В зависимости от конструкции РО их сочленения можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся сочленения ИМ с такими РО, у которых шток соединен непосредственно с рычагом и которые не допускают передачи на шток никаких усилий, кроме перестановочных. Ко второй группе относятся сочленения ИМ с такими РО, на которые не влияют и не передаются на шток усилия, кроме перестановочных. Все сочленения могут выполняться по общим кинематическим схемам, но для сочленения второй группы требования могут быть менее жесткими; эти сочленения могут выполняться по другим кинематическим схемам, требования к которым будут приведены ниже.
В зависимости от кинематической схемы сочленения можно разделить на два типа: прямые (рис. 13.18 и 13.19) и обратные:
В сочленениях прямого типа ведущий рычаг (кривошип) и ведомый рычаг (рычаг) регулирующего органа вращаются в одном направлении. Выполнение сочленений начинают с определения длины рычага R , при этом следует иметь в виду, что угол поворота кривошипа от положения «Открыто» до положения «Закрыто» должен быть равен 90°:
R = Amr/hpo, (13.7)
где г - длина кривошипа ИМ, см; m - расстояние между осью вращения рычага РО и пальцем, крепящим шток и рычаг, см; hро - рабочий ход РО, см; А - коэффициент, зависящий от расходной характеристики РО. Все величины в формуле (13.7) определяются по каталогам или данным заводских монтажно-эксплуатационных инструкций на ИМ и РО. Коэффициент А принимается равным 1,4 при линейной расходной характеристике или близкой к ней и 1,2 при нелинейной расходной характеристике РО, когда требуется ее спрямление.
Для выполнения сочленения рычаг РО устанавливают в положение, при котором РО открыт наполовину (для этого шток РО поднимают на высоту hpo/2 от положения «Закрыто»). При этом рычаг должен быть перпендикулярен штоку и, как правило, должен располагаться горизонтально. Далее производится установка ИМ. Для РО с линейной расходной характеристикой или близкой к ней ИМ устанавливают так, чтобы окружность радиуса r , описываемая кривошипом, касалась перпендикуляра к рычагу РО, восстановленного с линии рычага в положение «Открыт наполовину» (см. рис. 13.18). Кривошип ИМ устанавливают параллельно рычагу РО и в этом положении их соединяют тягой. Далее производится установка механических упоров и концевых выключателей в соответствии с положениями «Открыто» и «Закрыто» РО.
В зависимости от расположения оборудования может быть выполнено как прямое, так и обратное сочленение. Расстояние L по горизонтали между осями вращения рычага РО и кривошипа ИМ для прямого сочленения равно R - г. Расстояние S по вертикали между осями вращения следует принимать равным (3 - 5) г.
Для РО с нелинейной расходной характеристикой ИМ устанавливают так, чтобы L - R - 0,6г для прямого и L = R + 0,6г. Затем рычаг РО устанавливают в положение «Закрыто», а кривошип в такое положение, чтобы угол между ним и тягой составлял 160-170° (см. рис. 13.19 и 13.20). В этом положении рычаг РО и кривошип ИМ соединяют тягой, после чего устанавливают механические упоры и настраивают концевые выключатели. Как упоминалось выше, требования к взаимному расположению РО и ИМ сочленений второй группы могут быть менее жесткими, и сочленения также можно выполнять по кинематическим схемам, одна из которых представлена на рис. 13.20. При этом следует соблюдать следующий порядок.
Определяют длину рычага РО по формуле (13.7). Для РО с линейной расходной характеристикой рычаг устанавливают в положение «Открыт наполовину», причем угол между рычагом и штоком может отличаться от 90°. Затем устанавливают ИМ так, чтобы окружность радиуса г, описываемая криво шипом, касалась перпендикуляра к рычагу РО, восстановленного с линии рычага в положении «Открыт наполовину». Кривошип ИМ устанавливают параллельно рычагу РО и в этом положении их соединяют тягой.
При выполнении этого сочленения значения L и S не регламентируются, длина тяги должна составлять (3 - 5)r . Для РО с нелинейной расходной характеристикой рычаг устанавливают в положение «Закрыто», а кривошип ИМ в такое положение, чтобы угол между ним и тягой составлял 160-170°, в этом положении кривошип и рычаг соединяют тягой; исполнительный механизм должен при этом располагаться так, чтобы длина тяги составляла (3 -5)г, а угол между тягой и рычагом 40-140°. Величины L и S не регламентируются.
