Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6611
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
B 61D 13/00
(54) СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОПОЕЗДА
(21) Номер заявки: u 20100149
(22) 2010.02.16
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный инсти-
тут машиностроения Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Высоцкий Михаил Степано-
вич; Харитончик Сергей Васильевич;
Кочетов Сергей Иванович; Гайсенок
Иван Валентинович; Суша Сергей Ар-
кадьевич; Куприенко Никита Олего-
вич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное на-
учное учреждение "Объединенный ин-
ститут машиностроения Националь-
ной академии наук Беларуси" (BY)
(57)
Система рулевого управления автопоезда, содержащая рулевые трапеции тягача и
прицепного звена, связанные с поворотными колесами, следящий механизм, исполни-
тельный механизм и силовой гидроцилиндр, механически связанный посредством тяг с
рулевой трапецией прицепного звена, отличающаяся тем, что следящий механизм вклю-
чает индуктивные датчики измерения скорости вращения, установленные на полуосях ве-
дущего моста тягача, и датчик измерения угла поворота прицепного звена относительно
тягача, закрепленный на нем, при этом датчики следящего механизма связаны с блоком
управления, который выполнен в виде микропроцессора и закреплен на прицепном звене
и связан с исполнительным механизмом, представляющим собой электрогидравлический
распределитель, закрепленный на прицепном звене и гидравлически связанный с силовы-
ми гидроцилиндрами.
Фиг. 1
BY6611U2010.10.30

2. BY 6611 U 2010.10.30
2
(56)
1. Патент РФ на изобретение 2282551, МПК B 62D 13/02, B 62D 7/16, 2006.
2. Патент РФ на изобретение 2312034, МПК B 62D 13/04, 2007.
Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к систе-
мам рулевого управления модульных многозвенных автопоездов, и может быть использо-
вана для повышения маневренности автопоезда за счет следования крайней задней точки
полуприцепа, лежащей в его продольной вертикальной плоскости симметрии, по траекто-
рии точки, лежащей на ведущем мосту тягача на одинаковом удалении от правого и лево-
го колес, в проекции на плоскость дороги.
Давно известны проблемы управления данным видом грузового транспорта, связан-
ные с требованиями, устанавливаемыми законодательствами разных стран по управляе-
мости и устойчивости. Применение нескольких прицепных звеньев в составе автопоезда
приводит к тому, что такие транспортные средства не вписываются в коридор с геометри-
ческими параметрами, установленными директивой 97/27/ЕС. Дорога небольшой ширины
в городе и его окрестностях усложняет проезд даже седельному тягачу с одним прицеп-
ным звеном, не говоря об использовании транспортного средства многозвенной конструк-
ции. Износ шин о поверхность дороги при неуправляемых колесах прицепного звена,
кроме непосредственного износа, повышает расход топлива.
Известно рулевое устройство, применяемое для управления автопоездами, имеющими
тягач и один или несколько прицепов [1]. Известное устройство имеет средство для авто-
матического позиционирования стопорного средства относительно основного шасси при
повороте колесной части так, что максимальный угол поворота изменяется в соответствии
с позиционированием стопорного средства, и управляющее средство, реагирующее на от-
носительный поворот дополнительного шасси и основного шасси, для управления по
меньшей мере двумя парами колес относительно дополнительного шасси для выравнива-
ния в продольном направлении дополнительного шасси относительно основного шасси,
при этом каждая пара управляемых колес установлена на неподвижном мостовом узле,
шарнирно соединенном с дополнительным шасси, и выполнена с возможностью управле-
ния посредством поворота мостового узла вокруг, по существу, вертикальной оси на до-
полнительном шасси, при этом оси вращения каждой пары управляемых колес сходятся
друг к другу на стороне дополнительного шасси при повороте прицепа.
Однако это устройство имеет сложную конструкцию рулевого управления, а именно
механизма, определяющего угол поворота дополнительного шасси относительно основно-
го. Наличие рулевого управления указанной конструкции приводит к низкой маневренно-
сти автопоезда.
Наиболее близкой к заявляемому по технической сущности и достигаемому результа-
ту является система рулевого управления большегрузного седельного автопоезда [2].
Устройство содержит рулевые трапеции тягача и прицепного звена, связанные с поворот-
ными колесами, исполнительный гидроцилиндр, шток которого кинематически связан че-
рез золотниковый гидрораспределитель с силовым гидроцилиндром, механически
связанным посредством тяг с рулевой трапецией прицепного звена, дополнительный гид-
роцилиндр, закрепленный на тягаче, соединенный штоком с рычагом, связанным с руле-
вой трапецией, причем дополнительный гидроцилиндр гидравлически связан с полостью
исполнительного гидроцилиндра. В магистраль, соединяющую дополнительный гидроци-
линдр с исполнительным гидроцилиндром, дополнительно включен резервуар подпитки
гидросистемы с кранами перекрытия. Особенностью данной системы является зависи-
мость угла поворота управляемых колес прицепного звена в функции от угла поворота
управляемых колес тягача.

