Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy
Badania pojazdów
Temat: Sprzęgi – charakterystyka i stosowanie
Mariusz Stanisławski
Katarzyna Szczecina
Robert Zachwieja
Arkadiusz Sikora
Bartosz Krause
Adam Mateja
Transport gr. F
1. Wiadomości ogólne – samochody ciężarowe
Jeśli samochód ciężarowy ma ciągnąć ładunki, musi dysponować koniecznym, dostępnym i dopuszczonym wyposażeniem. Spełnienie określonych przez ustawodawcę warunkow dotyczących minimalnej mocy silnika i/lub zamontowanie właściwego zaczepu
nie stanowią jeszcze gwarancji, że pojazd nadaje się do ciągnięcia ładunków.
Wymaganymi elementami do uzupełniającego wykonania wyposażenia sprzęgowego są:
• właściwa tylna belka poprzeczna (patrz tabela 1 / 2 ) i odpowiedni zaczep
• przyłącze hamulcowe z podwójną instalacją
• instalacja elektryczna sprzęgu wraz z gniazdem ABS
• zamontowany moduł sterujący mechanizmami przyczepy (ASM) i/lub jego aktywacja za pomocą parametryzacji.
Dopuszcza się stosowanie wyłącznie zaczepów zgodnych z dyrektywą 94/20/EG.
Podczas manewrowania nie może dojść do kolizji z przyczepą. W związku z tym należy dobrać odpowiednią długość dyszla. Powinny być uwzględnione wymagane wielkości przestrzeni swobodnej (w Niemczech wg. DIN 74058 oraz dyrektywy 94/20/EG).
Zasadniczo producent konstrukcji jest zobowiązany do takiego jej zaprojektowania i wykonania, aby obsługa sprzęgania lub jego nadzorowanie mogły się odbywać bezpiecznie i bez przeszkód. Swoboda ruchów dyszla musi być zapewniona. W przypadku bocznego montażu główek sprzęgów i gniazd (np. na wsporniku tylnych lamp pozycyjnych po stronie kierowcy) producent przyczep i ich użytkownik powinni zwracać szczególną uwagę na długość przewodów, która musi być wystarczająca do jazdy na zakrętach.
Rys.1. Przestrzeń swobodna dla zaczepów wg. 94/20/EG ESC-006
Rys.2. Przestrzeń swobodna dla zaczepów kulowych wg. DIN 74058 ESC-152
Do montażu zaczepów powinno się stosować tylne belki włącznie z właściwymi płytami wzmacniającymi. Układ otworów na tylnych belkach poprzecznych odpowiada właściwym dla nich zaczepom. W żadnym wypadku nie wolno zmieniać układu otworów w celu zamontowania innego zaczepu. Należy przestrzegać zaleceń zawartych w dyrektywach montażowych producentów zaczepów (np. momenty pociągowe i ich kontrola). Obniżenie zaczepu bez jednoczesnego obniżenia tylnej belki poprzecznej jest niedopuszczalne. Odpowiedzialność za konstrukcję leży zawsze po stronie montującego/przerabiającego.
Rys.3. Obniżony zaczep ESC-515
2. Zaczep, wielkość D:
Wymaganą wielkość zaczepu determinuje wielkość D. Producent umieszcza na zaczepie tabliczkę znamionową, z której należy odczytać umieszczoną na niej maksymalną dopuszczalną wielkość D. Jednostką wielkości D jest Kilonewton [kN].
Wzor na wielkość D jest następujący:
Wzór 1: Wielkość D
D =9,81*T*RT*R
Gdy znana jest wielkość D i dopuszczalny ciężar całkowity przyczepy, wowczas maksymalny dopuszczalny ciężar całkowity pojazdu
ciągnącego oblicza się na podstawie wzoru zamieszczonego poniżej.
Wzór 2: Wielkość D – wzór na dopuszczalny ciężar całkowity
T =R*D9,81*R-D
Przy znanej wielkości D i znanym dopuszczalnym ciężarze całkowitym pojazdu ciągnącego maksymalny dopuszczalny ciężar całkowity
przyczepy wynosi:
Wzór 3: Wielkość D – wzór na dopuszczalny ciężar przyczepy
R =T*D9,81*T-D
gdzie:
D = wielkość D w [kN]
T = dopuszczalny ciężar całkowity pojazdu ciągnącego w [t]
R = dopuszczalny ciężar całkowity przyczepy w [t]
3. Przyczepy z dyszlem sztywnym i centralnoosiowe
• Przyczepa z dyszlem sztywnym (SDAH): wyposażona w zespół osi lub jednoosiowa przyczepa, w przypadku której:
- przegubowe połączenie z pojazdem ciągnącym następuje przy pomocy dyszla,
- dyszel nie jest połączony z podwoziem w sposób swobodny, i dlatego może przenosić momenty w płaszczyźnie pionowej,
- dzięki rodzajowi konstrukcji, część jej ciężaru całkowitego jest przejmowana przez pojazd ciągnący.
