Подвеска и рулевое управление - важнейшие системы как тяжелой автомобильной прицепной техники, так и модульных транспортных средств, самоходных и несамоходных. При значительных нагрузках эти системы обеспечивают маневренность транспортного средства, безопасность движения, сохранность груза, максимально возможный ресурс шин.
Современные полуприцепные и модульные транспортные средства - это сложные технические комплексы, созданные с использованием передовых в буквальном смысле высоких технологий, лучших материалов и оригинальных конструкторских решений в стремлении совместить функциональность конструкции с надежностью и минимальной собственной массой.
Для автомобильных полуприцепов используют пневматические подвески, гидравлические маятниковые на тяжеловозах и рессорно-балансирные для эксплуатации в неблагоприятных условиях. Осевые агрегаты поставляют главным образом специализированные производители, такие как BPW, SAF, Gigant, а также масса производителей второго, третьего и прочих эшелонов на любой карман и вкус. Некоторые заводы, как, например, "Уралавтоприцеп", сами выпускают осевые агрегаты для определенных моделей полуприцепов, но в целом тенденция отрасли такова, что все производители прицепной техники переходят на стандартные решения, упрощая таким образом собственные производства.
Пневматические подвески наиболее распространены в силу создаваемых ими преимуществ - минимальной погрузочной высоты, регулируемой высоты, комфортного вождения и большей живучести и доступности по цене в сравнении с гидравлической подвеской.
Гидравлическая подвеска в свою очередь способна выдерживать большие нагрузки. Рессорно-балансирная подвеска самая высокая, не регулируется и используется для тяжелых дорожных условий, где обычно требования к высоте транспортного средства менее жесткие.
В рулевом управлении используют самоподруливающие оси и оси с принудительным управлением, на многоосных полуприцепах могут комбинироваться самоподруливающие, неуправляемые (статичные) и оси с принудительным управлением. Шины - самый быстроизнашиваемый компонент полуприцепа из-за их бокового волочения в повороте, и рулевое управление призвано не только обеспечить маневренность, но и снизить износ шин. И самый простой и бюджетный вариант - это самоподруливающие, или самоустанавливающиеся, оси. Колеса поворачивают за счет сил трения в направлении наименьшего сопротивления, как раз совпадающего с нужным. Конструкция аналогична управляемой оси автомобиля - левое и правое колеса на поворотных шкворнях соединены рулевой трапецией. В бюджетном исполнении полуприцепов обычно самоподруливающие последняя и предпоследняя оси. Они дают максимальный эффект при движении транспортного средства вперед, а движение задним ходом требует от водителя глазомера и навыка. Для упрощения маневрирования задним ходом может быть предусмотрена блокировка поворота колес.
Механизмы принудительного поворота представляют собой гидравлические системы с двумя закрытыми контурами с парными гидроцилиндрами на каждом - приводными и исполнительными - и управлением от седельно-сцепного устройства. Исполнительные гидроцилиндры устанавливают на одной из осей, остальные оси соединяют системой тяг. Особенность систем тяг в том, что у первой поворотной оси минимальный, а у последней максимальный угол поворота.
Принцип действия следующий: под гусаком полуприцепа устанавливается поворотный круг со стандартным шкворнем и клинообразным выступом, который при сцепке с тягачом входит в проем седла. Клинообразный выступ определенным образом соединен со штоками гидроцилиндров, гильзы которых соединены с гусаком. Таким образом, при повороте автопоезда поворотный круг вращается вместе с седлом тягача, и клинообразный выступ вытягивает шток одного гидроцилиндра и задвигает шток второго, создавая в гидроконтурах давление, которое вызывает зеркальное действие исполнительных гидроцилиндров, и колеса полуприцепа поворачиваются.
Управление с выносного пульта предусматривает наличие в гидросистеме насоса с электроприводом, гидробака, гидрораспределителя и самого пульта управления. Питается электроаппаратура от бортовой сети тягача, также могут быть предусмотрены аккумуляторы для автономной работы рулевого управления.
