Когда тянуть, а когда и толкать (Часть 1)
Конструкции тягово-сцепных устройств

В автопоездах для шарнирного соединения тягача и прицепа и возможности их быстрой сцепки-расцепки, а также передачи вертикальной и продольной нагрузок используются тягово-сцепные устройства различной конструкции.

Выпуском тягово-сцепных устройств (ТСУ) занимается значительное число компаний-изготовителей, среди которых самые известные Jost, Rockinger (c 2001 г. входит в состав Jost. – Прим. ред.), Ringfeder (с 1997 г. входит в состав VBG – Прим. ред.), Helmut Buer GmbH & Co. KG (Германия), Georg Fisher (Швейцария), Coder Ture (Франция), V. Orlandi (Италия), VBG (Швеция), York (Великобритания), Fontaine Truck Equipment, SAF-Holland, Utility Trailer (США) и др. В этот список надо добавить и российских производителей.

Тягово-сцепные устройства рассчитаны на передачу больших продольных и незначительных вертикальных сил, которые не должны превышать 10…15 кН. Это является их главной функциональной особенностью. Такие механизмы должны быть высоконадежными, обеспечивать соответствующие углы складывания автопоезда, возможность быстрой и безопасной сцепки-расцепки, амортизацию динамических нагрузок во время движения автопоезда. Принципиально ТСУ состоят из разъемно-сцепного и амортизационно-поглощающего механизмов, а также элементов крепления. Понятно, что конструктивное исполнение тягово-сцепных устройств существенно влияет на такие важнейшие эксплуатационные качества автопоезда, как управляемость, курсовая устойчивость, маневренность, плавность хода, проходимость, надежность и безопасность.

По типу разъемно-сцепного механизма ТСУ подразделяют на три основных типа: крюковые (пара крюк–петля), вилочные или шкворневые (пара шкворень–петля) и шаровые (пара шар–полусфера). Другие разновидности значительного распространения в коммерческом автотранспорте не нашли, а потому не рассматриваются.

ТСУ шарового типа

Тягово-сцепные устройства типа шар–полусфера (шар–петля) нередко, хотя и несколько ошибочно называют фаркопами. Они служат для буксировки транспортным средством караванов и легких прицепов полной массой до 3,5 т. Конструктивно такие механизмы выполнены в виде одноосных прицепов или прицепов со сдвоенной или трехосной центрально расположенной тележкой. Обычно в роли тягачей выступают легковые автомобили, пикапы, микроавтобусы и малотоннажные грузовики. Все требования к ТСУ этого типа изложены в стандарте ISO 1103 и соответствующих отечественных ГОСТ 28248–89, ГОСТ 30600–97 и ОСТ 37.001.096–84.

На автомобиле-тягаче устанавливается сцепной шар (ГОСТ 28248 предусматривает единственный диаметр шара – 50 мм), а на дышле буксируемого прицепа монтируется ответная сцепная головка (сфера). Важным моментом для всей конструкции ТСУ является крепление его к таким элементам кузова или рамы тягача, которые выдержат необходимое число циклов нагружений периодическими нагрузками и предельные статические нагрузки. Следовательно, достаточная несущая способность ТСУ определяется правильным выбором его конструктивных размеров, т. е. соответствием прочности устройства нагрузкам, воздействующим на него в процессе эксплуатации. ТСУ шарового типа согласно требованиям стандартов должны испытываться на усталостную прочность конструкции. Помимо механического соединения тягово-сцепное устройство обеспечивает электрическое соединение электрооборудования тягового автомобиля с оборудованием буксируемого прицепа.

Буксируемые прицепы делятся на легкие и тяжелые – разрешенной максимальной массой соответственно не более 750 и свыше 750 кг. По типу шара и креплению ТСУ шарового типа различаются по исполнениям – А, В, С, F, G, H и N. Малотоннажные «Соболи», «ГАЗели» и «Бычки» в большинстве случаев комплектуют ТСУ типа F грузоподъемностью до 2 т, оснащенным кованым шаром с двумя крепежными отверстиями.

