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.

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.

Владельцы патента RU 2412066:

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к соединению двух шарнирно-сочлененных секций транспортного средства. В состав узла сочленения входят два звена, которые соединены вместе с возможностью поворота вокруг затяжного устройства, действующего в качестве вертикальной оси. В состав первого звена сочленения входит U-образное, подобное зеву, отверстие для захвата второго звена сочленения в области вертикальной оси. Предусмотрены устройства скольжения, действующие между звеньями сочленения, по крайней мере, в осевом направлении. В состав затяжного устройства входит средство обеспечения смещения звена сочленения. В состав второго звена сочленения входят два элемента звена сочленения, которые по отдельности с помощью винтов крепятся к раме секции транспортного средства. Устройства скольжения предусмотрены для обеспечения перемещения двух звеньев узла сочленения относительно друг друга. Для обеспечения длительной эксплуатации подвижных устройств необходимо, чтобы звенья сочленения, между которыми расположены устройства скольжения, перемещались относительно друг друга с нулевым зазором. Достигается надежность и долговечность узла сочленения транспортного средства. 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к соединению двух шарнирно-сочлененных секций транспортного средства, например сочлененного транспортного средства, в состав которого входит узел сочленения.

Известно сочлененное транспортное средство, которое может состоять из нескольких секций. Секции такого сочлененного транспортного средства соединены между собой с помощью узла сочленения. Узел сочленения снабжен гибким гофрированным ограждением, переход пассажиров из одной секции транспортного средства в другую осуществляется по проходу.

Известно, что сочлененные поезда или сочлененные транспортные средства подвержены несоизмеримо большим смещениям. Такое сочленение должно быть способно поглощать смещение при крене, продольные смещения и смещения при изгибе. В данном случае под термином сочленение понимается шарнирное соединение двух секций транспортного средства. Под креном понимается смещение, при котором две секции транспортного средства поворачиваются относительно друг друга и относительно продольной оси. Смещение при изгибе происходит, когда две секции сочлененного транспортного средства вписываются в кривую при повороте, а продольное смещение происходит, когда такой сочлененный поезд движется по буграм и ямам.

Для того чтобы вписываться в кривые при повороте и, например, для того, чтобы переезжать ямы, известный узел сочленения секций транспортного средства включает шарнирное сочленение и сочленение горизонтальной осью. Сочленение горизонтальной осью обеспечивает смещение двух шарнирно-сочлененных секций транспортного средства относительно друг друга и относительно оси, проходящей поперек продольной оси транспортного средства. Обычно подшипники с горизонтальной осью, предусмотренные для этой цели, выполняются из металла с резиновыми вкладками.

До настоящего времени предполагалось, что ввиду внутренне присущей упругости ходовой части соответствующих секций транспортного средства крен гасится самой ходовой частью. Отчасти это справедливо, потому что угол крена составляет не более 3°. Однако было выяснено, что даже с такими весьма маленькими углами крена крутящие моменты, которые действуют на шарнир и/или на ходовую часть, составляют до 35 кНм. Таким образом, нельзя исключить повреждения ходовой части и/или сочленения. В частности, узел сочленения, который позволяет сочлененному поезду вписываться в кривую при повороте, воспринимает большие нагрузки. Это нашло свое отражение в том, что в области узла сочленения устанавливаются подшипники качения значительных размеров, при этом данные подшипники, в конце концов, не только передают нагрузку, приходящуюся на седло, на секции вагонов, но могут передавать и усилия, возникающие во время уже нашедших объяснение кренов.

Таким образом, в документе DE 102006050210.8 описывается способ соединения узла сочленения, который является составной секцией шарнира, с одной секцией транспортного средства, чтобы передавать крен и продольное смещение. Это означает, что шарнир включает два шарнирных элемента, а именно узел сочленения и один дополнительный шарнирный элемент, которые передают крен и продольное смещение. Так как такой шарнирный узел позволяет передавать продольное смещение и крен, то можно исключить нагрузки, как на ходовую часть обеих секций транспортного средства, так и на сам шарнир. Это объясняется тем, что через узел сочленения должна передаваться только нагрузка на седло и растягивающая сила, а также небольшой вращающий момент, вызванный креном, составляющий менее 10 кНм. До сих пор узел сочленения включал подшипники качения значительных размеров. Учитывая, что использование шарнирной конструкции незначительно снижает силы, действующие на шарнирную опору, могут использоваться другие подшипники, которые намного дешевле подшипников качения очень больших размеров, используемых до настоящего времени.

