Устройство для снижения аэродинамического сопротивления многозвенного автопоезда
Владельцы патента RU 2446973:
Государственное научное учреждение "Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси" (BY)
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство для снижения аэродинамического сопротивления многозвенного автопоезда содержит пару противолежащих изогнутых листов, прикрепленных с возможностью поворота к боковым ребрам переднего борта звена автопоезда, и дефлектор. Устройство для снижения аэродинамического сопротивления дополнительно содержит исполнительное устройство с рычагами, взаимодействующими с соответствующими изогнутыми листами, и парой гидравлических цилиндров, распределителем и силовым цилиндром. Дефлектор установлен на крыше звена автопоезда со стороны его заднего борта. Достигается повышение эксплуатационных характеристик автопоезда. 8 ил.
Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано на автопоездах, имеющих более двух звеньев, для улучшения их топливной экономичности и экологичности.
При движении автопоезда известны проблемы возникновения турбулентности воздушной массы между его звеньями. Применение существующих устройств для снижения аэродинамического сопротивления затрудняет погрузку-разгрузку через задний борт, не закрывает полностью пространство между звеньями автопоезда.
Известен обтекатель многозвенного автопоезда [1]. Обтекатель представляет пару гибких штор, расположенных на передней и задней частях каждого полуприцепа автопоезда с возможностью тесного соприкосновения их друг с другом во время движения. Он полностью закрывает свободное пространство между отдельными звеньями при движении, снижая при этом аэродинамическое сопротивление.
Недостатком известной конструкции является то, она значительно усложняет погрузочно-разгрузочные работы при необходимости выполнения «задней» погрузки и выгрузки полуприцепа автопоезда.
Существует аналогичное устройство для снижения аэродинамического сопротивления движущегося транспортного средства, представляющее собой пару изогнутых аэродинамических поверхностей, которые формируются при закрытии задних дверей транспортного средства [2]. Устройство придает обтекаемую форму задней части автопоезда.
Однако при движении возникающие потоки воздуха срываются с боковых стенок каждого полуприцепа на передний борт следующего звена, что способствует образованию между ними турбулентных потоков воздуха, что повышает аэродинамическое сопротивление (фиг.2).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для снижения аэродинамического сопротивления транспортного средства, которое установлено на боковые и верхнее ребра переднего борта транспортного средства. Устройство включает в себя набор телескопических опор определенного размера, установленных на боковых и верхнем ребрах переднего борта звена транспортного средства, пару противолежащих листов и верхний лист [3]. Листы крепятся к соответствующим опорам, частично перекрывая промежуток между звеньями, позволяя при этом экономить топливо за счет снижения аэродинамического сопротивления.
Недостатком прототипа является то, что листы не полностью закрывают пространство между звеньями автопоезда. При этом воздушный поток с боковых и верхней поверхностей предыдущего звена срывается в зазор между звеньями автопоезда, где приводит к образованию зоны турбулентных потоков воздуха, что создает дополнительное аэродинамическое сопротивление движению (фиг.1).
Использование предлагаемого изобретения позволяет исключить эти недостатки.
Задача изобретения заключается в повышении эксплуатационных характеристик автопоезда: уменьшении аэродинамического сопротивления многозвенного автопоезда, улучшении топливно-экономических показателей, упрощении погрузочно-разгрузочных работ.
Поставленная задача решается тем, что устройство для снижения аэродинамического сопротивления многозвенного автопоезда содержит пару противолежащих изогнутых листов, прикрепленных с возможностью поворота к боковым ребрам переднего борта звена автопоезда, и дефлектор, согласно изобретению дополнительно содержит исполнительное устройство с рычагами, взаимодействующими с соответствующими изогнутыми листами и парой гидравлических цилиндров, распределителем и силовым цилиндром, при этом дефлектор установлен на крыше звена автопоезда со стороны его заднего борта.
Технический результат изобретения заключается в том, что совокупность существенных признаков позволяет максимально возможно закрыть пространство между звеньями автопоезда, не ухудшая его маневренности, улучшая при этом аэродинамические характеристики, и исключить проблему погрузки-разгрузки (фиг.3).
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображена схема распределения потоков воздуха при движении автопоезда с устройством, описанным в патенте №7008005; на фиг.2 изображена схема распределения потоков воздуха при движении автопоезда с устройством, описанного в патенте №6854788; на фиг.3 изображена схема распределения потоков воздуха при движении автопоезда с заявляемым устройством; на фиг.4 изображено заявляемое устройство в случае прямолинейного движения, вид сверху; на фиг.5 - то же, вид спереди; на фиг.6 - то же, при повороте автопоезда, вид сверху; на фиг.7 - схема исполнительного устройства; на фиг.8 - заявляемое устройство в составе автопоезда, вид сбоку.
Заявляемое устройство для снижения аэродинамического сопротивления многозвенного автопоезда содержит (фиг.4) пару листов 1 закругленной формы, которые закрепляются за боковые ребра переднего борта 2 полуприцепа 3 автопоезда (не показан), исполнительное устройство 4, установленное на передний борт 2 полуприцепа 3, и дефлектор 5 (фиг.8), который установлен на крыше полуприцепа 3, у его заднего борта. Для закрепления листов 1 используются петли 6. Исполнительное устройство 4 состоит (фиг.4, 5, 7) из пары гидравлических цилиндров 7 двухстороннего действия, двух систем рычагов 8, трехпозиционного распределителя 9, силового цилиндра 10 двухстороннего действия, гидролиний 11.
