По тяжеловозной колее (прицепы, полуприцепы)

Объем грузоперевозок по дорогам России постоянно растет, состав грузов становится разнообразнее, поэтому автотранспортный парк страны пополняется автомобилями и прицепами различного типа отечественного и зарубежного производства. В частности, на тяжелых прицепах перевозят дорожно-строительную технику, строительные конструкции и другие крупногабаритные и тяжеловесные грузы.

Крупногабаритными и тяжеловесными считаются грузы, перевозка которых обычными транспортными средствами с соблюдением всех законодательных норм и ограничений невозможна. В России и в большинстве европейских стран в категорию крупногабаритных для автомобильного транспорта включены все грузы, при размещении которых на транспортном средстве (ТС) ширина превышает 2,5 м, а высота 4,5 м. Крупногабаритными считаются грузы, которые превышают предельные значения длины, установленные как для отдельных звеньев автопоезда и одиночных машин, так и для автопоезда в целом. Максимальная длина прицепного звена с грузом в большинстве стран составляет 11…12 м, а длина автопоезда – 24…27 м. К тяжеловесным грузам для перевозки автотранспортом относятся такие, при размещении которых на ТС превышаются допустимые значения полной массы или нагрузки на ось.
Важнейшими характеристиками, влияющими на выбор технических параметров прицепов (и тягачей) и всей технологии транспортного процесса с перегрузочными операциями, способов крепления, определение маршрутов и режимов движения, мер безопасности во время движения являются масса, габаритные размеры и тип крупногабаритных тяжеловесных грузов, их общая и местная прочность, устойчивость элементов конструкции, кантуемость, стойкость к поперечным и продольным перегрузкам, состояние дорог и природно-климатические условия, в которых будет производиться транспортировка.
От того, насколько правильно подобрана техника, зависит рентабельность и конкурентоспособность транспортного предприятия. Приведу пример. Попытка использовать на Ямале обычные прицепы-тяжеловозы, удовлетворительно работавшие в Средней полосе России, закончилась неудачей: не пройдя и 1000 км, они вышли из строя. Как-то усилить конструкцию не удалось – прицепы оказались неработоспособны. Для тяжелейших дорожных и климатических условий Ямала пришлось разрабатывать прицепы специальной конструкции.

Прицепы модульного типа
Существует два типа тяжеловозных прицепов. У прицепов первого типа осевые нагрузки не превышают ограничений, накладываемых правилами дорожного движения, поэтому их можно эксплуатировать на дорогах общего пользования. Второй тип – прицепы, параметры которых выходят за рамки действующих ограничений. Такие прицепы могут работать на дорогах общего пользования только по специальному разрешению ГИБДД или там, где ограничения не действуют.
Прицепы-тяжеловозы с полезной нагрузкой до 30 т незначительно отличаются от обычных прицепов и могут буксироваться обычными автомобилями-тягачами. У прицепов грузоподъемностью (г/п) свыше 30 т увеличенные габариты, повышенные масса и осевые нагрузки, больше число осей и колес. Они транспортируются одним или несколькими тягачами, часто в специальном исполнении. Грузоподъемность полуприцепов обычно не превышает 200…250 т и в основном ограничивается возможностями тягачей. Однако полезная нагрузка прицепа может быть и больше, если в составе автопоезда есть не только буксирующий, но и толкающий тягач.
В конструкции прицепов и полуприцепов-тяжеловозов рама может располагаться над колесами или между передними и задними колесами (так называемые низкорамные модели). Прицепы первой конфигурации отличаются простотой конструкции и меньшей длиной, но у них погрузочную высоту больше, а устойчивость меньше из-за повышенного центра тяжести, что осложняет погрузочно-разгрузочные работы. Этих недостатков нет у низкорамных прицепов, особенно если они укомплектованы шинами малого диаметра, у них небольшая погрузочная высота и лучше устойчивость, что особенно важно при перевозке грузов с большими размерами по высоте. Однако их габаритная длина больше, чем высокорамных прицепов аналогичной грузоподъемности, а это отрицательно сказывается на маневренности. Преимущество низкорамников-тяжеловозов с ровной платформой еще и в том, что они позволяют перевозить грузы высотой более 3 м, не превышая нормированного габарита по высоте. Кроме того, на длиннобазных модификациях могут уместиться две-три самоходные машины.
В конструкциях прицепов-тяжеловозов получили распространение два основных направления. Первое – это транспортные средства традиционной конструкции, которые эффективны при стабильных грузопотоках и однотипных видах грузов. Как пример можно привести регулярную перевозку тяжелой дорожно-строительной техники к месту работы. Второе – прицепы модульной конструкции, являющиеся универсальными транспортными средствами. Из отдельных модулей собирают прицепы-тяжеловозы с диапазоном г/п 25…150 т и более, с широкими границами по габаритам. При этом каждый модуль может работать как самостоятельный прицеп. К основному многоосному модулю присоединяется рама-вставка и гусек. Перед рамой-вставкой устанавливают дополнительный модуль для повышения грузоподъемности и снижения нагрузки на седельное устройство тягача. По такой же схеме формируется и автопоезд из прицепов, только вместо гуська балластный тягач соединен с передним прицепом-модулем с помощью дышла и тягово-сцепного устройства. Увеличение полезной нагрузки достигается последовательным присоединением к основному дополнительного модуля.
Для перевозки грузов большой длины, например, железобетонных труб большого диаметра и т. п., используют прицепы-модули, у которых управляемой выполнена передняя тележка с одной или двумя осями, оборудованная поворотным кругом. Груз устанавливают на пару таких прицепов, снабженных верхними поворотными кругами. На поворотных кругах груз закреплен. Эта транспортная единица способна вписаться в повороты дорог общего пользования. Управляющее воздействие на поворотную ось переднего прицепа осуществляет дышло, у заднего прицепа аналогичную функцию выполняет верхний поворотный круг. Самое действенное средство достичь нужной траектории движения в повороте – управление всеми колесами, при этом для уменьшения радиуса поворота часть из них поворачивается в одну сторону, а часть в другую.
Достоинством модульной конструкции является высокий уровень унификации, что значительно снижает затраты на разработку и изготовление единичного образца. Универсальный модуль состоит из рамы, подвески, колес с тормозными механизмами, гидравлической системы подъема и опускания платформы и силового агрегата для привода всех устройств. Гидробалансирная подвеска помимо выполнения своих непосредственных функций служит для погрузочно-разгрузочных операций, обеспечения поворота колес вокруг вертикальной оси, наклона платформы в поперечном и продольном направлениях в пределах хода подвески и равномерного распределения нагрузки между всеми колесами при движении по неровной дороге. Все это, а также демпфирование колебаний достигается благодаря применению гидравлических цилиндров, рабочие полости которых, соединенные по определенным схемам, образуют опорные контуры. Чаще всего используется трехточечная схема, в которой подвески всех колес прицепного звена разделены на три контура с геометрическим центром, образующим точку. Линии, соединяющие эти точки, образуют треугольник устойчивости. Во время движения с грузом по дорогам с некачественным покрытием допускается кратковременное соединение подвесок в четырехточечный контур, что способствует повышению устойчивости транспортного средства. Максимальный ход подвески обычно составляет 300 мм. Поворот колесных стоек вокруг вертикальной оси, подъем-опускание платформы, управление аварийной системой торможения можно осуществлять с дистанционного операторского пульта.
Сверхтяжелые крупногабаритные грузы можно перевозить многоопорными прицепами-тяжеловозами модульного типа. Здесь на несущей раме (обычно снизу) установлен целый ряд колесных опор, каждая из которых снабжена собственной гидропневматической подвеской, а также двумя или четырьмя движителями, закрепленными на короткой оси. Основой такой конструкции является картер оси колес и фасонный шарнирный рычаг, в верхней части которого установлена поворотная цапфа (погон), связанная с грузовой платформой. Все опоры могут поворачиваться относительно своих погонов на значительные углы посредством механического или гидромеханического привода. Задающим параметром выбран угол поворота дышла. Если используются два модуля, то у заднего угол поворота колес определяет устройство крепления груза, смонтированное на раме шарнирно.