Компания Goldhofer AG привлекает много ресурсов к разработке и продвижению этих систем. Для модульных транспортных средств используется гидравлическая маятниковая подвеска собственной оригинальной разработки с серийными осями от ведущих немецких производителей. Подвеска обеспечивает нагрузку на осевую линию от 16 до 60 т в зависимости от исполнения. Компания декларирует такие преимущества своей подвески, как большой ход, поворот осевого узла (вплоть до 180°), возможность замены вышедшего из строя осевого узла в полевых условиях.
Goldhofer использует крепление осевого узла к раме модуля за счет радиально-упорного шарикового подшипника большого диаметра, что снижает действие концентрированного изгибающего момента на раму в месте крепления осевого агрегата. Подшипник большого диаметра закреплен на раме резьбовыми соединениями и при поломке осевого агрегата может быть разобран даже под грузом в полевых условиях. Goldhofer использует механические, гидромеханические и электронные системы рулевого управления в зависимости от требуемых условий эксплуатации. При этом предусмотрена возможность стыковки и совместной работы модулей с разными системами рулевого управления.
В этом году Goldhofer представил новый осевой узел - свою главную инновацию в линейке тяжелых модулей. Ее основная особенность в развороте осевого узла на +180°, что само по себе впечатляет. А за счет того, что стойка маятниковой подвески смещена от оси, при развороте ширина модуля по колесам меняется с 2430 до 2730 мм. Увеличение ширины расширяет возможности модуля по загрузке крупногабаритными тяжеловесными грузами и обеспечивает лучшую устойчивость.
На автомобильных полуприцепах Goldhofer использует пневматическую, гидравлическую, маятниковую и для эксплуатации в тяжелых дорожных условиях рессорно-балансирную подвеску. Рессорная подвеска может быть поставлена в арктическом исполнении до -55 °С. Гидравлическая подвеска может быть выполнена для работы при температуре до -40 °С. Возможны разные варианты колес, как 24R-21 с односкатной ошиновкой, так и 16R-20 с двускатной ошиновкой.
Новация в независимых подвесках, которой Goldhofer гордится, это подвеска STZ-MPA. Goldhofer в сотрудничестве с BPW, Neumeister и Heyd разработал подвеску STZ-MPA, которая была представлена публике в 2013 г. Подвеска представляет собой стойку МакФерсона и состоит из трех основных деталей, выпускаемых серийно: рычага, гидравлического амортизатора и поворотного кулака. Плюс к ним детали тормозной системы и рулевого управления. Все детали поставляют производители компонентов премиум-класса: поворотный кулак поставляет BPW, гидроамортизатор - Neumeister, рычаг - Heyd. За счет простоты конструкции, малого числа деталей и их качества достигнуты высокая надежность и эксплуатационные характеристики узла при относительно низкой цене и низкой стоимости владения благодаря тому, что узел необслуживаемый. При самой низкой среди аналогичных решений массе конструктивная нагрузка на ось составляет от 12 т до 15,6 т. Угол поворота колес + 60°, колеса поворачиваются благодаря механическим связям. Ход подвески - 315 мм, минимальная погрузочная высота полуприцепа - 780 мм. Goldhofer выпускает уже целое семейство полуприцепов с подвеской STZ-MPA с числом осей от 2 до 6 в различных исполнениях.
Выпускающая модульные транспортные средства компания Scheuerle использует два способа крепления осевого агрегата: запрессованное с натягом и резьбовое на подшипнике большого диаметра. Запрессованный шкворень - основная технология Scheuerle, в которой компания достигла большого совершенства и дает пожизненную гарантию на этот узел, утверждая, что вам никогда, ни при каких обстоятельствах не придется его менять. Приятно осознавать, что в современном мире есть хоть что-то надежное.
У подшипника на резьбовых соединениях есть свое преимущество - он меньше по высоте, и Scheuerle использует его на модулях, для которых собственная высота критична.