Кроме того, из документа DE 1133749 известна шарнирная опора с двумя наложенными друг на друга вилками, при этом между вилок располагается несущая пластина другой части узла сочленения. Для соединения соответствующей вилки с несущей пластиной предусмотрены болты со сквозной резьбой. Между ногами одной из двух вилок расположена несущая пластина, которая используется в качестве регулирующей шайбы, действующей как упорная шайба. При упоре в упорные шайбы ноги сочленения растягиваются. В результате упорные шайбы нагружаются неравномерно, так как ноги вилки немного сужаются при растяжении резьбовым болтом, так как вилки изготавливаются неразъемными и состоят из одной части. Это приводит к тому, что края вдавливаются в упорные шайбы, что приводит к быстрому износу подшипников.

В соответствии с настоящим изобретением в состав узла сочленения входят два звена, которые соединены вместе с возможностью поворота вокруг затяжного устройства, действующего в качестве вертикальной оси, при этом в состав первого звена сочленения входит U-образное подобное зеву отверстие для захвата другого, второго звена сочленения в области вертикальной оси, при этом предусмотрены устройства скольжения, действующие между звеньями сочленения, по крайней мере, в осевом направлении (имеется в виду направление оси сочленения), при этом в состав затяжного устройства входит средство обеспечения смещения звена сочленения, в состав одного звена сочленения входят два элемента звена сочленения, которые по отдельности с помощью винтов крепятся к раме секции транспортного средства. Устройства скольжения предусмотрены для обеспечения перемещения двух звеньев узла сочленения относительно друг друга. Для обеспечения длительной эксплуатации подвижных устройств необходимо, чтобы звенья сочленения, между которыми расположены устройства скольжения, перемещались относительно друг друга с нулевым зазором. Это означает, что при независимом креплении элементов звена сочленения можно регулировать положение устройств скольжения и обеспечивать нулевой зазор. С другой стороны, при независимом креплении элементов звена сочленения к раме, снижается риск перетянуть элементы одного звена сочленения относительно другого звена сочленения. Причина состоит в том, что первое и второе звенья сочленения соединены вместе и связаны с соответствующими секциями транспортного средства. Наличие длинных отверстий на раме транспортных средств обеспечивает определенную вариабельность.

В соответствии с настоящим изобретением для обеспечения нулевого зазора в состав затяжного устройства входит средство обеспечения смещения звена сочленения. Ясно, что даже если устройства скольжения со временем изнашиваются, то с помощью смещения постоянно обеспечивается посадка с нулевым зазором.

В частности, для выполнения смещения в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения предусматривается, что в состав затяжного устройства входит осевая втулка и контргайка, при этом упомянутая осевая втулка соединяется с контргайкой предпочтительно посредством болта, и два звена сочленения смещаются вдоль одного резьбового болта под действием пружины. Осевая втулка действует в качестве оси узла сочленения, вокруг которой относительно друг друга перемещаются два звена сочленения. В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения для оказания соответствующего давления на звенья сочленения в осевом направлении на осевой втулке выполнен буртик, действующий на одно первое звено сочленения, и гайка с буртиком, который действует с другой стороны на это первое звено сочленения.

В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения на внутренней поверхности осевой втулки выполнен буртик, в который упирается головка резьбового болта. В результате затяжное устройство выполнено заподлицо с поверхностью первого звена сочленения.

