Прицеп для автопоезда
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к автопоездам, имеющим тягач и один или несколько прицепов. Прицеп для использования в качестве части автопоезда содержит основное шасси, выполненное с возможностью шарнирного соединения с колесной частью автомобиля непосредственно перед прицепом с возможностью поворота колесной части относительно основного шасси вокруг по существу вертикальной первой оси на основном шасси, дополнительное шасси, имеющее множество пар сцепляющихся с грунтом колес, установленных на нем на расстоянии друг от друга в продольном направлении, и соединенное с основным шасси с возможностью свободного поворота вокруг по существу вертикальной второй оси на основном шасси стопорное средство, приспособленное задавать максимальный угол свободного поворота дополнительного шасси от положения выравнивания в продольном направлении относительно основного шасси, зависящий от позиционирования стопорного средства относительно основного шасси. Прицеп также имеет средство для автоматического позиционирования стопорного средства относительно основного шасси при повороте колесной части вокруг первой оси так, что максимальный угол изменяется в соответствии с позиционированием стопорного средства, и управляющее средство, реагирующее на относительный поворот дополнительного шасси и основного шасси вокруг второй оси, для управления по меньшей мере двумя указанными парами колес относительно дополнительного шасси для выравнивания в продольном направлении дополнительного шасси относительно основного шасси. Каждая указанная пара управляемых колес установлена на неподвижном мостовом узле, шарнирно соединенном с дополнительным шасси, и выполнена с возможностью управления посредством поворота мостового узла вокруг по существу вертикальной третьей оси. Оси вращения каждой пары управляемых колес сходятся друг к другу на стороне дополнительного шасси при повороте прицепа. Технический результат заключается в улучшении управляемости за счет направления колес прицепа по колее тягача. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.
Реферат
Настоящее изобретение относится к автопоездам, имеющим тягач или трактор и один или несколько прицепов.
Транспортное средство этого класса, которое можно часто видеть, представляет собой «полуприцеп», имеющий тягач с одним прицепом, при этом прицеп обычно длиннее тягача. Прицеп обычно имеет один, два или три неуправляемых моста вблизи заднего конца и поворотную площадку на переднем конце, которая сопрягается с взаимодействующим устройством (называемым прицепным устройством) на тягаче так, что на повороте прицеп может поворачиваться вокруг по существу вертикальной оси тягача.
При использовании автопоездов этого типа возникает большое количество проблем. Одна из них связана с маневрированием. Например, по сравнению с более короткими транспортными средствами для поворотов необходима дорога значительной ширины, а требования к водительскому мастерству могут быть высокими, поскольку фиксированные колеса прицепа обычно «выходят из колеи тягача», то есть отказываются следовать по траектории, используемой колесами тягача. По меньшей мере на сравнительно малых скоростях колеса прицепа обычно прокладывают колею внутри траектории тягача. Эти проблемы могут быть особенно острыми на городских дорогах, когда поворот транспортного средства на одной полосе движения может происходить с заездом на другую полосу движения. Известно, что на высоких скоростях движение колес прицепа происходит за пределами траектории тягача. Однако большее практическое значение имеет проблема выхода из колеи тягача на сравнительно небольших скоростях, и много усилий было затрачено при попытках найти практические решения этой проблемы.
Дальнейшая проблема заключается в износе шин вследствие истирания или трения о поверхность дороги. Когда на прицепе установлены многочисленные параллельные мосты, как это общепринято, то невозможно, чтобы оси вращения колес прицепа сходились к центру окружности поворота прицепа, вследствие чего трение шин о поверхность дороги является неизбежным. Помимо чрезмерного износа шин трение приводит к повышенному расходу топлива и также может приводить к худшему торможению и к более слабому сцеплению шин с поверхностью дороги.
Еще одна дополнительная проблема, связанная с полуприцепами, относится к маневренности при заднем ходе. Такому транспортному средству может быть трудно маневрировать, особенно в тесных кварталах жилых домов.
Настоящее изобретение направлено на по меньшей мере частичное устранение проблем, изложенных выше. Для решения этих проблем делались другие попытки, и многие из них потерпели неудачу из-за возникновения дополнительной проблемы, а именно необходимости значительных модификаций тягача по сравнению со «стандартным» тягачом, используемым для обычных полуприцепов. Поскольку обычно необходимо, чтобы конкретный прицеп буксировался многими различными тягачами, то желательны устройства, применение которых не требует значительных модификаций тягача, и настоящим изобретением предоставляется такое устройство.