• Przyczepa centralnoosiowa (ZAA): pojazd ciągniony z konstrukcją sprzęgową, która w stosunku do niego jest nieruchoma w kierunku pionowym i którego osie (przy równomiernym rozkładzie ładunku) są umieszczone w pobliżu środka ciężkości pojazdu w taki sposób, że tylko niewielkie pionowe obciążenie statyczne o wartości najwyżej 10% ciężaru przyczepy lub 1.000kg (obowiązuje mniejsza wielkość) jest przenoszone na pojazd ciągnący. Wynika z tego, że przyczepy centralno osiowe stanowią podgrupę przyczep z dyszlem sztywnym.
• Siła nacisku (S): Pionowe obciążenie dyszla w miejscu zaczepienia. Przy sprzęgniętej przyczepie dodaje się do pojazdu ciągnącego i dlatego musi być uwzględnione przy rozplanowaniu pojazdu (obliczaniu obciążenia osi).
Rys.4. Długość nadwozia przyczepy i teoretyczna długość dyszla pociągowego
x - długość nadwozia przyczepy w [m]
l - teoretyczna długość dyszla pociągowego w [m]
V - wielkość V w [kN]
Wymagania w związku z eksploatacją przyczep centralnoosiowych i z dyszlem sztywnym:
- w przypadku dostarczanego, fabrycznego wyposażenia nie dopuszcza się siły nacisku przyczepy większej niż 10% dopuszczalnego
ciężaru całkowitego i przekraczającej 1000kg (wyjątek stanowi sprzęg obniżony). Za inne obciążenia odpowiedzialni są producenci danych mechanizmów sprzęgowych.
- siły nacisku przyczepy tak, jak wszystkie obciążenia działające na tył pojazdu mają wpływ na rozkład osi. Dlatego przede wszystkim w związku z innymi obciążeniami tyłu pojazdu (np. pomost ładunkowy, dźwig) – przy pomocy obliczeń obciążenia osi należy sprawdzić
czy dodatkowy nacisk jest możliwy.
- pojazdy z unoszoną tylną osią wleczoną nie powinny jej podnosić, gdy eksploatowane są z przyczepą centralnoosiową lub z przyczepą z dyszlem sztywnym. Pojazd niezaładowany może ciągnąć jedynie niezaładowaną przyczepę z dyszlem sztywnym / centralnoosiową. W celu zachowania prawidłowej sterowności pojazdu muszą być zachowane właściwe obciążenia jego przedniej osi.
4. Sprzęg siodłowy
W przypadku naczep i ciągników siodłowych należy sprawdzać, czy mogą one współpracować pod kątem swoich rozmiarów i ciężarów. W związku z tym kontroli podlegają:
• Promienie odchylenia
• Obciążenie siodła
• Swoboda ruchu wszystkich elementów
• Przepisy prawa
W celu osiągnięcia maksymalnego obciążenia siodła, przed eksploatacją pojazdu należy:
• zważyć pojazd
• wykonać obliczenia obciążenia osi
• ustalić optymalną wielkość siodła
• sprawdzić przedni promień odchylenia
• sprawdzić tylny promień odchylenia
• sprawdzić przedni kąt nachylenia
• sprawdzić tylny kąt nachylenia
• sprawdzić całkowitą długość składu
• zamontować właściwy sprzęg siodłowy.
Wymagany kąt nachylenia wg normy DIN-ISO 1726 wynosi z przodu 6°, z tyłu 7°, i na bok 3°. Rożne rozmiary opon, sztywności sprężyn lub wysokości siodła pomiędzy ciągnikiem i naczepą zmniejszają te kąty tak, że mogą one stracić zgodność z normą. Poza nachyleniem naczepy do tyłu należy uwzględnić również nachylenie boczne na zakrętach, resorowanie (prowadnica osi, cylinder hamulcowy), łańcuchy przeciwpoślizgowe, ruch wahadłowy agregatu osi przy pojazdach z podwójną osią i promienie odchylenia. Płaszczyzna płyty siodła naczepy przy dopuszczalnym obciążeniu siodła powinna być równoległa do jezdni. W związku z powyższym wysokość sprzęgu siodłowego musi być odpowiednio dopasowana.