210 211 ..УЗЕЛ СОЧЛЕНЕНИЯ КУЗОВА АВТОБУСА ЛиАЗ-621321 - ЧАСТЬ 1
Узел сочленения HNGK 19.5 фирмы HUBNER предназначен для гибкого соединения в единое целое кузова автобуса. Узел позволяет изменяться взаимному положению секций автобуса относительно друг друга в трех плоскостях (рис. 1.28).
На простейшей кинематической схеме (рис. 14.2) показаны основные элементы узла сочленения: поворотное устройство, состоящее из верхнего корпуса б, нижнего корпуса 3 и подшипника качения 7; устройство демпфирования 4, средняя рама 8; сильфоны 11, платформа 5. Управление, сигнализация и диагностика осуществляются с помощью электронного блока управления, который получает информацию о скорости и направлении движения, об угле и скорости изменения угла складывания. Общий вид узла сочленения показан на рис. 14.3.
Поворотное устройство, представляющее собой по сути подшипник большого размера, состоит из верхнего корпуса 1 (рис. 14.4), нижнего корпуса 44 и подшипника. Нижний корпус 44 поворотного устройства жестко закреплен на поперечной балке 8 задней секции автобуса самостопорящимися болтами 9. Поперечная балка 8 закреплена в свою очередь на каркасе основания автобуса. Верхний корпус 1 шарнирно - резинометаллическими подшипниками 32 -соединен с поперечной балкой 2 передней секции автобуса. Поворотное устройство обеспечивает требуемый угол в горизонтальной плоскости между секциями автобуса при повороте (складывании). Шарнирное сочленение верхнего корпуса с передней секцией автобуса посредством резинометаллических подшипников 32 компенсирует изменения профиля дороги в продольном направлении (угол изгиба), обеспечивая поворот (в небольших пределах) задней секции автобуса относительно передней в вертикальной плоскости. Эти же резинометаллические подшипники 32 за счет собственных деформаций обеспечивают также компенсацию неровностей дороги в поперечном направлении (угол закручивания).
Резинометаллический подшипник 32 устанавливается в приливах верхнего корпуса и фиксируется от продольного смещения стопорными кольцами 30. Вал резинометаллического подшипника 32 своими концами опирается на кронштейны поперечной балки передней секции, которые имеют крючкообразные концы. Крепление осуществляется с помощью штифтов 5, болтов 3 и гаек б.
Устройство демпфирования служит для противодействия самопроизвольному складыванию автобуса, которому, учитывая заднее размещение двигателя ("толкающая" схема), могут способствовать такие факторы, как состояние дороги (например, обледенение), неравномерная
загрузка и другие. Устройство демпфирования состоит из двух гидроцилиндров 12 (рис. 14.3), шарнирно сочлененных с корпусами поворотного устройства. В каждом цилиндре есть обводная трубка 3 (рис. 14.5), по которой рабочая жидкость перетекает из одной полости цилиндра в Другую.
Принцип действия устройства демпфирования заключается в том, что при повороте автобуса жидкость перетекает из одной полости цилиндра в другую через обводную трубку 3 и
Пропорциональный клапан 5 (или 12). Клапан оказывает определенное сопротивление потоку жидкости (дросселирование), чем и обеспечивается демпфирующее действие устройства. Пропорциональные электромагнитные клапаны 5 и 12 регулируют давление в той или иной полости гидроцилиндра, причем регулирование осуществляется независимо в каждом цилиндре. Клапаны управляются электронным блоком узла сочленения. Для отслеживания давления в гидроцилиндрах на них установлены датчики давления б и 13.
Устройство демпфирования имеет также клапан аварийного демпфирования 14, который функционирует при отказах (электронного блока управления, пропорционального клапана, аварийном отключении электропитания и др.) и обеспечивает при этом постоянную минимально необходимую степень демпфирования.
Средняя рама б (рис. 14.3) служит для крепления резинометаллических сильфонов, закрывающих пространство между секциями автобуса.
В нижней части средняя рама крепится к главному валу (см. рис. 14.4, поз. 42 и 43). В верхней части средней рамы установлен стабилизатор 3 (рис. 14.3) и энергопровод 2.
Средняя рама состоит из двух профилей специального сечения, которые сверху и снизу соединяются рейками. На боковых частях рамы установлены поддерживающие опоры 7 (рис. 14.3) с роликами 10.
В. Орлов, инженер городского транспорта, Минск
В августе 1997 г. автобусное отделение МАЗ пополнило выпускаемое семейство новой моделью – сочлененной особо большой вместимости, получившей обозначение 105. На городской маршрут первый такой автобус вышел весной 1999 г. Автобус спроектирован по «тянущей» схеме – с ведущим средним мостом. Конструкция имеет заметную отличительную особенность: двигатель, расположенный в «тягаче» (первой секции), установлен вертикально слева. Помимо того, что нет необходимости в сложном и дорогостоящем узле сочленения (противоскладывания), увеличилась сцепная масса, т. е. улучшилась проходимость и устойчивость, а сцепное устройство на основе сферического шарнира обеспечивает секциям три степени свободы. Принятая компоновка позволила понизить уровень пола салона до 600 мм по всей длине, а дверные проемы имеют одну ступеньку.