Следует отметить, что проблема выхода прицепа из колеи тягача возникает и тогда, когда автопоезд имеет несколько прицепов позади тягача. Изобретение, раскрытое ниже, в некоторых воплощениях также применимо к таким автопоездам. Тягачи с двумя полуприцепами часто используются на строительных площадках крупных городов, и известны транспортные средства, имеющие три или более прицепов, хотя вследствие ограниченной маневренности их применение обычно ограничено дорогами вне крупных городов и в условиях бездорожья.
Для решения или частичного решения проблем, близко связанных с движением по одной колее и с трением шин о поверхность дороги, предлагались разнообразные способы, но они имели множество недостатков, препятствующих их широкому распространению для обычных тягачей с полуприцепами.
Один способ уменьшения трения шин на прицепах о поверхность дороги, но который весьма малопригоден для улучшения движения по одной колее, заключается в снабжении нескольких колесно-мостовых узлов закрепленными (неуправляемыми) колесами, но в целом свободно поворачивающимися вокруг вертикальной оси, расположенной по направлению движения перед мостом, в результате чего колеса становятся самоориентирующимися. Например, см. патентный документ PCT/AU 94/00743 (Sibbald) и патент Австралии №664919 (Becker and Ennor). Для обеспечения возможности движения задним ходом конструкции этого класса должны иметь определенные средства для фиксации колесно-мостовых узлов в выровненном по прямой линии положении или для смещения вертикальной оси позади моста. Узел самоориентирующихся колес не нашел широкого практического применения.
Проблему уменьшения выхода прицепов из колеи тягача чаще всего решают путем создания конструкций, в которых по меньшей мере некоторые из колес «управляются» во время поворота в направлении, противоположном направлению управления тягача. То есть, если тягач начинает поворачивать вправо, некоторые колеса вблизи задней части прицепа ориентируются для выполнения смещения задней части прицепа влево, то есть наружу от направления поворота. Если степень такой ориентации выбрана соответствующим образом, задняя часть прицепа может вынужденно следовать в значительной степени по траектории, используемой тягачом. Многие из этих конструкций также снижают значимость проблемы трения шин о поверхность дороги, хотя степень снижения имеет широкий разброс среди различных предложений.
В некоторых или в части этих усовершенствованных устройств осуществляется активная ориентация колес прицепа вследствие поворота тягача относительно прицепа или вследствие управления передними колесами тягача. Для использования этих устройств обычно необходим тягач, существенно отличающийся от обычного тягача. Эти устройства весьма разнообразны, от очень простых механических устройств, например, описанных в патенте США №3533644 (Humes), до более сложных устройств с механическим и/или гидравлическим приводом, таких, как устройство, описанное в патенте США №4982976 (Kramer).
В устройствах другого класса для обеспечения движения по одной колее использовано стремление колес прицепа продолжать движение вперед, когда на повороте передняя часть прицепа смещается вбок. Являющееся результатом этого различие между первоначальной траекторией этих колес и новой траекторией колес прицепа характеризует входные данные, которые могут быть использованы для ориентации колес прицепа для коррекции движения относительно траектории тягача. В патенте США №3899188 (Curry) описано такое устройство с мостовым узлом, в котором колеса не управляются (то есть в котором направление колес относительно моста не может изменяться), на задней части дополнительного шасси и с колесно-мостовым узлом, имеющим индивидуально управляемые колеса, на передней части дополнительного шасси. В патенте США №5246242 (Penzotti) описан вариант, имеющий два закрепленных мостовых узла на дополнительном шасси. Принцип действия этих обоих устройств основан на относительном перемещении основного шасси и дополнительного шасси прицепа, возникающего при повороте, и при этом не требуется каким-либо образом модифицировать обычный тягач. Это является преимуществом. В обоих устройствах для осуществления движения задним ходом требуется средство для фиксации дополнительного шасси на основном шасси прицепа в положении выравнивания по прямой линии. В патентном документе PCT/GB 97/02008 (Mitchell) описано сравнительно сложное устройство с двумя рядами индивидуально управляемых колес и с закрепленным колесно-мостовым узлом на дополнительном шасси, имеющее средство для обеспечения различного и выбираемого управления вследствие движения передним или задним ходом.
