Узел сочленения. Соединение двух шарнирно сочлененных секций транспортного средства, например сочлененного транспортного средства, в состав которого входит узел сочленения

Узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона включает П-образный буксовый проем боковой рамы 1 с установленной на опорной поверхности износостойкой съемной скобой 2, адаптер 3 прямоугольной формы с цилиндрическим вырезом в нижней части под установку на двухрядный кассетный подшипник 4 колесной пары 5 и блокиратор 6, предохраняющий колесную пару от выхода из буксового проема боковой рамы. Блокиратор 6, имеющий отверстие под болт 8 и прямоугольный паз 7 для стопорения головки болта 8, ширина а которого не превышает ширины b головки болта 8, входящий в отверстие в нижней части внутренней вертикальной стенки буксового проема, опирается на нижнюю полку 9 внутренней вертикальной стенки (возможно через пластину 10) и закреплен болтом 8, расположенным вверх головкой, которая входит в прямоугольный паз 7 блокиратора 6, с шайбой 11 и самостопорящейся гайкой 12, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкциях тележек грузовых вагонов.

В эксплуатируемых двухосных тележках грузовых вагонов (Вагоны / Под ред. Л.А.Шадура. - М.: Транспорт, 1980. - 439 с.) боковая рама своими П-образными концевыми проемами через буксу с роликовыми подшипниками качения свободно опирается на шейки осей колесных пар, которые могут вместе с буксой перемещаться в проемах в пределах продольного и поперечного зазоров.

Такая конструкция двухосной тележки имеет следующие недостатки, обусловленные конструкцией узла соединения боковой рамы с колесной парой.

Корпус буксы не закреплен в вертикальном направлении относительно боковой рамы. Отсутствие предохранительного устройства приводит к тому, что при действии ударных нагрузок при роспуске вагонов с горок боковая рама подпрыгивает над буксой, и корпус буксы переворачивается на подшипниках вокруг оси колесной пары, также нередки случаи выхода колесной пары из буксового проема. Это значительно снижает надежность узла соединения боковой рамы с колесной парой и может привести к сходу вагона с рельсов.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция узла опоры боковой рамы на колесную пару тележки грузового вагона (В.П.Ефимов, К.А.Белоусов, И.Н.Еленевский, В.А.Чернов Технический уровень тележки модели 18-578 и варианты ее модернизации // Проблемы и перспективы развития грузового вагоностроения: Материалы II международной научн.-техн. конференции / Под науч. ред. проф. А.В.Смольянинова. - Екатеринбург: УрГУПС, 2007. - С.64-73), содержащая боковую раму с буксовым проемом, которая опирается на колесную пару через адаптер и сменную износостойкую скобу. Для исключения выхода колесной пары в нижней части буксового проема выполнен прилив для установки предохранительного устройства (блокиратора). В приливе буксового проема соосно с осью колесной пары выполнены два отверстия для установки болта и штифта. Предохранительное устройство закрепляется при помощи болта с гайкой и фигурной отгибной шайбы, которая служит для стопорения гайки от самораскручивания. Отгибная шайба, для исключения ее прокручивания вокруг болта, свободным концом застопорена штифтом, вставленным в отверстие предохранительного устройства и прилива.

Недостатком данной конструкции узла опоры боковой рамы на колесную пару тележки грузового вагона, обусловленным конструкцией предохранительного устройства является то, что предохранительное устройство висит на болте и штифте, при движении вагона возникают вибрации предохранительного устройства, которые передаются на болт, работающий на срез. Под действием вибрации может происходить излом болта или его откручивание, так как головка болта не застопорена от проворота, что снижает надежность крепления предохранительного устройства в эксплуатации.

Каждый раз при разборке и сборке такого соединения необходимо устанавливать новую фигурную отгибную шайбу, так как ее повторное использование невозможно. При установке отгибной шайбы в момент загиба ее «лапой» на грань гайки происходит ослабление затянутого болтового соединения.

Задачей полезной модели является разработка узла соединения боковой рамы с колесной парой повышенной надежности за счет установки предохранительного устройства (блокиратора) и конструкции его крепления на боковой раме тележки.

Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности узла крепления блокиратора за счет исключения излома болта при эксплуатации и надежности резьбового соединения.