В 2002 г. на московском Мотор-шоу Ликинский автобусный завод представил сочлененный автобус ЛиАЗ-6212 с расположением двигателя в базе (горизонтально). В настоящее время автобус выпускают серийно. Механизм его противоскладывания разработан конструкторами ЛиАЗа самостоятельно. Следует заметить, что собственные разработки таких узлов есть всего лишь у нескольких компаний в мире. В 2005 г. собрана опытная низкопольная «гармошка» мод. 6213 (с покупным узлом противоскладывания), и в настоящее время опытные образцы автобуса проходят эксплуатационные испытания.
Достоин одобрения сегодняшний шарнирно-сочлененный автобус Львовского автобусного завода «Сити» ЛАЗ-20 который поставляется и в варианте троллейбуса. Удачными являются самостоятельно разработанный кузов и схема его окраски. Длина машины, превышающая «стандартные» 18 м, ставит ее в ряд новейших «гармошек» всемирно известных изготовителей – EvoBus (мод. CapaCity) и NeoMAN (GXL).
В 1993 г. завод из г. Ликино-Дулёво представил городской сочлененный автобус большой вместимости ЛиАЗ-6220. Заводские конструкторы самостоятельно разработали ранее не выпускавшийся в СНГ типоразмер автобуса (сочлененный), причем новой, заднемоторной компоновки по так называемой «толкающей» схеме. Изучение условий обеспечения устойчивости и управляемости принципиально новой машины и разработку соответствующих механизмов конструкторы ЛиАЗа вели совместно со специалистами Московского автомеханического института (МГТУ МАМИ). Их выводы не противоречили опыту коллег из промышленно развитых стран (там сочлененные автобусы появились раньше), особенно учитывая, что для автобусов такого типоразмера эти задачи и на Западе не решены окончательно.
Узел сочленения секций при «толкающей» схеме имеет только две степени свободы (т. е. не позволяет им закручиваться друг относительно друга при движении по неровным дорогам или повреждении элементов пневмоподвески одного борта), что приводит к возникновению дополнительных нагрузок на кузов и сочленение, снижающих их ресурс. Было установлено: для предотвращения «складывания» секций автобуса в поворотах (и при движении на скользкой дороге) в конструкции заднемоторных «сочлененников» требуется применять специальное устройство. Возможностей АБС тормозов, помогающей избежать складывания при торможении, для сочлененного автобуса с приводом на третий мост недостаточно. Установка в узле сочленения гидравлического (нерегулируемого) демпфера в целом обеспечивает устойчивость движения автобуса, гася поперечные колебания секций и предотвращая их раскачку. Вместе с тем опасность складывания сохранялась. Для ее предотвращения или снижения до безопасной величины использовали демпфер с золотниковым клапаном переменного диаметра. Забегая вперед, скажем, что задачей максимум являлась увязка работы демпфера с угловой скоростью, величиной поворота (и буксования) управляемых колес, учет коэффициента сцепления с дорогой. Кроме этого, был необходим концевой датчик, при угле складывания секций 45º (максимально допустимом для различных конструкций узла) подающий команду в систему противоскладывания и тем самым предотвращающий дальнейшее увеличение угла поворота. Основу устройства противоскладывания составляют гидроцилиндры двойного действия, еще называемые гидравлическими амортизаторами с изменяющимся сопротивлением. Однако для регулирования величины их сопротивления требовался специальный электронный блок.
Остается сказать, что стоимость системы противоскладывания или обеспечения устойчивости заднеприводного автобуса, представляющей собой сложное электронно-гидравлическое устройство, сопоставима со стоимостью современного двигателя и гидромеханической коробки передач!
В сочлененных автобусах промышленно развитых стран, имеющих «толкающую» схему, использован более сложный механизм противоскладывания секций. В упоминавшейся мод. О305G устройство состояло из двух датчиков угла поворота, встроенных в рулевой механизм, и дросселей с электромагнитными клапанами, встроенных в трубопроводы, связывающие гидроцилиндры (по два на каждую секцию автобуса). При увеличении угла складывания дроссели усиливали сопротивление потоку жидкости между гидроцилиндрами. Если угол складывания превышал 45º, электромагнитные клапаны блокировали перетекание жидкости, запирая гидроцилиндры. Бортовая электронная система сравнивала частоту вращения колес средней и задней осей, отключая подачу топлива при превышении допустимых значений соотношения между ними. Все колеса комплектовали датчиками бокового скольжения, сигнал которых вызывал соответствующие управляющие воздействия на механизм противоскладывания. Как бы то ни было, отечественная разработка узла противоскладывания и системы его управления стала настоящим успехом ЛиАЗа.