Погрузка на прицепы
Чтобы дорожные машины с небольшим клиренсом (асфальтоукладчики, дорожные фрезы) могли самостоятельно забраться на прицеп или полуприцеп с ровной платформой, угол въезда не должен превышать 6…8°. Проблему можно решить, используя для прицепа шины малого радиуса, например R15, или удлиненные двухсекционные трапы. Такие трапы раскладываются и складываются с помощью гидропривода. Для погрузки техники с разной колеей трапы могут перемещаться в поперечном направлении или иметь большую ширину. Также устанавливают один широкий трап во всю ширину платформы. Есть примеры, когда роль трапа выполняет задняя секция грузовой платформы полуприцепа, шарнирно связанная с основной частью и перемещаемая гидроцилиндрами. Такая конструкция обеспечивает погрузку самоходной техники, не только находящейся на одном уровне с автопоездом, т. е. на дорожном полотне, но также с уступа высотой до полутора метров.
Для погрузки строительной техники с достаточно мощными двигателями используют прицепы, оборудованные простыми и надежными односекционными механическими трапами с углом наклона 13º и более. Подъем трапов облегчают пружинные механизмы (помощники), поэтому с этой задачей вполне справляется один человек.
Для погрузки-разгрузки машин, не имеющих хода, используется гидравлическая тросовая лебедка. Гидронасос, необходимый для привода лебедки и гидроцилиндров перемещения трапов, также для гидросистемы поворота колес, устанавливается на тягаче либо в виде автономного электрогидравлического агрегата на прицепе. В последнем случае прицеп может работать с любым негидрофицированным тягачом, а электропитание поступает от бортовой сети автомобиля или от аккумуляторов, находящихся на прицепе. Также применяют дизельные гидростанции.
Довольно удобны полуприцепы с передней погрузкой (с отсоединяющимся гуськом). В этом случае достаточно отсоединить гусек от платформы и опустить переднюю часть рамы на дорогу, и самоходная машина может въехать на платформу. Для подъема и опускания платформы гусек оборудован силовыми гидроцилиндрами. Только для погрузки машин с малым клиренсом можно использовать короткие откидные трапы. Такие полуприцепы наиболее удобны для транспортировки крупногабаритной тяжеловесной техники. Основной трудностью в такой технологии погрузки является подъем платформы с грузом для присоединения гуська. Выпускаются разновидности, у которых для снижения центра тяжести и высоты автопоезда рама выполнена в виде центральной мощной балки, которая при погрузке располагается между гусеницами или колесами машины, а половины платформы опущены по сторонам балки. Существуют варианты, которые сочетают в себе погрузку с передней и задней стороны. Погрузка самоходной техники с боковых сторон прицепов и полуприцепов используется довольно редко.

Вспомогательное оборудование
Для перевозки негабаритных по ширине грузов применяют уширители, позволяющие увеличить ширину платформы более 3 м. При этом габариты не загруженного полуприцепа соответствуют общим правилам, а при транспортировке крупногабаритных грузов можно обойтись разовыми разрешениями.
Для снижения нагрузок на седельное устройство тягача и дорожное полотно применяются дополнительные тележки – доли. Целый ряд компаний снабжают свои полуприцепы для перевозки тяжеловесных грузов не только передней, но и задней дополнительной трехосной тележкой.