ТСУ крюкового типа

В нашей стране устройства типа «крюк–петля» ввиду далеко не оптимальных дорожных условий применяют наиболее широко. Такие ТСУ отличаются простотой конструкции, легкостью в изготовлении, относительно малой массой и большими углами гибкости. Последнее обстоятельство делает их незаменимыми при движении автопоездов в тяжелых дорожных условиях и на местности с разнообразным рельефом. Описанная конструкция подразумевает наличие больших зазоров (до 10 мм) в соединении крюк–петля для облегчения сцепки-расцепки. Эти зазоры приводят к повышению динамических нагрузок и интенсивному изнашиванию деталей устройства (сопряженной пары), а также являются причиной выхода сцепки (крюка и петли дышла) из строя. Конструкция крюковых устройств предусматривает, как правило, ручную сцепку-расцепку звеньев автопоезда.

Типоразмер крюковых ТСУ выбирается в зависимости от полной массы прицепа. Основные параметры регламентируются международными стандартами ISО 1102, ISО 3584 и ISО 8755 либо национальными нормативными документами. Устройства «крюк–петля» выпускают под внутренний диаметр петли 76, 85 и 95 мм. Диаметр прутка петли первого типоразмера составляет 42 мм, двух остальных – по 50 мм. Сцепка тягачей и прицепов, оборудованных тягово-сцепными устройствами различной размерности, обеспечивается заменой соответствующих элементов этих механизмов или установкой переходных устройств. Масса ТСУ крюкового типа обычно не превышает 30 кг.

На практике устройство «крюк–петля» позволяет осуществлять поворот сцепной петли вокруг горизонтальной продольной оси крюка на 360°, поворот в вертикальной плоскости на ±45°, поворот в горизонтальной плоскости на ±90°. Существуют ручные и полуавтоматические конструкции крюковых сцепок. Последние получили меньшее распространение из-за большой сложности и увеличенной массы.

В России действует ГОСТ 2349–75. В зависимости от типоразмера ТСУ регламентируются высота установки над опорной поверхностью и присоединительные размеры. Для крюковых сцепок типоразмеров от 0 до 3 геометрические параметры сопрягаемых поверхностей зева крюка и петли одинаковые (диаметр прутка петли 42 мм). Типоразмер 4 предусматривает применение петли из прутка диаметром 45 мм. Согласно отечественному стандарту крюковые устройства должны обеспечивать углы гибкости относительно поперечной оси, проходящей через зев крюка, не менее ±40°, относительно вертикальной оси ±55° (для автомобилей общетранспортного назначения высокой проходимости не менее ±62°) и продольной оси ±15°. Крюк должен свободно вращаться вокруг своей продольной оси, а по заказу потребителя он может снабжаться стопорными устройствами, позволяющими фиксировать его при отцепленном прицепе. Конструкция замка должна исключать возможность саморасцепки автопоезда при движении, а также иметь не менее двух предохранительных механизмов, действующих независимо один от другого, причем хотя бы один из них не должен быть под действием сил, появляющихся во время движения транспортного средства.

Для первых четырех категорий типоразмеров принят один размер зева, равный 48 мм, размер губки – 74 мм, что позволяет при комплектации автопоездов использовать широкую номенклатуру тягачей и прицепного состава. В пятой группе размер зева составляет 52 мм, тогда как геометрия губки остается такой же.