Технический результат достигается тем, что узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона содержит П-образный буксовый проем с установленной на опорной поверхности износостойкой съемной скобой, адаптер прямоугольной формы с цилиндрическим вырезом в нижней части под установку на двухрядный кассетный подшипник колесной пары и блокиратор, предохраняющий колесную пару от выхода из буксового проема боковой рамы. Блокиратор, имеющий отверстие под болт, выполнен с прямоугольным пазом в верхней части, ширина которого не превышает наибольшего размера шестигранной головки болта. Блокиратор входит в отверстие в нижней части внутренней вертикальной стенки буксового проема и расположен с возможностью опоры на полку внутренней вертикальной стенки (возможно через пластину). Крепление блокиратора осуществляется болтом, расположенным вверх головкой, которая входит в прямоугольный паз блокиратора. Болт снабжен шайбой и самостопорящейся гайкой.

Сущность полезной модели поясняется чертежом фиг.1, где изображен общий вид узла соединения боковой рамы с колесной парой.

Узел соединения боковой рамы с колесной парой включает боковую раму 1 (фиг.1), имеющую П-образный буксовый проем с установленной на опорной поверхности износостойкой съемной скобой 2, адаптер 3 прямоугольной формы с цилиндрическим вырезом в нижней части под установку на двухрядный кассетный подшипник 4 колесной пары 5 и блокиратор 6, предохраняющий колесную пару от выхода из буксового проема.

Блокиратор 6 имеет отверстие под болт 8 и прямоугольный паз 7 для стопорения головки болта 8, ширина которого а не превышает ширины b головки болта.

Блокиратор 6 входит в отверстие в нижней части внутренней вертикальной стенки буксового проема и опирается на нижнюю полку 9 внутренней вертикальной стенки буксового проема, и закреплен болтом 8, расположенным вверх головкой, которая входит в паз 7 блокиратора 6, с шайбой 11 и самостопорящейся гайкой 12. Для регулирования зазора между блокиратором 6 и кассетным подшипником 4, под блокиратор могут устанавливаться пластины 10.

Опирание блокиратора 6 на нижнюю полку 9 внутренней стенки буксового проема и вертикальное расположение болта 8, работающего на растяжение, исключает его излом при эксплуатации, что повышает надежность крепления блокиратора 6 на боковой раме 1.

Ширина а паза 7, не превышающая наибольшего размера b шестигранной головки болта, и применение самостопорящейся гайки 12 исключает поворот головки болта 8 и раскручивание ботового соединения, повышая надежность резьбового соединения.

1. Узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона, содержащий П-образный буксовый проем с установленной на опорной поверхности износостойкой съемной скобой, адаптер прямоугольной формы с цилиндрическим вырезом в нижней части под установку на двухрядный кассетный подшипник колесной пары и блокиратор, предохраняющий колесную пару от выхода из буксового проема боковой рамы, закрепленный посредством болта к нижней части внутренней вертикальной стенки буксового проема, отличающийся тем, что блокиратор, имеющий отверстие под болт, выполнен с прямоугольным пазом в верхней части, ширина паза не превышает наибольшего размера шестигранной головки болта, в нижней части внутренней вертикальной стенки буксового проема выполнено отверстие для установки блокиратора, расположенного с возможностью опоры на нижнюю полку внутренней вертикальной стенки буксового проема, при этом болт размещен вверх головкой, которая входит в прямоугольный паз блокиратора, и снабжен шайбой и самостопорящейся гайкой.

2. Узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона по п.1, отличающийся тем, что между блокиратором и полкой могут устанавливаться регулировочные пластины с отверстиями под болт.

Тележка является ходовой частью вагона, через которую осуществляется взаимодействие вагона и пути, а также направленное движение по рельсовому пути (рис. 3.0).

Тележка в соответствии с рисунком состоит из: двух колесных пар 1 с буксовыми узлами; двух боковых рам 2; надрессорной балки 3; рессорного подвешивания 4 с центральным расположением рессорных комплектов в боковых рамах тележки; тормозной рычажной передачи 5 с односторонним нажатием колодок на колеса и подвесными триангелями. Сочленение боковой рамы с колесными парами осуществляется через сменную износостойкую полимерную вставку 6 и адаптер 7. При оборудовании вагона автоматическим регулятором режимов торможения на одной из тележек подкатываемых под вагон, устанавливается опорная балка 8. Тележка оборудована: упругими скользунами; 9 устройствами исключающими возможность выхода колесных пар из буксовых проемов боковых рам; устройством 12 для направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе; устройством 13 для отвода статического электричества от вагона на рельс; шкворнем 14. Кроме этого, в тележке предусмотрены предохранительные устройства от падения деталей на путь триангелей, затяжек, чек, осей (валиков) тормозной рычажной передачи в случае внезапных отказов и при разгрузке на вагоноопрокидыватель.

