _max + l ₂ _max . That is, the pushing force of hydraulic cylinder 5 will act on the stuck vehicle relative to the braked trailer by a displacement equal to l ₁ _max + l ₂ _max . If necessary, after the vehicle has moved by the specified value, but is still insufficient for the complete self-extraction of the road train, the process is repeated in stages in a similar manner, with the only difference that in this case the vehicle is preliminarily braked, and the trailer is released and pulled by drawbar 3 of the coupling device towards the vehicle by a distance of l ₁ _max by switching hydraulic distributor 12 from the on (far right) position to the initial (left) position.

Кроме того, с помощью выносного пульта также имеется возможность упростить и обезопасить операцию присоединения дышла 3 сцепного устройства к крюку 1 автомобиля. Сцепка автомобиля с прицепом в таком случае осуществляется следующим образом. На первом этапе выполняется затормаживание прицепа с установкой противооткатных упоров. На втором этапе автомобиль устанавливается как можно ровнее относительно прицепа на расстоянии от крюка 1 до присоединительного кольца 2, не превышающем l _max, с последующей фиксацией стояночного тормоза автомобиля. На третьем этапе с помощью устройства регулировки высоты дышла 3 сцепного устройства относительно опорной поверхности присоединительное кольцо 2 устанавливается на одном уровне с крюком 1, и открывается замок крюка 1. На четвертом этапе водитель после выхода из опасной зоны, используя выносной пульт, переключает в требуемые положения гидрораспределители 12-14 и контролирует выдвижение штоков 9 и 10 гидроцилиндров амортизационного и рекуперативного механизмов до упора присоединительного кольца 2 в крюк 1. На пятом этапе водитель накидывает присоединительное кольцо 2 на крюк 1 и закрывает его замок.Furthermore, the remote control can be used to simplify and secure the process of connecting drawbar 3 of the coupling to hook 1 of the vehicle. In this case, coupling the vehicle to the trailer is carried out as follows. First, the trailer is braked and wheel chocks are installed. Second, the vehicle is positioned as level as possible relative to the trailer, with the distance from hook 1 to coupling ring 2 not exceeding l _max , and then the vehicle's parking brake is engaged. At the third stage, using the device for adjusting the height of the drawbar 3 of the coupling device relative to the supporting surface, the connecting ring 2 is set at the same level with the hook 1, and the lock of the hook 1 is opened. At the fourth stage, the driver, after leaving the danger zone, using the remote control, switches the hydraulic distributors 12-14 to the required positions and controls the extension of the rods 9 and 10 of the hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms until the connecting ring 2 stops against the hook 1. At the fifth stage, the driver throws the connecting ring 2 onto the hook 1 and closes its lock.

Как при движении автопоезда с ускорением, так и его движении с замедлением, вследствие демпфирующих свойств пневмогидравлического аккумулятора 17 и рабочей жидкости, обеспечивается существенное снижение максимальных значений знакопеременных динамических нагрузок на конструкции автомобиля и прицепа, в результате чего повышается их надежность. Это достигается, в том числе, за счет наличия в гидросистеме регулируемого предохранительного клапана 18, позволяющего как в ручном, так и в автоматическом (с применением бортовой ЭВМ) режимах, в зависимости от массы перевозимого в прицепе груза и воздействия на автопоезд других многочисленных факторов, обеспечить оптимальные рабочие параметры заявляемого дышла 3 сцепного устройства.During both acceleration and deceleration of the road train, the damping properties of the pneumatic-hydraulic accumulator 17 and the working fluid significantly reduce the maximum values of alternating dynamic loads on the vehicle and trailer structures, thereby increasing their reliability. This is achieved, in part, by the presence of an adjustable relief valve 18 in the hydraulic system, which, in both manual and automatic (using an onboard computer), ensures optimal operating parameters for the proposed drawbar 3 coupling device, depending on the weight of the trailer and the impact of numerous other factors on the road train.

Такое исполнение заявляемого изобретения позволяет упростить конструкцию и снизить массу рекуперативного пневмогидравлического дышла сцепного устройства автопоезда с функцией самовытаскивания.This embodiment of the claimed invention allows for a simplified design and a reduction in the weight of the regenerative pneumatic-hydraulic drawbar of the road train coupling device with a self-pulling function.

Claims

A recuperative pneumatic-hydraulic drawbar of a road train coupling device with a self-pulling function, comprising a shock-absorbing and a recuperative mechanism, a connecting ring, rigidly fixed in the drawbar coaxially with its longitudinal axis, a housing with a hydraulic cylinder placed therein, provided with a sealed partition dividing the hydraulic cylinder into hydraulic cylinders of the shock-absorbing and recuperative mechanisms, in which pistons with rods are placed, a drawbar crossbar, a hydraulic tank, adjustable safety and pressure-reducing valves, check valves, a connection port, three hydraulic distributors controlled by pilot solenoids, suction, drain, pressure and flexible pipelines, wherein the shock-absorbing mechanism includes a pneumatic-hydraulic accumulator, which is connected by means of a flexible pipeline to the rod cavity of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism, and by means of pressure and drain pipelines - as with the hydraulic tank, by means of an adjustable safety valve, and with a connecting port by means of an adjustable pressure-reducing valve, the recuperative mechanism includes a piston cavity of the recuperative mechanism hydraulic cylinder connected to a pneumohydraulic accumulator, the free end of the rod of the shock-absorbing mechanism hydraulic cylinder is rigidly connected to the connecting ring, and the free end of the rod of the recuperative mechanism hydraulic cylinder is rigidly connected to the drawbar crossmember, characterized in that the hydraulic distributors controlled by pilot electromagnets are made in the form of a two-position four-line hydraulic distributor, as well as first and second two-position three-line hydraulic distributors, the sealed partition of the hydraulic cylinder located in the housing is made with openings for the supply and discharge of working fluid, and the rod cavity of the recuperative mechanism hydraulic cylinder is connected to the atmosphere, while the pneumohydraulic accumulator is connected by means of a pressure pipeline to the pressure line of the two-position four-line hydraulic distributor, the drain line of the two-position four-line hydraulic distributor, by means of flexible and drain pipelines, reports the piston cavity of the hydraulic cylinder of the shock-absorbing mechanism with the hydraulic tank, and the piston cavity of the hydraulic cylinder of the recuperative mechanism is connected to the pneumatic-hydraulic accumulator via an open line in the initial position of the second two-position three-line hydraulic distributor, an open line in the on position of the first two-position three-line hydraulic distributor, flexible pipelines, a check valve and a pressure pipeline, wherein the flexible pipeline connecting the first two-position three-line hydraulic distributor with the pressure pipeline communicates with the hydraulic tank via a check valve and a suction pipeline.