К достоинствам модулей Scheuerle также относится большой ход подвески и угол поворота осевого агрегата, позволяющий разворачивать модуль на месте. Компания использует как механические, так и электронные системы рулевого управления с возможностью стыковки однотипных модулей с разными системами. Большой ход подвески позволяет проходить ж.-д. переезды без устройства дополнительного настила. Проезжая под низкими мостами и сооружениями, есть возможность опустить платформу и избежать демонтажа препятствия или объездного, более длинного маршрута.
Автомобильными полуприцепами занимается компания Nicolas, вместе с Scheuerle входящая в промышленную группу TII. Одна из последних разработок Nicolas - полуприцепы серии Superflex на гидравлической подвеске с увеличенным до 650 мм ходом подвески и углом поворота осей 60°. Интересным является решение с возможностью переустановки осей для оптимизации центра тяжести или их полного удаления в случае ненадобности. Перед перевозчиками часто стоит проблема: как при очень длинном грузе не допустить перегруза гусака при удлинении прицепа. Nicolas подошла к решению этой проблемы творчески, сделав передние две оси по всему "телескопу" передвижными. Перевозчик может сам выбрать позицию двух осей, разместив нагрузку на оси оптимально. Две оси можно ставить в интервале 0,5 м по всей длине "телескопа".
Компания Faymonville в зависимости от типа и назначения автомобильного полуприцепа комплектует его рессорной, пневматической или гидравлической подвеской производства BPW, SAF или Gigant. Наиболее распространена пневматическая подвеска с колесами размером 17,5-19,5 дюймов. Таким типом подвески комплектуют полуприцепы серий Megamax и Multimax. Для линейки высокорамных полуприцепов Tundramax используют рессорно-балансирную подвеску. Полуприцепы серий Multimax, Megamax и Variomax могут быть оснащены гидравлической подвеской.
На модульных транспортных средствах используют гидравлическую маятниковую подвеску. Faymonville выпускает две серии модулей: 2-6-осных несамоходных Modulmax и 3-6-осных самоходных Powermax. Самоходные и несамоходные модули стыкуются друг с другом. Кроме того, в составе транспортного средства с модулями Powermax можно использовать модули других производителей, совместимые по стыковочным узлам. При этом гидросистема несамоходного модуля - подвеска и рулевое управление - подключается к самоходному и работает так, как будто это модуль Faymonville. Эта особенность модулей Faymonville дает возможность перевозчикам планировать свой бюджет с максимальной эффективностью.
Итальянская компания Industrie COMETTO S.p.A. для перевозки тяжелых, негабаритных строительных грузов предлагает в первую очередь свои модульные самоходные и несамоходные прицепы двух серий - MSPE и 1MS-MSPM. Серия 1MS-MSPM представляет собой стандартизированные базовые модули с возможностью боковой и торцевой стыковки и подсоединения гусака или тягового дышла.
Надежная подвеска с осями маятникового типа благодаря своему увеличенному ходу и большому углу поворота спокойно переносит плохое состояние дорожного покрытия, выбоины и ухабы.
Внедрение в систему модуля с приводными осями MSPM и установка силового агрегата смогут превратить несамоходную транспортную систему в самоходную.
Серия MSPE в отличие от упомянутой выше серии изначально является самоходной. Ее модельный ряд состоит из модулей с нагрузкой на ось 40, 50 и 60 т, имеющих бескамерную резину (полиуретановое наполнение не используется). Эти модули имеют электронную систему рулевого управления, обеспечивающую высочайшую маневренность. Область применения данных модулей существенно расширяется за счет применения гибридного силового агрегата. Стоит также отметить, что обе серии можно стыковать друг с другом, а управление осуществляется с радиопульта.
Обе серии активно применялись в последние годы в России для перевозок реакторов весом до 1300 т для строительства и модернизации таких крупных предприятий нефтегазоперерабатывающей и химической промышленности, как Ачинский НПЗ, РН-Туапсинский НПЗ, Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез.