C чем связана популярность особо больших городских автобусов с толкающей задней секцией? Раньше – с возможностью их унификации с одиночными городскими автобусами и снижением уровня шума двигателя в салоне, сейчас – со снижением высоты пола, поскольку под полом салона нет силовой установки. Иначе говоря, главный недостаток сочлененных автобусов с горизонтальным расположением двигателя в базе и средней ведущей осью (схемы, до недавних пор считавшейся классической) на сегодняшний день связан со сравнительно высокими полом и шумом в салоне при такой компоновке. В целом современные шарнирно-сочлененные автобусы различаются приводом на колеса и расположением двигателя (горизонтальное или вертикальное).
Также известны сочлененные автобусы с двигателем, расположенным в задней части и средней ведущей осью (мод. SG24OH MAN, мод. 260-SH170 Magirus-Deutz, некоторые другие), а в ряде случаев с ведущими задним и средним мостами (либо передним и средним при установке одноосной секции перед двухосным заднемоторным автобусом). При этом крутящий момент от двигателя передается многосекционным карданным валом через узел сочленения на ведущую ось передней секции. Как отмечали специалисты МГТУ МАМИ, передача крутящего момента через место сочленения в данном случае, при ведущих задних колесах передней секции (среднем мосте), значительно усложняет конструкцию автобуса. Конструкторам требовалось тщательнейшим образом проработать место прохода карданного вала через узел сочленения. Такому автобусу еще необходима более полная нагрузка средней (ведущей) оси, для чего в ряде случаев приходилось отделять коробку передач от двигателя, устанавливая ее в передней части автобуса. К тому же применение такой конструкции вело к разунификации с базовой (одиночной) моделью.
Преимущество автобусов со средней ведущей осью и «задним» двигателем – отсутствие механизма управления складыванием.
Компании EvoBus и NeoMAN в 2007 г. практически одновременно представили новейшие сочлененные автобусы. Их главной особенностью стала нестандартная для двухсекционной конструкции длина, в свою очередь обусловившая:
изготовление автобусов по схеме «одиночный» + «прицеп» в виде ходовой части 15-метрового «трехосника»;
необходимость использования во 2-й секции двух осей;
возможность использовать оба (3-й и 4-й) ведущих моста «прицепа», поскольку 4-я ось является подруливающей.
Вместе с тем худшая компоновка «кормовой» части автобусов CapaCity – 2 ступеньки 4-й двери, думаю, заставит пассажиров вспомнить о пословице: «Не все то золото, что блестит». «Изюминкой» же GXL от NeoMAN является прозрачный гофр над узлом сочленения. Чем ответит IrisBus?
Что касается заокеанских автобусостроителей, то хотя и считается, что «гармошки» появились в США в 1930-е годы, сегодня на европейском континенте их парк и популярность значительно выше.
Уже отмечалось, что среди различных компоновочных схем сочлененных автобусов наибольшее распространение, несмотря на все сложности, получила заднемоторная схема как раз из-за возможности понизить высоту пола салона. К выполненным по «толкающей» схеме «сочлененникам» перешли, но добились ли при этом низкой высоты пола салона? И как это обеспечивается в рассмотренных моделях?
В МАЗ-105 удалось обеспечить одинаковую по всей длине салона высоту пола (600 мм) при наличии одной ступеньки на каждом входе.
Автобусы с бесступенчатыми входами называются низкопольными. Обеспечить отсутствие ступенек у всех дверей в «гармошках» оказывается значительно сложнее, чем в одиночных моделях. Так, в ЛиАЗ-6213 и «Сити» ЛАЗ-20 А292 нет ступенек только у первой и второй дверей (в передней секции). Почему? В зоне последней двери высота пола увеличена, для того чтобы разместить главную передачу и двигатель, а в зоне третьей двери высота пола зависит от расположения под полом механизмов устройства противоскладывания.
«Частичная низкопольность» характерна не только для техники СНГ. В новейшей «гармошке» CapaCity от EvoBus из задней двери в салон ведут… две ступеньки. Чтобы исключить такую «лестницу», четвертую дверь сочлененных автобусов европейских изготовителей (Neoplan, Setra, Volvo) ранее нередко «зашивали».