Стандартное соединение крюкового типа, снабженное двусторонней амортизацией, состоит из тягового крюка, установленного на тягаче, и жесткого дышла со сцепной петлей, связанного с прицепом. Тяговый крюк обычно монтируют на задней поперечине рамы, однако на некоторых автомобилях он может не менее эффективно выполнять свою функцию, будучи расположен на переднем бампере (поперечине) рамы или на задней поперечине прицепа (полуприцепа) для буксировки второго прицепа. Система «крюк–петля» состоит из собственно крюка, накидной защелки, предохранительного замка с запорным шплинтом. Наличие предохранительного замка и шплинта предотвращают самопроизвольную расцепку автопоезда во время движения. На переднем конце стержня крюка, установленного во втулке, навинчена гайка, которая со втулкой обеспечивает правильное продольное перемещение крюка. Внутри корпуса вставлен резиновый упругий элемент в форме гиперболоида, обжимаемый шайбами. При сжатии он изменяет форму таким образом, что заполняет пространство в корпусе. В других конструкциях тяговых крюков в качестве упругих элементов используются кольцевые, винтовые цилиндрические или конические пружины.

В процессе эксплуатации гайку нельзя использовать для регулировки осевого перемещения крюка, так как ее навертывание-свертывание приводит к увеличению осевого перемещения крюка. При появлении усадки резинового буфера устанавливают дополнительные кольцевые прокладки между фланцами и резиновым буфером. Применение сцепной петли прицепов с меньшим сечением увеличивает износ и сокращает срок службы ТСУ, а также задней поперечины рамы автомобиля.

Несмотря на присущие сцепным устройствам типа «крюк–петля» недостаткам, все ведущие изготовители такого рода продукции продолжают их совершенствовать и выпускать. Крюковые устройства отличаются большим разнообразием исполнений как самого крюка, так и замка. Для осуществления беззазорной сцепки ряд фирм разработали специальные конструкции ТСУ типа «крюк–петля», в которых зазор может выбираться автоматически с помощью конических роликов (фирма Coder Ture) либо с помощью пружин или пневматических устройств по принципу «беззазорный крюк» или «беззазорная петля» (фирма Utility Trailer). Аналогичные системы для крюковых ТСУ выпускают компании V. Orlandi и SAF-Holland. Они оснащены пневмоприводом, автоматически выбирающим зазор в замке устройства. В качестве силового элемента используется пневматическая камера с подвижным штоком, смонтированная с тыльной стороны задней поперечины рамы. Тем не менее беззазорные сцепки не нашли широкого применения по причине значительного усложнения конструкции и обслуживания, а также увеличения собственной массы (до 60 кг).

Фаркопы для грузовых автомобилей — особенности и преимущества

Так, фаркопы для грузовых автомобилей «КамАЗ» расположены таким образом, чтобы при сдаче авто назад дышло прицепа входило в ТСУ, автоматически фиксировалось и центрировалось в нем. Удержание происходит за счет вертикально перемещаемого пальца. Конструкция беззазорного типа и стопор, предупреждающий саморасцепку, делают устройство надежным, а имеющийся ловитель удобен для водителя «КамАЗа».

Для увеличения возможностей при перевозке различных (чаще всего крупногабаритных) предметов водителям помогает дополнительное оборудование. В том числе и грузовая платформа на фаркоп автомобиля.

Виды фаркопов для грузовых автомобилей

Для присоединения к автомобилю-тягачу прицепа, применяют фаркопы ─ тягово-сцепные устройства (ТСУ), различающиеся по видам, в зависимости от конструкции, системы крепления и допустимых нагрузок:

• крюковые (тандем крюк-петля);
• вилочные (сочетание шкворень-петля);
• шаровые (полусфера для соединения с ответной сцепной головкой).

Для прицепа

Подобные перевозочные площадки могут быть массой до 750 кг (легкими) и более (тяжелыми).

Фаркоп для грузовых автомобилей

Фаркоп для прицепа грузового автомобиля представляет собой кованый шар с 2 крепежными отверстиями. Наибольшее применение такое прицепное устройство получило для комплектации малотоннажных грузовиков: «Бычков», «Газелей», «Соболей» грузоподъемностью до 2 т.