В соответствии с настоящим изобретением разработан прицеп для использования в качестве части автопоезда, содержащий основное шасси, выполненное с возможностью шарнирного соединения с колесной частью автомобиля непосредственно перед прицепом с возможностью поворота колесной части относительно основного шасси вокруг по существу вертикальной первой оси на основном шасси, дополнительное шасси, имеющее множество пар сцепляющихся с грунтом колес, установленных на нем на расстоянии друг от друга в продольном направлении, и соединенное с основным шасси с возможностью свободного поворота вокруг по существу вертикальной второй оси на основном шасси стопорное средство, приспособленное задавать максимальный угол свободного поворота дополнительного шасси от положения выравнивания в продольном направлении относительно основного шасси, зависящий от позиционирования стопорного средства относительно основного шасси. Согласно изобретению прицеп имеет средство для автоматического позиционирования стопорного средства относительно основного шасси при повороте колесной части вокруг первой оси так, что максимальный угол изменяется в соответствии с позиционированием стопорного средства, и управляющее средство, реагирующее на относительный поворот дополнительного шасси и основного шасси вокруг второй оси, для управления по меньшей мере двумя указанными парами колес относительно дополнительного шасси для выравнивания в продольном направлении дополнительного шасси относительно основного шасси, при этом каждая указанная пара управляемых колес установлена на неподвижном мостовом узле, шарнирно соединенном с дополнительным шасси, и выполнена с возможностью управления посредством поворота мостового узла вокруг по существу вертикальной третьей оси на дополнительном шасси, при этом оси вращения каждой пары управляемых колес сходятся друг к другу на стороне дополнительного шасси при повороте прицепа.
Управляющее средство может включать первый соединительный элемент, соединяющий мостовой узел и основное шасси или часть, прикрепленную к основному шасси.
При использовании прицепа на криволинейном пути движения угол поворота дополнительного шасси вокруг второй оси и удаления от положения выравнивания в продольном направлении относительно основного шасси может представлять собой максимальный угол.
Прицеп может дополнительно содержать вилку, установленную на основном шасси и соприкасающуюся со стопорным средством, и соединительное средство для соединения вилки с дополнительным шасси, выполненное с возможностью перемещения на основном шасси при повороте дополнительного шасси вокруг второй оси. Вилка может быть установлена с возможностью перемещения на основном шасси в по существу продольном направлении и имеет поверхность скольжения, проходящую в по существу поперечном направлении относительно основного шасси, стопорное средство имеет ползун, установленный на основном шасси с возможностью поворота вокруг первой оси согласованно с колесной частью, поворотной вокруг первой оси, а поверхность скольжения соприкасается с ползуном.
Прицеп может содержать две указанные вилки и два указанных соединительных средства, каждое из которых соединено с соответствующей вилкой, причем при выравнивании дополнительного шасси относительно основного шасси, для прямолинейного движения вперед, ползун расположен поперек и по существу на середине основного шасси, а соответствующие поверхности скольжения обеих вилок касаются ползуна, при этом соединительные средства, вилки и дополнительное шасси размещены таким образом, что, когда одна вилка перемещается вперед, другая вилка перемещается назад.
Каждое соединительное средство может содержать второй соединительный элемент, шарнирно соединенный с вилкой и с дополнительным шасси.
Каждая вилка может содержать упругое средство, выполненное с возможностью смещения вследствие контактного усилия между стопорным средством и вилкой.
Каждое соединительное средство может содержать упругое средство, выполненное с возможностью смещения вследствие усилия, переданного соединительным средством к дополнительному шасси или от него.
Прицеп может дополнительно содержать элемент, выполненный с возможностью перемещения вследствие поворота дополнительного шасси вокруг второй оси, и передающее перемещение средство, обеспечивающее перемещение следящего средства при перемещении указанного элемента, при этом соответствующее перемещение следящего средства ограничено стопорным средством. Передающее перемещение средство может содержать первый и второй гидравлические приводы, функционально соединенные посредством трубопроводов рабочей жидкости так, что приведение в действие указанного первого привода при перемещении указанного элемента создает посредством второго привода соответствующее перемещение следящего средства.
Прицеп может дополнительно содержать резервуар, имеющий внутреннее пространство, сообщенное с трубопроводом рабочей жидкости, соединяющим указанные гидравлические приводы, и средство, с помощью которого объем указанного пространства увеличивается при повышении давления рабочей жидкости в указанном пространстве.
Прицеп может дополнительно содержать удлиненный телескопический соединительный элемент, имеющий заданную минимальную длину при его полностью вдвинутом положении и при этом положении вызывающий перемещение указанного элемента при повороте дополнительного шасси в конкретном направлении.
