17 | 07 | 2018

Классификация двухосных прицепов, управляемость, устойчивость двухосных прицепов


    Ввиду большого разнообразия конструкций производимых прицепов для облегчения выбора при покупке и лучшего понимания особенностей эксплуатации целесообразно разделить прицепы на группы по существенным признакам, определяющим их характеристику и особенности поведения на дороге. Сразу оговоримся, что из рассмотрения исключим двухосные полуприцепы - несамоходное транспортное средство, неспособное поддерживать горизонтальное положение без домкратов или без опоры на сцепное устройство автомобиля-тягача, подвеска которого воспринимает значительную часть полной массы полуприцепа. На наш взгляд, важнейшими для классификации показателями технической характеристики прицепов являются показатели управляемости - способности прицепа повторять траекторию движения тягового автомобиля при выполнении автопоездом (сцепленным с прицепом автомобилем) маневров в движении; продольная устойчивость прицепа (движение без отрыва от поверхности дороги колес передней или задней оси и без продольных колебаний); боковая устойчивость (способность двигаться без отрыва от поверхности дороги боковых колес и без поперечных колебаний). Значительно отличаются способы и результаты достижения приемлемого уровня этих показателей у прицепов с большой колесной базой (размер колесной базы - расстояние между передней и задней осью двухосного прицепа - максимально приближен у таких прицепов к размеру кузова) и у прицепов со спаренными (близко расположенными) осями. Рассмотрим вопрос управляемости прицепа с большой колесной базой. Поворот тягового автомобиля (это тоже транспортное средство с большой колесной базой) обеспечивается поворотом передних колес. Чтобы при изменении направления движения автомобиля прицеп мог следовать за ним, передние колеса прицепа с большой колесной базой тоже нужно поворачивать. Для этого передняя ось прицепа и механизм ее поворота объединяются в переднюю поворотную тележку (для увеличения грузоподъемности поворотная тележка может иметь и две оси), которая поворачивается относительно вертикальной оси (шкворня). К тележке на горизонтальном шарнире (шарнирах) присоединяется дышло, качающееся в вертикальной плоскости. Поворот прицепа с большой колесной базой (прицепа с поворотной передней тележкой) показан на рис. 1.



 
    Большая колесная база обеспечивает хорошую продольную устойчивость на перепадах дорожного полотна по высоте и при разгонах-торможениях: линия действия силы тяжести не выходит за точку опоры передних или задних колес (рис. 2).

Недостаток прицепов с такой конструкцией - необходимость в сложном поворотном узле передней тележки; прохождение колес передней тележки под рамой при повороте увеличивает посадку прицепа, что ухудшает боковую устойчивость и условия погрузки-выгрузки. Видимо, этим и обусловлено широкое использование для буксировки мало- и среднетоннажными автомобилями прицепов со спаренными осями. Такие прицепы имеют простую конструкцию, низкую посадку с удобной погрузкой, хорошую боковую устойчивость и, при этом, достаточную управляемость прицепа с некоторым боковым проскальзыванием колес на поворотах (рис.3)

Но близкое расположение осей (спаренность) требует жесткого соединения дышла с рамой прицепа, (дышло принимает на себя момент, опрокидывающий прицеп продольно в вертикальной плоскости относительно точек касания с дорогой передних или задних колес, который возникает на перепадах дорожного полотна по высоте и при торможении- растормаживании) - рис. 4.


          Таким образом, проблемой для прицепов с жестким дышлом и спаренными осями являются значительные нагрузки на узел соединения с рамой, дышло (опрокидывающий прицеп момент по отношению к дышлу является изгибающим), раму прицепа, фаркоп и раму тяговой машины.

На рис. 5 показаны нагрузки на прицеп с жестким дышлом и спаренными осями на местах перехода дорожного полотна с участка прямолинейного движения на участок подъема. В положении задних колес тягового автомобиля на точке перехода, фаркоп тягового автомобиля максимально приближается к дорожному полотну, при этом колеса задней оси прицепа вывешиваются на некоторую высоту , и на дышло прицепа начинает действовать изгибающий момент М=Fт*S, где Fт - сила тяжести прицепа с грузом, S- плечо этой силы до точки опрокидывания. В похожих условиях прицеп оказывается в момент проезда через <лежачих полицейских> и другие значительные неровности дорожного полотна. Не менее опасна такая нагрузка для деталей подвески, ступиц, колес. Как видно из рис. 5, нагрузка на переднюю ось увеличена вдвое, но крупная неровность может оказаться и под одним колесом, а при движении автопоезда за счет динамической составляющей от резкого перемещения фаркопа вверх-вниз нагрузка вообще может увеличиваться многократно. К сожалению, простого решения этих проблем нет. Значительное увеличение хода подвесок увеличит крены и ухудшит поперечную устойчивость, применение компенсирующих коромысел на рессорных подвесках двухосных прицепов дает отклонение от параллельности осей на неровностях и ухудшает управляемость, а на трехосных прицепах со спаренными осями такие коромысла вообще неприменимы. Увеличение сечения рамы, дышла, полуосей, размерности колес, ступиц увеличивает стоимость прицепа и <крадет> полезную нагрузку. Более перспективным решением представляется создание конструкции дышла, адаптирующего прицеп к изменяющимся дорожным условиям и компенсирующего, по крайней мере, динамическую составляющую нагрузок на узлы и детали прицепа и тяговой машины. Еще один важный момент следует из конструктивных особенностей прицепов со спаренными осями. Подвеска таких прицепов в меру своей энергоемкости хорошо справляется с вертикальной нагрузкой, но при поворотах на нее воздействует значительная боковая нагрузка. Результатом такой нагрузки является боковой увод подвески (ухудшение управляемости), смятие сайлентблоков, жгутов в резиножгутовой подвеске, поломка рессор. Потому, совершенно необходимо наличие компенсирующих этот увод устройств - реактивных тяг, стабилизаторов боковой устойчивости.