В соответствии с первым примером осуществления настоящего изобретения сверху и снизу второго звена сочленения, в области расположения затяжного устройства выполнена кольцевая проточка под упорную шайбу, при этом упомянутая упорная шайба поджимается к первому звену сочленения, по крайней мере, одним, а в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения тремя (для обеспечения баланса) пружинными системами, которые равномерно распределены по окружности, а между упорной шайбой и первым звеном сочленения располагается устройство скольжения. В принципе два звена сочленения всегда составляют соединение посредством подпружиненной упорной шайбы, которая оказывает давление на устройство скольжения, например на кольцевую прокладку, изготовленную, например, из тефлона. То есть настоящее устройство является саморегулируемым, что означает, что износ кольцевой прокладки компенсируется затяжным устройством и, в частности, пружинной системой. Как уже объяснялось, кольцевая прокладка оказывает давление на первое звено сочленения с помощью пружинной системы. В этом случае в состав пружинной системы входит несколько распределенных по окружности сборок тарельчатых пружин, каждая из которых, в частности, направляется направляющим болтом. В результате кольцевая прокладка, выполняющая роль устройства скольжения, равномерно нагружается упорной шайбой и, таким образом, оказывает равномерное давление на первое звено сочленения. Сборка тарельчатых пружин размещается в полости, расположенной под упорной шайбой. Направляющий болт, расположенный в полости, служит направляющей для сборки тарельчатых пружин и предотвращает вращение упорной шайбы.

Устройство скольжения, изготовленное в виде кольцевой прокладки, передает усилие, действующее в направлении оси затяжного устройства. По существу, этими силами являются вращающие моменты, возникающие из-за нагрузки, приходящейся на седло, а также небольшие вращающие моменты, возникающие из-за крена. Для передачи сил торможения и ускорения между осевой втулкой и вторым подвижным звеном устанавливается втулка скольжения. Эта втулка скольжения может изготавливаться из того же самого материала, что и кольцевая прокладка, выполняющая роль устройства скольжения.

Второй пример осуществления настоящего изобретения характеризуется тем, что на внутренней поверхности осевой втулки между резьбовым болтом и буртиком расположена пружинная система. Пружинная система, которая, в частности, выполнена в виде сборки тарельчатых пружин, постоянно поджата ко второму звену сочленения в области подобного зеву отверстия первого звена сочленения. В этом контексте необходимо отметить следующее.

Подобное зеву U-образное отверстие образуется при соединении верхнего и нижнего элементов первого звена сочленения. Эти два элемента звена сочленения крепятся к раме ходовой части, при этом сначала собирается подшипник. Это непосредственно приводит к тому, что для получения нулевого зазора между двумя звеньями сочленения как резьбовой болт, так и сборка тарельчатых пружин должны преодолевать собственную упругость первого звена сочленения, что является особенно трудной задачей, если шарнирное соединение с рамой, составляющей элементы первого звена сочленения, происходит посредством жесткого соединения. Это является преимуществом первого примера осуществления настоящего изобретения над вторым, так как жесткость первого звена сочленения никак не влияет на посадку с нулевым зазором.

В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, также как и в соответствии с первым, предусмотрены устройства скольжения, располагаемые между звеньями сочленения, выполненные в виде кольцевых прокладок, а между осевой втулкой и вторым звеном сочленения предусмотрена также и подвижная втулка.

В соответствии с третьим примером осуществления настоящего изобретения в качестве устройства скольжения предусмотрены две, так называемые, сферические опоры. Такая сферическая опора характеризуется тем, что она выполняется в виде скользящей опоры и включает два вкладыша с дугообразными поверхностями скольжения. Дугообразный контур вкладышей подшипников способствует поглощению сил как в радиальном, так и в осевом направлениях. Важно и то, что такая сферическая опора способна обеспечивать работу двух составляющих деталей при нулевом зазоре между ними.

Для обеспечения посадки с нулевым зазором два вкладыша двух подшипников скольжения, которые обращены навстречу друг другу в осевом направлении, воспринимают силы действия пружин так, что обеспечивается саморегулирование сферической опоры, то есть износ двух смежных вкладышей каждой сферической опоры компенсируется силой действия пружин.