Соединительный элемент может быть одним из двух телескопических соединительных элементов, соответственно предназначенных для перемещения указанного элемента при повороте дополнительного шасси в противоположных, первом и втором направлениях, при этом, когда один соединительный элемент вызывает перемещение указанного элемента, длина другого соединительного элемента телескопически увеличивается.
Стопорное средство может содержать кулачок, расположенный на основном шасси с возможностью поворота вокруг первой оси и выполненный с возможностью функциональной связи с колесной частью.
Прицеп может содержать дополнительное стопорное средство для ограничения фиксированного максимального значения угла поворота дополнительного шасси вокруг второй оси и удаления от положения выравнивания относительно основного шасси.
Прицеп может содержать первое фиксирующее средство, приспособленное для удержания дополнительного шасси и основного шасси выровненными в продольном направлении, когда дополнительное шасси выровнено в продольном направлении по отношению к основному шасси и любое угловое отклонение от выравнивания в продольном направлении колесной части и основного шасси меньше заданного значения. Первое фиксирующее средство имеет выбранный пользователем режим работы, при котором дополнительное шасси удерживается выровненным в продольном направлении относительно основного шасси до достижения заданного значения углового отклонения от выравнивания в продольном направлении колесной части и основного шасси.
Прицеп может содержать второе фиксирующее средство, которое при включении заднего хода автопоезда фиксирует дополнительное шасси и основное шасси при таком относительном угловом отклонении вокруг второй оси, которое существует при включении заднего хода.
Согласно изобретению создан автопоезд, содержащий вышеописанный прицеп.
Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, хотя и без всякого ограничения объема изобретения. Будут делаться ссылки на чертежи, на которых:
фиг.1 - схематичный вид в плане тягача с известным полуприцепом;
фиг.2 - схематичный вид в плане модифицированного тягача с полуприцепом;
фиг.3 - схематичный вид в плане тягача с полуприцепом согласно изобретению;
фиг.4 - схематичный вид в плане еще одного тягача с полуприцепом согласно изобретению;
фиг.5 - схематичный вид в плане транспортного средства, показанного на фиг.3, в конфигурации прямолинейного движения вперед;
фиг.6 - схематичный частичный вид в плане транспортного средства, показанного на фиг.5, в конфигурации поворота;
фиг.7 - разрез узла транспортного средства, показанного на фиг.6;
фиг.8 - схематичный частичный вид в направлении стрелки 350 на фиг.6;
фиг.9 - схематичный частичный вид в плане транспортного средства, показанного на фиг.3;
фиг.10 - схематичный частичный вид в плане транспортного средства, показанного на фиг.4;
фиг.11 - местный разрез транспортного средства, показанного на фиг.6, выполненного по линии В-В;
фиг.12 - вид в перспективе с частичным пространственным разделением деталей узла транспортного средства, показанного на фиг.3;
фиг.13 - схематичный частичный вид в плане транспортного средства, показанного на фиг.3, с альтернативным регулировочным стопорным средством согласно изобретению, при этом на фиг.13 один участок чертежа представлен в виде увеличенного изображения узла «А»;
фиг.14 - схематичный частичный вид в плане транспортного средства, показанного на фиг.3, с альтернативным регулировочным стопорным средством согласно изобретению;
фиг.15 - вид в перспективе дополнительного шасси, предназначенного для использования в изобретении;
фиг.16 - местный разрез прицепа транспортного средства, показанного на фиг.3, сделанный по продольной центральной линии, снабженного альтернативным регулировочным стопорным средством согласно изобретению.
В нижеследующем описании рассмотрена основная изобретательская идея реализации регулировочного стопорного средства, применяемого для автоматического управления дополнительным шасси на прицепе, сначала в общих чертах, а затем со ссылками на два детализированных варианта осуществления. Далее описаны некоторые фиксирующие средства. После этого описана особенно предпочтительная форма осуществления дополнительного шасси, имеющего индивидуально управляемые мостовые узлы. Они применимы с любым вариантом осуществления регулировочного стопорного средства. В заключение описана новая конструкция прицепного устройства тягача, предназначенного для обеспечения соединения прицепа согласно изобретению с тягачом.