Rys.5. Wymiary w obszarze ciągników siodłowych
Wielkość siodła podawana wstępnie w dokumentach sprzedaży lub na rysunkach podwozia dotyczy wyłącznie pojazdu standardowego. Elementy wyposażenia, które mają wpływ na ciężar własny pojazdu lub na jego wymiary, w niektórych przypadkach stwarzają konieczność zmiany podstawowych wymiarów siodła. Może to spowodować zmianę obciążenia użytkowego i długości pojazdu. Dopuszcza się stosowanie wyłącznie sprzęgów siodłowych z homologacją, zgodnych z dyrektywą 94/20/EG. Montaż sprzęgu siodłowego bez ramy pomocniczej jest niedopuszczalny. W niektórych przypadkach możliwy jest tzw. Bezpośredni montaż siodła. W tym przypadku sprzęg siodłowy montuje się wraz z płytą wzmacniającą (nie podlegającą obowiązkowi homologacji) na ramie pomocniczej, a płyta montażowa odpada. Wymiary ramy pomocniczej i jakość materiału (σ0,2>350 N/mm2) muszą być zgodne z porównywalnym pojazdem seryjnym. Płyta siodła nie może spoczywać na podłużnicach ramy, lecz wyłącznie na ramie pomocniczej siodła. W celu mocowania płyty montażowej dozwolone jest stosowanie wyłącznie śrub dopuszczonych przez producenta płyty siodła. Należy przestrzegać instrukcji/wytycznych producenta sprzęgu siodłowego.
Instalacje przyłączeniowe dla przewodów powietrza, hamulców, elektryki i ABS nie mogą ocierać się o konstrukcję i sczepiać się wzajemnie na zakrętach. Dlatego swoboda wszystkich instalacji podczas jazdy z naczepą na zakrętach powinna być sprawdzona przez wykonawcę. Podczas jazdy bez naczepy wszystkie instalacje muszą być pewnie zamocowane.
Występują następujące czopy sprzęgowe (nazywane również czopami głównymi):
• Czop sprzęgowy 50 o średnicy 2“
• Czop sprzęgowy 90 o średnicy 3,5“
5. Przebudowa samochodu ciężarowego na ciągnik siodłowy i odwrotnie
Przebudowa podwozia TGL lub TGM na ciągnik siodłowy jest niedopuszczalna. Ciągników siodłowych wyposażonych w ESP nie wolno przerabiać na samochody ciężarowe. W celu przebudowania ciągnika siodłowego na samochód ciężarowy lub odwrotnie konieczna jest pojazdowa parametryzacja hamulca EBS. W zależności od rodzaju pojazdu wyjściowego wiąże się z tym również montaż innych resorów tylnych lub, przy resorowaniu powietrznym, montaż innego urządzenia regulacji poziomu. Dlatego na wykonanie przebudowy samochodu
ciężarowego na ciągnik siodłowy i odwrotnie oraz na konstrukcję umożliwiającą eksploatację przemienną, zawsze wymagana jest zgoda firmy. Parametryzacja powinna być przeprowadzona w najbliższym punkcie serwisowym z udziałem systemu diagnostycznego. Sprzęgi siodłowe mocuje się na ramie pomocniczej przy pomocy płyt montażowych, albo w przypadku tzw. montażu bezpośredniego, przy pomocy płyt wzmacniających. Przekrój poprzeczny ramy pomocniczej i jej wytrzymałość muszą odpowiadać co najmniej jednej
porównywalnej ramie pomocniczej pojazdu seryjnego. Przyłącza instalacji powietrznej i elektrycznej muszą być umieszczone tak, żeby łączenie i rozłączanie mogło odbywać się pewnie, a instalacje nie były narażone na uszkodzenia podczas ruchów naczepy / przyczepy. Jeżeli instalacje elektryczne muszą być przeniesione, należy zastosować właściwe przewody, które są dostępne w dziale części zamiennych. Jeżeli przyłączanie instalacji powietrznych i elektrycznych nie jest możliwe z poziomu jezdni, do dyspozycji musi być powierzchnia robocza o wymiarach co najmniej 400 mm x 500 mm oraz przewidziane wejście umożliwiające dostęp do niej.