Для обеспечения регулировки подшипник скольжения, который воспринимает силы действия пружин, установлен по свободной посадке, а другой подшипник скольжения установлен по плотной посадке. Для предотвращения поворота подшипника, установленного по свободной посадке, используется призматическая шпонка.

Предусмотрено также, что один вкладыш сферической опоры упирается в одно звено сочленения, а другой вкладыш сферической опоры упирается в другое звено сочленения. Тарельчатые пружины, которые, в частности, образуют сборку пружин, действуют на два вкладыша сферической опоры, при этом упомянутые вкладыши располагаются напротив друг друга по оси, то есть вдоль оси вращения, и таким образом давят на два ответных вкладыша сферической опоры; некоторые признаки износа во время эксплуатации компенсируются дугообразным профилем.

Во всех вариантах осуществления настоящего изобретения предотвращен поворот осевой втулки относительно первого звена сочленения, применяется также контргайка. Поворачиваться может только второе звено сочленения относительно первого звена сочленения.

С помощью прилагаемых ниже чертежей настоящее изобретение объяснено более подробно.

На фиг.1 представлен главный чертеж сочленения двух секций транспортного средства.

На фиг.2 представлен узел сочленения по первому примеру осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 представлен узел сочленения по второму примеру осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 представлен узел сочленения по третьему примеру осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 представлено сочленение 1 двух секций транспортного средства 2, 3. Сочленение 1 включает, в частности, узел сочленения 10 и подшипники продольного качения/крена 30, установленные между узлом сочленения и секцией 2 транспортного средства. Узел сочленения 10 связан с секцией 3 транспортного средства через раму 40, демпферы 50, установленные между узлом сочленения 10 и рамой 40. Узел сочленения поворачивается вокруг оси 60.

В настоящем изобретении предлагается узел сочленения 10. В двух вариантах, представленных на фиг.2 и 3, узел сочленения 10 включает первое звено сочленения 11 и второе звено сочленения 12. В первом звене сочленения 11 имеется U-образное подобное зеву отверстие 13, в которое вставляется другое, второе звено сочленения 12. В состав первого звена сочленения 11 входят два элемента звена сочленения 11a и 11b, каждый из которых крепится к раме 40 винтами (не показано).

Для соединения двух звеньев сочленения 11, 12 предусмотрено затяжное устройство 20, которое также образует ось вращения и сочленения. В состав затяжного устройства 20 входит осевая втулка 21 и контргайка 22, при этом упомянутая осевая втулка 21 связана с контргайкой 22 посредством резьбового болта 23. Как осевая втулка 21, так и контргайка 22 снабжены буртиками 21а, 22а, которые как у контргайки, так и у осевой втулки упираются в нижнюю и верхнюю стороны звена сочленения 11, как видно на фиг.2 и на фиг.3. Как осевая втулка 21, так и контргайка 22 неподвижно крепятся к звену сочленения 11 штифтами 21b, 22b, что гарантирует перемещение только двух звеньев сочленения 11, 12 относительно друг друга.

Для соединения резьбового болта 23 с контргайкой 22 на внутренней поверхности осевой втулки выполнен буртик 21с, в который упирается головка резьбового болта 23. Между передней стороной второго звена сочленения 12 и осевой втулкой 21 установлена втулка скольжения 24. Эта втулка скольжения 24 передает силы, возникающие при ускорении и торможении, когда транспортное средство трогается с места и тормозит.

Пример осуществления настоящего изобретения, представленный на фиг.2, обеспечивает как передачу нагрузки, приходящейся на седло, и небольшого вращающего момента, возникающего при крене, так и поворот двух звеньев сочленения 11, 12.

Во втором звене сочленения 12 выполнена кольцевая проточка 14. В эту кольцевую проточку 14 установлена упорная шайба 15. На упорную шайбу укладывается кольцевая прокладка 16, изготовленная, например, из тефлона, которая действует как устройство скольжения и которая закреплена на внутренней поверхности подобного зеву отверстия звена сочленения 11. Под упорной шайбой 15 установлено несколько распределенных по окружности углублений 17 под отдельные сборки тарельчатых пружин 18. Через эти сборки тарельчатых пружин 18, которые направляются направляющим болтом 19, упорная шайба 15 вместе с кольцевой прокладкой, лежащей на ней, поджимается к кольцевой 16 звена сочленения 11, как показано на фиг.2.