На фиг.1 показан схематичный вид в плане автопоезда 1 типа «полуприцепа», имеющего тягач 2 и прицеп 3, шарнирно соединенные друг с другом в точке 4 вращения так, что тягач и прицеп могут поворачиваться относительно друг друга вокруг вертикальной оси 5. Транспортные средства, такие как автопоезд 1, хорошо известны из области техники, к которой относится изобретение. Тягач 2 и прицеп 3 показаны только в общих чертах, при этом механические детали опущены. Тягач 2 имеет пару управляемых колес 6 и две пары приводных, сцепляющихся с грунтом колес 7, хотя также известно использование другого числа приводных колес. Вблизи заднего конца прицеп 3 имеет три пары неприводных, сцепляющихся с грунтом колес, которые выполнены неуправляемыми. А именно, их оси 9 вращения закреплены по существу поперек длины прицепа 3. Эта конструкция является хорошо известной и обычной в области техники, к которой относится изобретение. Обычно также используют полуприцепы, которые имеют две пары или даже одну пару задних колес вместо трех пар 8.
Транспортное средство 1, показанное на фиг.1, совершает поворот наряду с перемещением вперед. Стрелка 201 указывает направление движения. Точка 10 вблизи колес 8 перемещается по криволинейной траектории 11, радиус 12 которой меньше радиуса 13 траектории 14, описываемой точкой 4 вращения. Это явление наблюдается на практике по меньшей мере на небольших и средних скоростях и представляет собой форму «выхода прицепа из колеи тягача», чаще всего наблюдаемого на практике. Не считая возникающих трудностей при маневрировании, это приводит к трению о поверхность дороги по меньшей мере некоторых (а обычно всех) колес 8, поскольку они одновременно катятся и проскальзывают в сторону.
На фиг.2 также схематично показан вид в плане транспортного средства 15, которое аналогично транспортному средству 1. Транспортное средство 15 имеет тягач 16 и прицеп 17. Прицеп 17 включает в себя основное шасси 18, прикрепленное к тягачу 16 с возможностью относительного поворота вокруг вертикальной оси 19. Основное шасси 18 также шарнирно закреплено с возможностью относительного поворота вокруг вертикальной оси 23 на дополнительном шасси 20, на котором в свою очередь установлены три пары колес 21. Колеса 21 являются неуправляемыми по отношению к дополнительному шасси 20, при этом их оси 22 поворота расположены поперек дополнительного шасси 20.
Если предположить, что дополнительное шасси 20 совершенно свободно поворачивается вокруг оси 23, и предположить далее, что транспортное средство 15 сначала движется вперед по прямой линии, при этом основное шасси 18, дополнительное шасси 20 и тягач 16 выровнены в продольном направлении, то есть продольные оси 24, 25 и 28 соответственно расположены на одной прямой. На фиг.2 показана ситуация вскоре после того, как тягач 16 транспортного средства 15 начал поворот вправо от первоначального прямолинейного направления вперед, указанного стрелкой 202. Поскольку относительный поворот основного шасси 18 и дополнительного шасси 20 вокруг оси 23 не ограничен, дополнительное шасси 20 продолжает стремиться в направлении 202, вследствие чего угол 26 между осями 24 и 25 возрастает по мере того, как транспортное средство 15 перемещается вперед. При отсутствии всякого ограничения угол 26 будет возрастать до большого значения, при котором начнется непредсказуемое и неконтролируемое поведение транспортного средства. Однако можно утверждать, что на начальной стадии поворота, показанной на фиг.2, прицеп 17 не выйдет внутрь из колеи тягача так, как это показано на фиг.1 для прицепа 3. В противоположность этому прицеп 17 перемещается к положению наружной траектории 27 оси 19 тягача.
Конструкция, показанная на фиг.2, является неустойчивой и непрактичной. Однако, если предположить, что поворот дополнительного шасси 20 транспортного средства 15 вокруг оси 23 ограничен таким образом, что угол 26 после достижения выбранного максимального значения 26' больше возрастать не может. Было обнаружено, что в этом случае ось 23 поворота следует по траектории, которая является промежуточной между двумя ситуациями, показанными на фиг.1 и 2. Для заданной траектории 27 тягача удовлетворяющий требованиям угол 26' может быть выбран так, чтобы при осуществлении поворота ось 23 поворота следовала бы по существу по той же самой траектории. То есть по существу не будет такого выхода прицепа из колеи тягача, который показан на фиг.1 и 2. На фиг.3 показана эта ситуация.
Как показано на фиг.3, значение угла 26', при котором получается точное движение по одной колее при осуществлении плавного поворота, зависит от радиуса траектории 27 тягача, который сам является переменным, выбираемым водителем транспортного средства 15. Поэтому в изобретении предусматривается, что угол 26' задается регулировочным стопорным средством (предпочтительные варианты осуществления которого будут подробно описаны ниже), выполненным таким образом, что угол 26' изменяется в соответствии с крутизной поворота. Во время поворота дополнительное шасси 20 поворачивается вокруг оси 23 описанным выше способом, стремясь к прямолинейной траектории до тех пор, пока угол 26 не достигнет значения 26', заданного стопорным средством.