Гидравлические цилиндры 7 связаны с соответствующими листами 1 посредством соответствующих систем рычагов 8. Каждая из систем рычагов 8 состоит из двух горизонтально расположенных рычагов 12, связанных с листом 1 и с рычагами 13. При этом рычаги 13 крепятся к переднему борту 2 полуприцепа 3 автопоезда. Система рычагов 8 также включает вертикально расположенный рычаг 14, соединяющий рычаги 13. Указанная система рычагов 8 позволяет равномерно распределить нагрузку, действующую на пару листов 1.
Корпуса гидравлических цилиндров 7 крепятся к переднему борту 2, а их штоки к рычагу 14. Штоковые полости 15 гидравлических цилиндров 7 соединены между собой, и поршневые полости 16 гидроцилиндров 7 соединены между собой гидролиниями 11. При этом штоковые и поршневые полости 15 и 16 могут соединяться гидролиниями 11 через распределитель 9 с соответствующими полостями 17 и 18 силового цилиндра 10.
Элементы систем рычагов 8 соединены между собой, с передним бортом 2, с противолежащими листами 1, со штоками гидроцилиндров 7 посредством подвижных соединений, например - цилиндрических шарниров.
Силовой цилиндр 10 связан с седельно-сцепным устройством автопоезда посредством цилиндрического шарнира (не показано). Силовой цилиндр 10 и распределитель 9 крепятся к днищу полуприцепа 3.
Дефлектор 5 состоит из набора опор 19, установленных на крыше полуприцепа 3 со стороны его заднего борта, и жестко прикрепленного к ним под углом плоского листа 20. При движении автопоезда натекающий воздушный поток подбрасывается дефлектором 5 вверх и направляется непосредственно на крышу следующего полуприцепа, минуя зазор между полуприцепами.
Устройство аналогичным образом устанавливается между всеми звеньями автопоезда.
Заявляемое устройство для снижения аэродинамического сопротивления при движении многозвенного автопоезда работает следующим образом: в рабочем положении жидкостью полностью заполнены полости 17 и 18 силового цилиндра 10, поршневые полости 16 гидравлических цилиндров 7. Распределитель 9 находится в нейтральном положении. Штоки гидроцилиндров 7 находятся в вытянутом положении и, воздействуя на системы рычагов 8, поддерживают листы 1 в раскрытом положении. При повороте автопоезда вправо седельное устройство тянет поршень 21 силового цилиндра 10, который перемещается в правую сторону и также перемещает золотник (не показан) распределителя 9, жестко связан с поршнем 21. Жидкость из полости 18 силового цилиндра 10 перетекает через распределитель 9 по гидролиниям 11 в штоковые полости 15 гидроцилиндров 7, а жидкость из поршневых полостей 16 перетекает в это время в полость 17. Штоки гидроцилиндров 7 перемещаются и тянут за собой рычаги 14, соединенные с рычагами 13. Рычаги 13, соединенные с рычагами 12, соответственно тянут листы 1. Оба листа 1 складываются к центру переднего борта 2, поворачиваясь вокруг оси петли 6. При возврате автопоезда к прямолинейному движению происходит обратный процесс, и листы 1 возвращаются в рабочее положение. А при повороте влево жидкость из полости 17 силового цилиндра 10 перетекает через распределитель 9 по гидролиниям 11 в штоковые полости 15 гидроцилиндров 7, а жидкость из поршневых полостей 16 перетекает в это время в полость 18.
При движении автопоезда пара листов 1, находясь в рабочем положении, максимально возможно перекрывает пространство между звеньями, не позволяя обтекающему боковые стенки полуприцепа 3 воздушному потоку заходить в пространство между полуприцепами, и направляет поток на боковые стенки следующего полуприцепа (фиг.3).
Устанавливаемое устройство значительно улучшает обтекание автопоезда за счет устранения проблемы турбулентности воздушного потока между звеньями автопоезда. Устройство направляет воздушный поток с боковых стенок одного звена на боковые стенки следующего, а дефлектор 5 - с крыши одного звена на крышу следующего, предотвращая попадание воздушного потока в зазор между звеньями. При повороте исполнительное устройство 4 складывает листы 1, что не препятствует повороту автопоезда. Складывание листов 1 не затрудняет погрузку-разгрузку через задний борт полуприцепов автопоезда.
Источники информации
1. http://www.os1.ru/article/newses/1999_12_A_2005_09_30-13_56_59/
2. Патент США на изобретение №6854788 «DEVICE FOR REDUCING VEHICLE AERODYNAMIC RESISTANCE», МПК B62D 35/00, опубл. 15.02.2005 г.
3. Патент США на изобретение №7008005 «DEVICE FOR REDUCING VEHICLE AERODYNAMIC RESISTANCE», МПК B62D 35/00, опубл. 7.03.2006 г.
Устройство для снижения аэродинамического сопротивления многозвенного автопоезда, содержащее пару противолежащих изогнутых листов, прикрепленных с возможностью поворота к боковым ребрам переднего борта звена автопоезда, и дефлектор, отличающееся тем, что дополнительно содержит исполнительное устройство с рычагами, взаимодействующими с соответствующими изогнутыми листами и парой гидравлических цилиндров, распределителем и силовым цилиндром, при этом дефлектор установлен на крыше звена автопоезда со стороны его заднего борта.