6. Haki holownicze samochodów do 3,5t
Rodzaje haków :
· haki holownicze z kulą odkręcaną, gdzie kula mocowana jest do korpusu za pomocą śrub. Kulę można w łatwy sposób zdemontować odkręcając śruby.
· haki wypinane automatycznie, bezpieczne, niezawodne i wygodne w obsłudze. Do zamontowania i zdemontowania nie potrzeba użycia siły fizycznej, są wyposażone w zamki zabezpieczające przed kradzieżą. Estetyczne w wyglądzie, spójne z tylną linią nadwozia.
Hak do samochodu powstaje z najwyższej jakości materiałów, a także posiada odpowiednie homologacje, które są gwarancją wytrzymałości. Hak z kulą odkręcaną to rozwiązanie dla osób, które oczekują niezawodności połączonej z niższą ceną. Tymczasem zautomatyzowanie podnosi wygodę ich użytkowania, co jednak wiąże się z wyższym kosztem. Kupując zaczep samochodowy z hakiem wypinanym automatycznie, można wybierać spośród wertykalnych i horyzontalnych, a także automatycznych i półautomatycznych. Z zaczepami samochodowymi powiązane są również wiązki elektryczne.
- Kula haka przykręcana dwiema śrubami z boku do uchwytu.
Rys.6. Hak holowniczy A
- Kula haka do samochodu przykręcana czterema śrubami od dołu do uchwytu.
Rys.7. Hak holowniczy B
- Kula kuta, przykręcana dwiema śrubami czołowo do uchwytu.
Rys.8. Hak holowniczy E
- Kula wypinana automatycznie - korpus kuli jest przyspawany, hak posiada zabezpieczenie w postaci zamka z kluczykiem.
Rys.9. Hak holowniczy W1
- Kula haka wypinana automatycznie - korpus kuli przykręcony za pomocą śrub, hak posiada zamek z kluczykiem.
Rys.10. Hak holowniczy W2
- Kula haka wypinana z mechanizmem pionowym na zamek.
Rys.11. Hak holowniczy W3
- Kula wypinana z mechanizmem poziomym, gdzie kula haka jest montowana równolegle do podłoża. Po zdjęciu kuli jest widoczne gniazdo kuli. Hak posiada zabezpieczenie w postaci zamka z kluczykiem.
Rys.12. Hak holowniczy W4
- Kula wypinana z mechanizmem pionowym. Jest ona mocowana do gniazda za pomocą specjalnie zaprojektowanego sworznia. Do montażu kuli wystarczy obrócenie pokrętła w kierunku pokazanym na dźwigni, aby kula została odblokowana. Hak po wypięciu kuli jest niewidoczny. Haki tego typu są również wyposażone w zabezpieczenie w postaci zamka z kluczykiem.
Rys.13. Hak holowniczy W5
- Kula wypinana z mechanizmem poziomym, gdzie kula haka jest montowana równolegle do podłoża. Po zdjęciu kuli jest widoczne gniazdo. Hak posiada zabezpieczenie w postaci zamka z kluczykiem.
Rys.14. Hak holowniczy W6
Konwencja wiedeńska o ruchu drogowym pozwala na poruszanie się po innych państwach samochodem spełniającym warunki techniczne kraju rejestracji, więc posiadacze aut z hakami zamontowanymi na stałe teoretycznie nie powinni mieć problemów podczas kontroli drogowej np. w Niemczech. Niestety, w praktyce bywa różnie i wiele zależy od podejścia funkcjonariuszy. Wróćmy jednak do tematu. Podczas zakupów należy zwrócić uwagę, czy hak ma homologację e20 lub E20. Wystarczy, że na produkcie będzie jeden z tych znaków, ale mogą one występować razem. Hak musi mieć też certyfikat PIMOT, czyli Przemysłowego Instytutu Motoryzacji. Na tabliczce znamionowej muszą widnieć: nazwa wytwórcy, data produkcji i dopuszczalny tonaż.
Rys.15. Schemat głowicy zaczepowej typu BC
Oznaczenie A z gniazdem na zaczep kulowy, oznaczenie B składa się z korpusu (1) , dźwigni (2) , która działa przez sworzeń na dociskacz (3) automatycznie eliminujący luz na kuli zaczepu oraz z rygla (4), który uniemożliwia samoczynne odczepienie głowicy zaczepowej. Wskaźnik bezpieczeństwa (5) wskazuje poprawność połączenia głowicy zaczepowej z zaczepem kul...
waldek.adams