В конструкции, показанной на фиг.3, некоторое трение колес 21 о поверхность дороги неизбежно, хотя и меньшее, чем в известном транспортном средстве, таком как транспортное средство 1, поскольку качение колес 21 по прямолинейной траектории ограничено и в случае трех параллельных осей 22 вращения качение без скольжения невозможно по любой криволинейной траектории. Обнаружено, что в ситуации, показанной на фиг.3, эффект трения колес о поверхность дороги обусловлен тем, что существует крутящий момент, приложенный к дополнительному шасси 20 в направлении, показанном стрелкой 303, который способствует увеличению угла 26.
Трение колес о поверхность дороги во время поворота можно дополнительно снизить путем комбинации описанного выше изобретения с дополнительным шасси другого типа, которое ниже описано в общих чертах и подробно. Это дополнительное шасси иного типа можно также использовать с другими регулировочными конструкциями тягача, и независимо от изобретения, описанного выше, оно само по себе является изобретением.
На фиг.4 показан автопоезд 29 с полуприцепом, содержащий иное дополнительное шасси 33 и имеющий тягач 30 и прицеп 31. Прицеп 31 имеет основное шасси 32, шарнирно соединенное с дополнительным шасси 33 с возможностью относительного поворота вокруг по существу вертикальной оси 349 на основном шасси 32. На дополнительном шасси 33 установлены три неприводных моста 34, 35 и 36. К мостам прикреплены сцепляющиеся с грунтом колесные пары 37, 38 и 39 соответственно, которые имеют оси 40, 41 и 42 вращения соответственно (хотя на фиг.4 показаны три пары колес, на самом деле при необходимости можно использовать две или четыре пары). Мост 35 установлен на дополнительном шасси 33 без возможности управления, то есть так, что ось вращения 41 колес 38 расположена поперек дополнительного шасси 33. Однако мосты 34 и 36 прикреплены к дополнительному шасси 33 шарнирно, вследствие чего колесные пары 37 и 39 являются управляемыми по отношению к дополнительному шасси, что показано на фиг.4. Предусмотрено управляющее средство (описанное подробно ниже), посредством которого в ответ на поворот дополнительного шасси 33 вокруг оси 349 с удалением от положения выравнивания в продольном направлении по отношению к основному шасси 32 мосты 34 и 36 поворачиваются вокруг центра так, что их оси 40 и 42 вращения сходятся к оси 41 вращения на одной стороне дополнительного шасси 33. Конкретно, оси 40, 41 и 42 вращения сходятся друг к другу на внутренней стороне осуществляемого поворота. В идеализированной ситуации, показанной на фиг.4, оси 40, 41 и 42 вращения сходятся с осями 43, 44 и 45 вращения колес 46, 47 и 48 тягача (ось 45 вращения представляет собой среднюю ось вращения приводных колес 48 тягача 30). Однако на практике для движения по одной колее не нужна идеальная сходимость осей вращения с 40 по 42 и с 43 по 45, показанных на фиг.4, и трение колес о поверхность дороги существенно снижается по сравнению с известными транспортными средствами, такими как транспортные средства 1 и 15.
На фиг.4 угол 159' между продольными осями 160 и 161 основного шасси 32 и дополнительного шасси 33 соответствует углу 26' на фиг.3.
Путем использования иного дополнительного шасси 33, а не дополнительного шасси 20, в комбинации с регулировочным стопорным средством, упомянутым выше (и описанным ниже), можно получить большее снижение трения колес о поверхность дороги наряду с более точным движением по одной колее, которое может обеспечить регулировочное стопорное средство. Это происходит потому, что в противоположность комбинированному качению и скольжению чистое качение становится более достижимым.
Регулировочное стопорное средство будет описано при использовании в качестве примера транспортного средства 15, показанного на фиг.3. Однако понятно, что транспортное средство 29, показанное на фиг.4, с управляемыми мостами на дополнительном шасси 33 можно в равной степени использовать в качестве основы для описания, а регулировочное стопорное средство в равной степени применимо к таким транспортным средствам, как транспортное средство 29. Будут описаны несколько вариантов осуществления регулировочного стопорного средства.