Для грузовой платформы

В этом случае предпочтение отдают крюковым типам фаркопов для грузовых автомобилей, отличающихся простотой изготовления, малым весом, большими углами гибкости. Такие устройства более всего подходят для передвижения автопоездов в условиях плохих дорог со сложным рельефом.

Для предотвращения самопроизвольного разъединения грузовая платформа на фаркоп автомобиля оборудована устройством, имеющим предохранительный замок и шплинт.

Преимущества фаркопа для грузовой машины

Фаркопы для грузовых автомобилей должны соответствовать определенным требованиям, среди которых:

• высокая надежность;
• обеспечение необходимых углов складывания автопоезда;
• простота соединения (от этого зависит скорость действий по сцепке).

Перечисленным характеристикам соответствует устройство типа «крюк-петля». Это наилучший вариант в условиях необустроенных дорог.

Изделие отличается малой массой, что облегчает сцепку и разъединение частей автопоезда. Обычно это делают в ручном режиме. Недостатком конструкции можно считать довольно большой (до 10мм) люфт в соединениях, что повышает динамические нагрузки и износ деталей устройства. Вес ТСУ крюкового типа не превышает 30 кг.

Замок устроен таким образом, чтобы исключить саморасцеп автопоезда в ходе движения. Для этого должно быть не менее 2 предохранительных механизмов. Крюку необходимо обеспечить возможность свободного вращения вокруг своей продольной оси.

Особенности крепления

Так, фаркопы для грузовых автомобилей «КамАЗ» расположены таким образом, чтобы при сдаче авто назад дышло прицепа входило в ТСУ, автоматически фиксировалось и центрировалось в нем. Удержание происходит за счет вертикально перемещаемого пальца. Конструкция беззазорного типа и стопор, предупреждающий саморасцепку, делают устройство надежным, а имеющийся ловитель удобен для водителя «КамАЗа».

Для стыковки полуприцепов с тягачом используют седельно-сцепной механизм, состоящий из грузонесущей плиты с прорезью для вхождения в нее шкворня буксируемой грузовой площадки. В этом случае используют одну или две степени свободы: в продольной и поперечной плоскостях. Такая конструкция не подвергается ударным нагрузкам, повышает срок службы автопоезда в целом.

Прицепное устройство для прицепа: назначение, виды, монтаж и регистрация

Современные автомобили при продаже имеют дополнительную опцию по установке специальных тяговых или транспортных устройств, позволяющих использовать автотранспорт для стыковки с прицепом и транспортировки каких-либо грузов.

На автомобилях не имеющие данные устройства, владельцы желающие установить прицепное устройство для прицепа должны ознакомиться с правилами по монтажу, регистрацией и эксплуатации конструкций.

О назначении, видах прицепных устройств для прицепов

Для стыковки прицепного устройства с автомашиной требуется тяговый механизм или специальное тягово-сцепное приспособление, в народе его называют фаркоп. Данное устройство предназначено для обеспечения надёжного крепления прицепа с автомобилем и способно распределять нагрузку равномерно.

Фаркоп обеспечивает безопасное движение при транспортировке, имеет конструктивный приятный внешний вид. Раньше под выражением фаркоп можно было понимать подвесочное устройство на телеге для перевозки на конной упряжке разных грузов.

В современное время под фаркопом понимается тягово-сцепное устройство (ТСУ), смонтированное на автомобиле и предназначенное для стыковки с прицепом.

Фаркопы подразделяются на классы грузовой перевозки:

• Малого класса, грузоподъёмностью до 1,5 тонны;
• Среднего, может перевозить до 2,5 тонны груза;
• Большого, с массой до 3,5 тонны.

Последний класс применяется для транспортировки перевозимых домов, торговых киосков и монтируются на внедорожниках, микроавтобусах. Технологически, от разных производителей прицепной механизм отличается внешним видом и конструкцией соединения. Фаркоп имеет конструкцию двух видов: европейскую и американскую. В России применяется больше европейский тип фаркопа.