Таким образом, с помощью сборок тарельчатых пружин всегда обеспечивается посадка с нулевым зазором двух звеньев сочленения 11, 12, и эта посадка обеспечивает поворот двух звеньев сочленения относительно друг друга.

Устройство, выполненное в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, представленным на фиг.3, отличается от устройства, выполненного в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, представленным на фиг.2, тем, что смещение обеспечивается сборкой тарельчатых пружин 27, расположенных между головкой резьбового болта 23 и буртиком 21с.

В принципе, устройство, выполненное в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, представленным на фиг.4, отличается от устройства, выполненного в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, представленным на фиг.2 и 3, тем, что применяются две, так называемые, сферические опоры 25, которые накладываются друг на друга по оси шарнирной опоры, то есть в направлении оси вращения шарнирной опоры. Таким образом два звена сочленения 11 и 12 образуют шарнир, который поворачивается на двух сферических опорах 25. В частности, в звене сочленения 12 выполнено отверстие 35, в которое вставляется шарнирная опора. В области отверстия 35 звена сочленения 12 расположена кольцевая проточка 12а. Вкладыши 25a, 125a сферической опоры 25, 125 опираются на стенку проточки 12а. Соответствующие вкладыши 25b, 125b каждой из сферических опор 25, 125 опираются на другое звено сочленения 11, что ясно из фиг.4.

В шарнирном соединении двух звеньев сочленения 11 и 12 предусмотрен резьбовой болт 23, а также осевая втулка 21 и контргайка 22, при этом упомянутая осевая втулка 21 и упомянутая контргайка 22 скрепляются вместе резьбовым болтом 23. В области проточки 12а между осевой втулкой 21 и контргайкой 22 образуется пространство, называемое пружинной камерой 27, в которую в качестве пружинной системы помещается сборка тарельчатых пружин 37. Два вкладыша 125a, 125b установленной по свободной посадке сферической опоры 125 располагаются таким образом, что сборка тарельчатых пружин воздействует на вкладыш 125a, и вкладыш 125a постоянно давит на соответствующие вкладыши 125b под действием сборки тарельчатых пружин 37. В результате зазор, образуемый при износе на контактной поверхности двух вкладышей 125a и 125b, компенсируется. Установленная по свободной посадке сферическая опора 125 остается неподвижной, т.к. от поворота ее предотвращает призматическая шпонка 38.

На фиг.2, 3 и 4 одинаковые позиции обозначены одинаковыми номерами.

1. Сочленение (1) двух шарнирно сочлененных секций транспортного средства (2, 3), например, сочлененного транспортного средства, в состав которого входит узел сочленения (10), в состав упомянутого узла сочленения (10) входят два звена сочленения (11, 12), которые соединены вместе с возможностью поворота вокруг затяжного устройства (20), действующего в качестве вертикальной оси, упомянутое первое звено сочленения (11) включает U-образное, подобное зеву отверстие (13) для захвата другого второго звена сочленения (12) в области вертикальной оси, устройства скольжения (16), предусмотренные между звеньями сочленения (11, 12), действуют, по крайней мере, в осевом направлении, в состав упомянутого затяжного устройства (20) входят средства для обеспечения смещения звеньев сочленения (11, 12), при этом одно звено сочленения (11) состоит из двух элементов звена сочленения (11a, 11b), каждый из которых крепится отдельно к раме (40) секции (3) транспортного средства винтами.

2. Сочленение по п.1, отличающееся тем, что в состав затяжного устройства (20) входит осевая втулка (21) и контргайка (22), при этом упомянутая осевая втулка (21) соединена с упомянутой контргайкой (22).