(а) Полностью механическое регулировочное стопорное средство
На фиг.5 показан схематичный вид в плане транспортного средства 15 с тягачом 16, основным шасси 18 и дополнительным шасси 20, выровненными в продольном направлении, как при прямолинейном движении вперед. Транспортное средство 15 показано снабженным полностью механическим регулировочным стопорным средством, в целом обозначенным как узел 60. На фиг.6 показан более крупномасштабный местный вид в плане части транспортного средства 15 с узлом 60, при этом некоторые конструктивные детали опущены, а взаимное расположение деталей соответствует правому повороту.
Посредством шарниров 61 с дополнительным шасси 20 соединены два стержня равной длины, 62а и 62b (индексы «а» и «b» обозначают отдельные детали, которые являются одинаковыми за исключением того, что расположены противоположно по отношению к центральной оси 24 основного шасси; то же самое условие соблюдается для других деталей в последующем описании). Шарниры 61 симметрично расположены по противоположным сторонам от продольной оси 25 дополнительного шасси 20. Стержни 62а и 62b шарнирно соединены в точках 67 вращения с вилками 63а и 63b соответственно и не соприкасаются друг с другом, когда они перекрещиваются (см. фиг.5). Вилки 63а и 63b установлены в линейных направляющих 66 на основном шасси 18 и свободно скользят параллельно оси 24 основного шасси 18. Когда дополнительное шасси 20 поворачивается против часовой стрелки (при наблюдении сверху по отношению к основному шасси 18) вокруг оси 23, вилка 63а перемещается вперед, а вилка 63b перемещается назад. И наоборот, когда дополнительное шасси 20 поворачивается по часовой стрелке, вилка 63b перемещается вперед, а вилка 63а перемещается назад. Когда дополнительное шасси 20 находится в положении, соответствующем прямолинейному движению вперед, показанном на фиг.5, вытянутые в поперечном направлении поверхности 64а и 64b скольжения на вилках 63а и 63b выровнены и обе находятся на ползуне 65. Ползун 65 шарнирно закреплен на радиальном рычаге 120, который в свою очередь шарнирно закреплен с возможностью поворота вокруг верхней выступающей части поворотного шкворня 116 прицепа 17, при этом поворотный шкворень 116 расположен на оси 19. Способом, описанным ниже, радиальный рычаг 120 выполнен так, что он всегда остается совмещенным с осью 28 тягача 16.
Поэтому, когда тягач 16 начинает правый поворот, радиальный стержень 120 поворачивается по часовой стрелке, что видно при наблюдении основного шасси 18 сверху, вследствие чего ползун 65 перемещается влево и вперед (что видно наблюдателю), как показано на фиг.6. Одновременно дополнительное шасси 20 поворачивается против часовой стрелки способом, описанным выше, вследствие чего вилка 62а перемещается вперед, а вилка 62b перемещается назад. Однако протяженность поворота дополнительного шасси 20 ограничена поверхностью 64а скольжения вилки 62а, прилегающей к ползуну 65, и в этом случае между осями 24 и 25 основного шасси 18 и дополнительного шасси 20 устанавливается угол 26'. Когда тягач 16 и прицеп 17 выровнены для прямолинейного движения вперед, значение угла 26' равно нулю. По мере того как тягач 16 постепенно все больше поворачивается вокруг оси 19, угол 26' непрерывно увеличивается. Во время поворота, когда предотвращается неограниченный поворот дополнительного шасси 20 до угла 26, который меньше значения 26', дополнительное шасси 20 стремится продолжать движение по прямолинейной траектории и развивается трение колес о поверхность дороги, достаточное для продвижения поверхности 64а скольжения к ползуну 65, хотя и меньшее, чем в случае известного тягача 1 с полуприцепом, совершающего аналогичный поворот.
Правый поворот описан выше. Очевидно, что симметричная компоновка деталей гарантирует аналогичный режим работы во время левых поворотов.
Для повышения эффективности этой основной схемы предусмотрен ряд усовершенствований. Ниже будут описаны эти усовершенствования.
При маневрировании, особенно на небольшой скорости, водитель может неожиданно уменьшить крутизну поворота, выполняемого тягачом 16. В таком случае могут возникнуть очень большие силы между поверхностью 64а скольжения (или 64b) и ползуном 65, поскольку для дополнительного шасси 20 требуется некоторое расстояние пробега, чтобы подстроиться к новому углу поворота (эта ситуация аналогична значительному повышению усилия на ободе рулевого колеса, испытываемого водителем автомобиля при быстром изменении радиуса поворота на очень малой скорости). Для ограничения этого эффекта вилки 63а и 63b имеют идентичные упругие секции 68а и 68b соответственно. На фиг.7 показана в разрезе одна из этих секций, 68а (другая секция 68b является идентичной).