Поэтому существуют следующие виды прицепных устройств:

• Прицепной механизм в виде кронштейна, способно обеспечивать надёжное сцепление с прицепом и выполнять транспортировку груза большого веса на прицепе. Широко распространены модификации моделей за границей, имеется устройство запирания для защиты от угона;
• Механизм прицепной в виде шара. Очень распространена сцепная головка для прицепа на отечественном автомобильном рынке, обладает простотой в монтаже и в эксплуатации. Имеет хорошие характеристики в сцепном состоянии и манёвренности, имеет свободный ход в зависимости от применяемой головки, хорошие данные при торможении с прицепом. Сцепная головка для легкового прицепа внешне не портит вид машины, обеспечивает некоторую защиту сзади от не санкционированного прямого столкновения с другой машиной;
  В зависимости от исполнения шара фаркопы делятся ещё на подгруппы:
  • сварного типа шаровой механизм с монтажом для постоянной эксплуатации и съёмные шаровые устройства;
  • с креплением болтами, защёлкивающие с рычагом.
• Сцепное устройство для прицепа в виде стыковочного крюка, предназначенный для буксировки. В основном применяется при сложных, тяжеловесных грузах, требующие повышенной проходимости. В процессе движения может обеспечиваться движение с ударными нагрузками, что сказывается на не высоких эксплутационных данных прицепного устройства. Поэтому они менее надёжны и мало применяемы.

Сцепка для прицепа состоит из стыковочного элемента шара или кронштейна, смонтированные на фаркопе машины и сцепной головки установленной на дышле прицепа. При выборе фаркопа прицепа следует знать модель автомобиля, с датой выпуска и тип кузова, а так же максимальный вес прицепа с подбором требуемого ТСУ.

О монтаже прицепных устройств заводского и самодельного типа

Выбор прицепного устройства, выполняющего роль ТСУ для автомобиля зависит от качественного производства марки продукции, стоимости и способа крепления.

Следует при выборе продукции отдавать предпочтение проверенным заводским крепёжным узлам к примеру от компаний:

Устройства крепления фаркопа бывают разные и рассчитанные на разные веса. Конструкция может быть цельной или состоять из элементов: поперечной рамы и соединительного шарового узла, важен узел крепления с замком.

Поэтому, конструкции подразделяются на следующие:

• цельно сварные;
• со съёмными элементами;
• со стыкующими фланцевыми соединениями и элементами защёлкивания.

Сварные конструкции монтируются сразу к задней части машины. Обладают высокой степенью надёжности и грузоподъёмности. Съёмные элементы крепятся болтами и могут быть демонтированы в любой момент, так же считаются надёжными по стоимости дороже сварных. И последний фланцевые устройства, устанавливаются в специальную площадку рамы фаркопа и имеют защёлкивающий механизм.

При применении следует выбирать только сертифицированные узлы, дающие гарантию качества изделия. Сцепная головка для прицепа современного образца имеет обязательно замковое сцепное устройство, обеспечивающее надёжность соединения с головкой фаркопа. Замок, как правило, располагается на самом корпусу дышла в конце и может иметь разную форму крепления под дышло.

Выбирается замковый механизм исходя из следующих параметров:

• Общего веса прицепа с грузом;
• Формы дышла (труба круглая, прямоугольная или форма фартука);
• Расположения крепёжных отверстий, сбоку или вертикально и размеры расположения креплений.

В основном все устройства замкового типа имеют европейский шар, диаметром 50мм и для подбора достаточно знать тип сцепного устройства (или стандарт). От замкового механизма зависит безопасность в дороге, поэтому они не ремонтируются, а просто заменяются на новый.

Комплект ТСУ включает ещё узел розетки с 7,13 или 15 контактами, а на прицепном устройстве соответственно должна располагаться вилка с таким же количеством контактов.