Рис. 1.5

Боковая рама (Рис.3.0) предназначена для восприятия нагрузок, передаваемых от кузова вагона, передачи их на колесные пары, а также для размещения рессорного комплекта.

Боковая рама представляет собой отливку, в средней части которой расположен проем Г для размещения рессорного комплекта, а по концевым частям буксовые проемы Д для установки колесных пар.

Нижняя часть рессорного проема образует опорную плиту Е с размещенными на ней боками и буртами для фиксации пружин рессорного комплекта. На вертикальных стенках рессорного проема выполнены площадки, к которым заклепками 2 приклепаны фрикционные планки 1. Упоры Ж служат для ограничения поперечных перемещений фрикционных клиньев.

С внутренней стороны боковой рамы опорная плита Е переходит в предохранительные полки, являющиеся опорами для наконечников триангелей в случае обрыва подвесок, которыми триангели подвешены к кронштейнам боковой рамы. В кронштейны 3 установлены полимерные износостойкие втулки 3. Полки И с овальными отверстиями служат опорами для балки авторежима.

В нижней части буксового проема на боковой раме имеются кронштейны К с отверстиями для крепления устройства, предохраняющего колесные пары от выхода из буксового проема при экстремальных ситуациях.

Рис. 3.1

Надрессорная балка (Рис. 3.1) представляет собой отливку коробчатого сечения и служит для передачи нагрузки на рессорные комплекты и упруго-фрикционной связи боковых рам тележки. Нагрузки на фрикционные клинья гасителей колебаний рессорного комплекта передаются через наклонные площадки, расположенные в специальных карманах, выполненных по концам надрессорной балки. На верхнем поясе надрессорной балки расположены: подпятниковое место для опоры пятника вагона, опорные площадки с резьбовыми отверстиями для установки скользунов. На нижних опорных поверхностях надрессорной балки выполнены ребра, которыми фиксируются наружные пружины рессорного комплекта. На боковой стенке надрессорной балки в средней части расположены приливы для установки державки мертвой точки 1, закрепленной заклепками 2. В подпятниковое место устанавливается износостойкий элемент-чаша 3 с твердостью 255-341 НВ. Для предохранения чаши от выпадения введена наплавка ограничителей с зачисткой заподлицо в четырех местах с обеспечением зазора между наплавкой и чашей не менее 0,2 мм. Узел сочленения боковой рамы с колесными парами. Боковая рама устанавливается на колесные пары через сменные износостойкие полимерные вставки и специальные адаптеры. Устройства исключают возможность выхода колесных пар из буксовых проемов боковых рам при соударениях вагонов и других эксплуатационных ситуациях.

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 О 51)5 В 61 Р 15 10 ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОИСТВО СОЧЛЕНЕНИЯ БОКОВОЙ РАМЫ ТЕЛЕЖКИ С БУКСАМИ КОЛЕСНЫХ ПАР(57) Изобретение относится к железнодорожному транспорту и позволяет улучшить ходовые качества тележки за счет снижения силового воздействия на тележку и путь. Устройство содержит промежуточный опорный элемент 3, имеющий конечную упругость (гибкость) в вертикальном направлении, выпукло-вогнутая форма которого обеспечивает возможность маятниковых колебаний боковой рамы 1 относительно корпуса оуксы 2 в вертикальной поперечной плоскости, возможность относительного смешения (сдвига или поворота) по любой из двух опорных поверхностей и возможность увеличения подвижности тележки в горизонтальной плсскости. 3 и,.1585194 Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тележки грузовых вагонов.Цель изобретения - улучшение ходовых Качеств тележки за счет снижения силового Воздействия на тележку и путь,На фиг. 1 показано устройство сочлеНения, вид спереди; на фиг, 2 - то же, вид верху; на фиг. 3 - опорный элемент.Устройство сочленения боковой рамы 1 теежки с буксами 2 колесных пар содержит 10 ромежуточный опорный элемент 3, устаовленный с зазором на плоскую круговую лощадку 4 буксы, ограниченную с двух стоон концентричными с ней боковыми ребра- и - выступами 5. Формула изобретения Устройство сочленения боковой рамы тележки с буксами колесных пар, содержащее установленный в буксовом проеме боковой рамы на горизонтальной поверхности буксы выпуклый опорный элемент, ограниченный выступами на горизонтальной поверхности буксы, отличающееся тем, что, с целью улуч щения ходовых качеств тележки за счет снижения силового воздействия на тележку и путь, опорный элемент установлен с зазором относительно выступов, выполнен в плане в виде диска, а его выпуклая поверхность образована верхним плоским горизонтальным участком и сопряженным с ним кольцевым сферическим участком, при этом указанная поверхность боковой рамы выполнена горизонтальной. Опорный элемент 3 выполнен в виде круглой пластины, верхняя опорная поверхность которой имеет сферическую форму 6, срезаную горизонтальной плоскостью 7, а нижняя порная поверхность - плоскую кольцевую.При действии в горизонтальной поперечой плоскости динамических сил, передаюихся от кузова вагона на тележку и вызывающих отклоняющий момент, происходят относительные перемещения боковой рамы и буксы. Благодаря плоскосферической форме опорного элемента 3 маятниковые колебания боковой рамы относительно корпуса буксы Начнутся только после преодоления определенного удерживающего момента (реактивного усилия), величина которого зависит от размера (диаметра) плоской части этой поверхности, т. е. происходит уменьшение жесткости восприятия тележкой боковых сил. Кроме того, обеспечивается возможность относительного перемещения как по верхней, так и по нижней опорным поверхностям опорного элемента, чем обуславливается уменьшение сил трения между боковой рамой и буксой.нияшска нт,Саста витель М Техред А. Кравчук Тираж 397 комитета по изобрет осква, Ж - 35, Рау ьский комбинат Пат