Первая деталь 69а телескопически скользит по коаксиальной второй детали 70а, и при этом детали 69а и 70а отодвинуты на расстояние винтовой пружиной 71а, находящейся между ними. Стержни 72а прикреплены к детали 69а и свободно скользят в детали 70а. Упоры 73а на стержнях 72а по существу предотвращают разделение деталей 69а и 70а. Пружина 71а находится под действием определенной сжимающей силы (предварительно напряжена), когда детали 69а и 70а находятся на таком расстоянии, что упоры 73а действуют. В случае неожиданного уменьшения крутизны поворота на небольшой скорости движения вперед в вилке 63а не будут создаваться чрезмерно большие силы, поскольку ее детали 69а и 70а будут скользить друг к другу, сжимая пружину 71а. По мере продолжения поворота дополнительное шасси 20 устанавливается в новое положение. Во время этого процесса установки угол 26 может на время превысить угол 26' в соответствии с любым мгновенным положением ползуна 65.
С другой стороны, если происходит неожиданное увеличение крутизны поворота, как это часто случается, особенно при маневрировании на небольшой скорости, ползун 65 может перестать соприкасаться с поверхностью 64а скольжения (или 64b), но в таком случае дополнительное шасси 20 будет просто дополнительно поворачиваться в соответствии с тенденцией прямолинейного качения вперед до тех пор, пока не восстановится соприкосновение. В этом случае ползун 65 сохраняется ориентированным строго напротив поверхностей 64а и 64b скольжения посредством соединительного элемента 250, который для образования рычажного параллелограмма шарнирно соединен с рычагом 251 на ползуне 65 и с точкой 252 поворота на основном шасси 18.
Упругие секции 68а и 68b имеют еще одно назначение. Когда дополнительное шасси 20, основное шасси 18 и тягач 16 находятся на одной прямой линии, пружины 71а и 71b несколько сжаты, вследствие чего существует небольшая предварительная нагрузка между поверхностью 64а и ползуном 65 и между поверхностью 64b и ползуном 65. Это исключает зазоры в устройстве, вследствие чего плавная работа достигается без производственных трудностей, связанных с исключением зазоров между вилками 63а и 63b и ползуном 65.
Предварительное напряжение пружин 71а и 71b имеет значение для осуществления их функций. Когда правый поворот начинается (например) с прямолинейной конфигурации транспортного средства 15, ползун 65 перемещается вбок так, что он остается в соприкосновении с поверхностью 64а скольжения, но уходит из соприкосновения с поверхностью 64b скольжения. Поэтому предварительное напряжение пружины 71b вызывает небольшое перемещение поверхности 64b вперед до тех пор, пока упоры 73b не придут в соприкосновение с деталью 70b. По мере увеличения угла поворота и перемещения вилки 63а вперед вилка 63b перемещается назад так, что поверхность 64b скольжения перемещается назад. Однако в случае очень малых углов поворота небольшое перемещение поверхности 64b вперед, обусловленное снятием предварительного напряжения в пружине 71b, может превысить смещающее перемещение назад вилки 63b, вследствие чего возникает возможность взаимодействия между ползуном 65 и вилкой 63b, когда ползун 65 возвращается в центральное положение. Противоположное происходит при левом повороте. Этот эффект исключается посредством качающегося фиксатора 400, который установлен на основном шасси 18 с возможностью поворота вокруг горизонтального пальца 401, который параллелен оси 24 прицепа 17 и закреплен на прицепе 17 в центре поперечной линии. Фиксатор показан штрих-пунктирными линиями на фиг.6 и на фиг.8 так, как он виден воображаемому наблюдателю, смотрящему в направлении стрелки 350 на фиг.6. На фиг.8 опущены второстепенные детали. Когда начинается правый поворот, фигурная часть 402 ползуна 65 прилегает к фиксатору 400, поворачивая его вокруг пальца 401 так, что часть 403b фиксатора 400 опускается вниз и предотвращает дальнейшее перемещение поверхности 64b вперед по отношению к тому положению, которое он имел при центральном положении ползуна 65, при этом часть 403а поднимается, обеспечивая возможность перемещения вилки 63а вперед. Поэтому ползун 65 может быть установлен в центральное положение без взаимодействия с вилкой 63b. В случае левого поворота фиксатор 400 перемещается иным образом, вследствие чего часть 4