Для обеспечения повышенной маневренности и максимально эффективной эксплуатации своих полуприцепов конструкторы компании Kassbohrer применили новейшие решения: оснастили их системой дистанционного управления и заменили самоуправляющиеся и неподвижные оси на гидравлические.
Во время транспортировки и эксплуатации каждый мост низкорамных полуприцепов Kassbohrer можно направить в нужную сторону посредством беспроводного дистанционного управления, что особенно удобно при узких и крутых поворотах. Система беспроводного дистанционного управления работает независимо от полуприцепа, что позволяет операторам маневрировать точнее, не подвергая опасности ни транспортное средство, ни груз.
При производстве своих полуприцепов компания Kassbohrer использует оси одного из ведущих европейских производителей осей и пневмоподвесок SAF.
Полуприцепы ОАО "Уралавтоприцеп" в полной мере отвечают требованиям строительной отрасли и предлагают сбалансированные транспортные решения. В производстве прицепной техники используют рессорно-балансирную, пневматическую и гидравлическую подвески.
Рессорно-балансирная, как правило, используется на полуприцепах с числом осей от одной до трех и редко с большей осностью. Это связано с тем, что чем больше осей, тем выше вероятность их перегрузки при вывешивании какого-либо колеса. В зависимости от модели рессоры нагрузка на одну ось может достигать 20 и более тонн. Рессорно-балансирная подвеска часто используется в суровых климатических условиях. Тяжелые механические балансирные подвески используют на тихоходных машинах, где практически нет подрессоренных частей и действуют большие нагрузки.
Пневматическая подвеска применяется при нагрузках до 12 т на ось. Используется, как правило, на полуприцепах с тремя осями и более, при "длинном плече" перевозки. Недостатком пневматики является то что при тяжелых климатических условиях, например в сильный мороз, пневмоподушки могут рваться.
Гидравлическая подвеска применяется в многоосных сложных полуприцепах.
Гидроподвеска является более надежной, чем пневматическая, в то же время она требует периодической замены масла и более требовательна к герметичности системы.
На полуприцепах ЧМЗАП используются две системы рулевого управления: система самоустанавливающихся (самоподруливающих) и система с принудительным поворотом осей. Самоустанавливающиеся оси, как правило, используют на 3-, 4-, 5-, 6-осных полуприцепах. Следует иметь в виду, что углы поворота колес ограничены - не более 20°.
Несмотря на то, что система принудительного поворота намного сложнее, она дает возможность поворачивать большое количество осей по определенному правилу. Максимальный угол поворота колеса - 50°. Это позволяет устанавливать такие системы на многоосные полуприцепы с семью и даже восемью осями. Как правило, на таких системах есть дополнительное ручное управление. Колеса полуприцепа могут поворачиваться со специального пульта (либо с кабелем, либо радиоуправляемый).
Таким образом, на рынке автомобильных полуприцепов-тяжеловозов основное распространение получила пневматическая подвеска с самоподруливающими осями ввиду наибольшего распространения 3-осных низкорамных полуприцепов, их применения по дорогам с твердым покрытием и более гуманной стоимости самоподруливающей оси. Пневматическую подвеску и принудительное рулевое управление используют на многоосных полуприцепах, интерес к которым сегодня растет. Гидравлическая подвеска используется на многоосных полуприцепах максимальной грузоподъемности, тираж которых невелик.
Климатическая и дорожная специфика делает востребованными высокорамные полуприцепы с рессорно-балансирной подвеской, а поскольку осность таких полуприцепов редко превышает 3 оси, то подруливание и принудительное рулевое управление практически не применяют. К тому же дополнительные узлы снижают "живучесть" системы, призванной работать в самых тяжелых условиях.
В модульных системах царит гидравлическая маятниковая подвеска, другие варианты здесь просто неприменимы. Основная дискуссия между конкурирующими фирмами развернулась вокруг узла крепления осевого агрегата: запрессованного в раму шкворня или закрепленного резьбовыми соединениями подшипника большого диаметра. Оба решения полны достоинств.
Фото: os1.ru
Основные средства