3. BY 6611 U 2010.10.30
3
Недостаток прототипа - недостаточная маневренность автопоезда, т.к. кинематиче-
ские, механические и гидравлические связи рулевого управления обусловливают жест-
кую, постоянную во времени зависимость углов поворота колес прицепного звена от
колес тягача. В связи с этим происходит немедленное включение действия системы при
повороте рулевого колеса, в результате чего происходит значительный вынос заднего све-
са прицепного звена, результатом которого может стать выезд автопоезда с дороги.
Дополнительный гидроцилиндр и резервуар подпитки гидросистемы с кранами пере-
крытия, устанавливаемые на тягач, по известному устройству снижают надежность кон-
струкции рулевого управления и увеличивают частоту прохождения технического
обслуживания.
Задачей полезной модели является создание конструкции рулевого управления, позво-
ляющей повысить маневренность автопоезда за счет возможности изменения угла поворо-
та управляемых колес прицепного звена в зависимости от алгоритма, заложенного в блок
управления.
Поставленная задача достигается за счет того, что в системе рулевого управления ав-
топоезда, содержащей рулевые трапеции тягача и прицепного звена, связанные с поворот-
ными колесами, следящий механизм, исполнительный механизм и силовой гидроцилиндр,
механически связанный посредством тяг с рулевой трапецией прицепного звена, новым
является то, что следящий механизм включает индуктивные датчики измерения скорости
вращения, установленные на полуосях ведущего моста тягача, и датчик измерения угла
поворота прицепного звена относительно тягача, закрепленный на прицепном звене, при
этом датчики следящего механизма связаны с блоком управления, который выполнен в
виде микропроцессора и закреплен на прицепном звене и связан с исполнительным меха-
низмом, представляющим собой электрогидравлический распределитель, закрепленный
на прицепном звене и гидравлически связанный с силовым гидроцилиндром.
Новизна полезной модели заключается в том, что каждое последующее звено много-
звенного автопоезда следует по траектории, задаваемой блоком управления, а также пря-
мо не зависит от изменения угла поворота управляемых колес тягача. Следствием этого
является движение автопоезда при переставке или развороте без выноса заднего свеса
прицепного звена на полосу движения, противоположную направлению поворота.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображено: на фиг. 1 - об-
щий вид автопоезда с заявляемым устройством, вид сверху, на фиг. 2 - автопоезд с заявля-
емым устройством в момент поворота.
Заявляемая система рулевого управления автопоезда содержит рулевые трапеции 1 тя-
гача 2 и прицепного звена 3, связанные с поворотными колесами 4. Следящий механизм
заявляемой конструкции включает два индуктивных датчика измерения скорости враще-
ния 5, установленные на полуосях (на фигуре не показаны) ведущего моста тягача 2, и
датчик измерения угла поворота 6 прицепного звена 3 относительно тягача 2, закреплен-
ный на нем. Датчики 5 и 6 следящего механизма связаны с блоком управления, который
выполнен в виде микропроцессора 7, закрепленным на прицепном звене 3 и связанным с
исполнительным механизмом и выполненным в виде электрогидравлического распреде-
лителя 8, который гидравлически связан с силовыми гидроцилиндрами 9 и закреплен на
прицепном звене 3, причем они механически связаны посредством тяг 10 с рулевой трапе-
цией 1 прицепного звена 3.
На фиг. 2 изображен момент установившегося поворота автопоезда с заявляемым
устройством. Крайняя задняя точка 11 прицепного звена 3, лежащая в его продольной
вертикальной плоскости симметрии, описывает траекторию точки 12, лежащей на веду-
щем мосту тягача 2 на одинаковом удалении от правого и левого колес, в проекции на
плоскость дороги. Точка 11 выбрана именно так, потому что при повороте автопоезда не
будет наблюдаться вынос заднего свеса на соседнюю полосу движения, т.к. относительное

4. BY 6611 U 2010.10.30
4
вращение прицепного звена будет происходить вокруг вертикальной оси, проходящей че-
рез точку 11.
Устройство работает следующим образом. Во время движения автопоезда датчики из-
мерения скорости вращения 5 и датчик измерения угла поворота 6 в каждый момент вре-
мени с заданной частотой подают показания о скорости, направлении поворота тягача 2,
радиусе траектории точки 12, а также об угле складывания между тягачом 2 и прицепным
звеном 3 на микропроцессор блока управления 7. Анализируя данные, микропроцессор
блока управления 7 определяет траекторию следования точки 12 тягача и отклонение от
нее точки 11 прицепного звена 3. Изменение угла поворота колес 4 прицепного звена про-
исходит в зависимости от сигнала микропроцессора 7, поступающего на электрогидрав-
лический распределитель 8.
Исключение из системы рулевого управления автопоезда устройств по слежению за
углом поворота колес тягача и применение микропроцессора в совокупности с датчиками
следящего механизма позволяют добиться улучшения маневренности всего транспортного
средства с одновременным увеличением надежности конструкции рулевого управления.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.