3. Сочленение по п.1, отличающееся тем, что осевая втулка (21) соединена с контргайкой (22) резьбовым болтом (23), при этом два звена сочленения (11, 12) смещаются под действием силы пружинной системы (18, 27), поджимаемой упомянутым резьбовым болтом (23).

4. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что осевая втулка (21) выполнена с буртиком (21а).

5. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что контргайка (22) выполнена с буртиком (22а).

6. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что осевая втулка (21) выполнена с буртиком (21с) на внутренней поверхности под головку резьбового болта (23).

7. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что сверху и снизу второго звена сочленения (12) выполнена кольцевая проточка (14) в области затяжного устройства (20) под упорную шайбу (15), упомянутая упорная шайба (15) поджимается к первому звену сочленения (11), по крайней мере, одним, а в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения тремя (для обеспечения баланса) пружинными системами (18), которые равномерно распределены по окружности, при этом между упомянутой упорной шайбой (15) и упомянутым первым звеном сочленения (11) установлено устройство скольжения (16).

8. Сочленение по п.7, отличающееся тем, что устройство скольжения (16) выполнено в виде кольцевой прокладки.

9. Сочленение по п.7, отличающееся тем, что пружинная система (18) включает несколько сборок тарельчатых пружин, расположенных по окружности.

10. Сочленение по п.9, отличающееся тем, что сборка тарельчатых пружин (18) направляется направляющим болтом (19).

11. Сочленение по п.9, отличающееся тем, что сборка тарельчатых пружин (18) размещается в полости (17), расположенной под упорной шайбой (15).

12. Сочленение по п.1, отличающееся тем, что между осевой втулкой (21) и вторым звеном сочленения (12) предусмотрена втулка скольжения (24).

13. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что между резьбовым болтом (23) и буртиком (21с) располагается пружинное устройство (27).

14. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что пружинное устройство (27) выполнено в виде сборки тарельчатых пружин.

15. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что между звеньями сочленения (11, 12) располагаются устройства скольжения (16), выполненные в виде кольцевых прокладок.

16. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что между осевой втулкой (21) и вторым звеном сочленения (12) располагается втулка скольжения (24).

17. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что осевая втулка крепится к первому звену сочленения (11) без возможности поворота (21а).

18. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что контргайка крепится к первому звену сочленения (11) без возможности поворота.

19. Сочленение по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что устройства скольжения (16) включают, по крайней мере, две сферические опоры (25, 125).

20. Сочленение по п.19, отличающееся тем, что сферическая опора (25) выполнена в виде подшипника скольжения.

21. Сочленение по п.19, отличающееся тем, что сферическая опора включает два вкладыша (25а, 25b), при этом в состав двух упомянутых вкладышей входят дугообразные сопрягающиеся поверхности скольжения.

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 ЗИС-155+Аремкуз 2ПН-4 ЛАЗ A-291 ЛиАЗ-6213 ЛАЗ-6205 Ikarus C83 ЛиАЗ-6213 ЛАЗ A-292 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».

Обеспечивает взаимное перемещение модулей в трёх степенях свободы.

Состоит из шарниров (сферических или вилочных с крестовиной) и двух узлов крепления, которые устанавливаются на энергетическом и технологическом (боевом) модуле. Установка узла крепления на технологическом модуле не должна быть трудоёмкой и занимать не более 0,25 часа.

К узлам крепления через шаровые шарниры крепятся гидроцилиндры поворота и стабилизации. При соединении с энергетическим модулем гидроцилиндры позволяют упростить процесс крепления за счёт подвижности узла крепления.

Включение гидроцилиндра стабилизации (создание в нём замкнутого объёма) позволяет исключить взаимное перемещение секций. В таком режиме СТС становится единым целым, что позволяет преодолевать рвы, траншеи, трещины во льду.

Соединение электрической части – кабельные разъёмы со стороны энергетического и технологического модуля.

Облик УС – на рис.7.

Рисунок 7 – Узел сочленения с гидроцилиндрами поворота и стабилизации

У боевой СТС узел сочленения должен быть упругодемпфирующим и активным (т.е. менять свои свойства).