Чтобы обеспечить бесступенчатый вход во вторую секцию либо уменьшить число ступенек до одной, некоторые автобусостроители, в частности IrisBus, отдельные элементы механизма противоскладывания размещают над гофром узла сочленения (в этом случае возвышается часть крыши).
Остается добавить, что в сочлененных троллейбусах бесступенчатый вход можно обеспечить даже при расположении тягового двигателя в передней секции, поскольку габариты его небольшие, особенно если двигатель переменного тока. Так, в изготовленной заводом «Белкоммунмаш» (Белоруссия) еще весной 1998 г. «гармошке» мод. 333 в передней секции (напротив второй двери) был установлен не только электродвигатель, но и вспомогательная дизель-генераторная установка (для передвижений без питания «от проводов»). В этой модели ступеньки отсутствовали у всех четырех дверей, а напротив третьей была устроена накопительная площадка. Известны и троллейбусы с размещением тягового электродвигателя в задней секции и применением узла противоскладывания.
ЛиАЗ-6212
Сзади, во 2-й секции, с приводом на задний мост |
|||
| Двигатель | Renault ОМ906 | Catepillar | Deutz/МАN |
| Коробка передач (число ступеней и тип) | Praga/ ZF/ Voith (5Р/ 6Р/ 3А) | Voith (3А) | ZF (6А) |
| Ведущий мост | МАЗ | Raba | ZF |
| Расположение пола салона | Пониженное, на высоте одной ступеньки по всей длине | В передней секции – бесступенчатое | |
| Объемы выпуска, ед.* | 2003 г. – 47 2004 г. – 123 2005 г. – 115 2006 г. – 192 2007 г. – 202 |
2003 г. – 50 2004 г. – 269 2005 г. – 69 2006 г. – 34 2007 г. – 376 |
н. д. |
| * По данным ОАО «АСМ-Холдинг». | |||
Материал из раздела «Чертежи рамы самодельного мотоблока » сайта фотографий, чертежей и схем мотоблоков , мотокультиваторов и навесного оборудования к ним. Для тех, кто искал в интернете публикации на тему « », а также фото и картинки по запросу «Поворотный шарнир для сцепки ».
Самодельный мотоблок с ломающейся рамой
представляет собой две части рамы (сам мотоблок и прицепная тележка адаптер), так называемые полурамы соединенных между собой посредством прицепного устройства, как автомобиль и прицеп. К такому прицепному устройству помимо надежности сцепки предъявляется еще и условие, чтобы имелась возможность свободного поворачивания мотоблока и тележки адаптера относительно друг друга как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Для достижения вышеуказанной цели изготавливается поворотный шарнирный узел сочленения двух полурам мотоблока с ломающейся рамой
, чертеж которого изображен ниже. Полную независимость мотоблока и адаптера вокруг вертикальной и горизонтальной осей обеспечивает наличие в шарнирном узле двух пар подшипников установленных в вертикальной и горизонтальной плоскости и позволяющие тележке занимать любое положение относительно мотоблока при этом исключает вывешивание колес на неровностях грунта и гасит все силы направленные на опрокидывание адаптера, которые могут возникнуть при работе мотоблока на поле. На чертеже поворотного шарнира для мотоблока с ломающейся рамой
изображены:
1- стальной палец (прут диаметром 60 мм); 2- водило тележки адаптера (труба 60 мм); 3- четыре 208 шариковых подшипника; 4- корпус вертикальноустановленных подшипников поворотного шарнира (изготавливается из кругляка диаметром 100 мм); 5- верхний двойной кронштейн сцепки ломающегося мотоблока (два швеллера №5); 6- корпус верхнего горизонтального подшипника (кругляк диаметром 100 мм); 7- верхняя полуось шарнира (прут диаметром 50 мм приваренный к корпусу вертикально установленных подшипников); 8 и 11- две упорные шайбы (толщина 3мм); 9- гайка с резьбой М28; 10- фиксирующий шплинт поворотного шарнира; 12- нижняя полуось шарнирного узла ломающейся рамы мотоблока (прут диаметром 50 мм); 13- корпус нижнего горизонтального подшипника (кругляк диаметром 100 мм); 14- нижняя дуга сцепки мотоблока (труба 30 мм); 15- соединительная стяжка сцепки мотоблока с ломающейся рамой, соединяющая верхний двойной кронштейн с нижней дугой (две металлические полосы толщиной 3 мм)
Установка такого поворотного шарнира на надежно сочленит раму мотоблока с рамой адаптера, оставив возможность их свободного проворачивания друг относительно друга в вертикальной и горизонтальной плоскостях