Заявка

4483715, 27.07.1988

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВАГОНОСТРОЕНИЯ

КУЗЬМИЧ ЛЕОНИД ДМИТРИЕВИЧ, ЗАВТ БОРИС САМУИЛОВИЧ, СЫЧЕВ ВАЛЕРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, КАШКИН АЛЕКСЕЙ ИЛЬИН, ДВУХГЛАВОВ ВЯЧЕСЛАВ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ГЕЙЛЕР МОИСЕЙ ПЕТРОВИЧ, БАРБАШОВ ВАЛЕНТИН МИХАЙЛОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

Устройство сочленения боковой рамы тележки с буксами колесных пар

Похожие патенты

Изображен узелсочленения буксы с боковой рамой тележ ки 10грузового вагона в сечении по горизонтальной оси колесной пары (два варианта выполнения узла) .Приведены два варианта выполнения узла сочленения с одним ограничительнымвыступом (на сечении справа от оси) илис двумя ограничительными выступами (насечении слева от оси). Узел сочленения буксы 1 с боковой рамой 2 тележки содержитнасаженные на ось колесной пары 3 подшипники 4, установленные в буксе 1, имею1 цей челюсти 5 с упорами 6, охватывающими направляющие буксового проема боковой рамы 2 тележки, причем челюсти 5снабжены вертикальными пазами 8, в которые входят вертикальные ограничительныеребра 9, выполненные на направляющих 725буксового проема с зазорами а, б, превышаюшими...

Другарычагов 5, 6 и 7, 8.Свободные концы рычагов 5, 6 и7, 8 попарно соединены между собойосями 9 и 10, на концах которых установлены элементы 11 вращения, наприммер подшипники качения, расположенные на расстоянии, превышающим ширину буксового проема боковой рамы 12,Воспринимающий нагрузку блок 13 установлен в месте соединения звеньев2 иЗ.Устройство работает следующим образомм. Рычажную передачу 1 устанавпивагот в буксовом проеме боковой рамы 12, при этом элементы 11 вращения устанавливаются на горизонтальную опорную поверхность основания 14 таким, образом, чтобы оси 9 и 10 упирались в челюстные направляющие 15 и 16, После этого на груэовоспринимающий блок 13,устанавливают жесткий П-образный элемент 17, посредством которого переменное...

Для пружин рессорного комплекта, и колонки, где требуется установка площадок и направляющих для клиньев гасителя колебаний, а также кронштейнов для крепления подвесок триангеля. Указанное можно выполнить только ручной сваркой, Также трудоемкой является зона буксового проема, где сварочные работы также в основном могут быть выполнены вручную.Цель и.:обретения - повышение технологичностиснижение трудоемкости изготовления боковой рамы.Поставленная цель достигается тем, что в известной боковой раме, содержащей жестко связанные между собой верхний и нижний с поддоном для установки пружин рессорного комплекта пояса, соединяющие 5 10 15 20 25 30 35 40 45 их колонки и наклонные пояса, сопряженные с концевыми частями для букс, нижний...

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.

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.