При подборе следует знать количество нужной распиновки контактов. С 2015 года начал действовать специальный Тех регламент ТР ТС 018/2011 «О безопасности колёсных транспортных средств», который предусматривает монтаж фаркопа в установленное для него штатное место согласно заводскому монтажа, в специальном сервисном центре, без сварки и сверления отверстий.

Если в конструкции машины нет места для установки ТСУ и не предусмотрено документацией завода-изготовителя его установка, то монтаж устройства будет считаться изменением конструкции машины.

Если прицеп изготовлен самостоятельно или были внесены какие-либо доработки в конструкцию прицепа, следует применять для сцепления с автомобилем только заводского исполнения, сертифицированные замковые элементы или съёмные узлы для стыковки с фаркопом.

Имея такие механизмы можно проходить испытания в лаборатории на качество с уверенностью получения свидетельства на самостоятельно смонтированное сцепное устройство на круглое дышло.

Об ответственности и необходимости регистрации прицепного устройства

Современные автомобили имеют возможность установку ТСУ согласно технической документации на ТС. Так же можно уточнить через дилерские центры о возможности применении ТСУ на данную модель машины.

Запрет на использование автомашины в качестве тяговой силы может быть только в ограниченном заводом случае, невозможность конструктивного и технического монтажа данных средств.

Как правило, фаркоп не следует регистрировать в органах ГИБДД в случае:

• установки тягового устройства на заводе изготовителе;
• при наличии паспорта и сертификата на ТСУ;
• устройство смонтировано по инструкции и неизмененна конструкция машины.

Так же следует учитывать эксплуатацию прицепа легкового автомобиля по массе, следует не превышать суммарной массы для ТСУ и показатель общей массы автопоезда не должен превышать показатель в 3,5 раза.

Для безопасной эксплуатации ТС требуется при управлении с подключённым прицепным механизмом иметь следующие документы:

• Паспорт на установленное оборудование с отметкой сервисной службы о монтаже оборудования;
• Сертификат на оборудование.

При участии в ДДП с прицепом данные документы будут очень кстати, что позволит улучшить ответственность за техническое состояние прицепа.

По новым правилам дорожного движения и тех. регламенту п.77 регистрация в ГИБДД не требуется если:

• Устройство фаркоп ТСУ предназначен для данной модели машины;
• Выполнен монтаж ТСУ на заводе;
• Применяемое ТСУ может использоваться для авто и имеются документы соответствия.

Из всех своих 5 прокатных прицепов для личных нужд я предпочитаю использовать МЗСА 817738.001. Почему?
Представьте, если бы эти тяжеленные стройматериалы нужно было бы грузить в крытый «стандартный» прицеп, у которого погрузка возможна только сзади! И все это вручную «юзать» по полу? Заранее скажу, что ценность открывающегося переднего борта у легковых прицепов представляется мне во многом сомнительной, ибо там торчат балки рамы и вообще лобовая часть каркаса у меня наглухо зашита, чтобы тент меньше изнашивался. Но возникла проблема, которая была не так ощутима с другими моими прицепами. Чтобы ее решить, и для экономии писательских усилий, я приведу выдержки и иллюстрации из письма, которые, надысь, направил руководителю фирмы (она в Таганроге), которая произвела мой фаркоп:
…В прошлом году я приобрел двухосный прицеп марки МЗСА (производство г. Москва) модели МЗСА 817738.001. Особенность этой модели в сравнении со стандартными легковыми прицепами — низкорамная подвеска схемы «колеса под полом» и откидывающиеся сбоку борта. Это очень удобно при погрузке вещей и работе с погрузчиком в сравнении с прицепами стандартной схемы подвески.
Однако оказалось, что высота фаркопа ТСУ «Лидер-Плюс» для автомобиля Opel Meriva В для прицепа МЗСА 817738.001 является неоптимальной: прицепленный к машине легковой прицеп МЗСА 817738.001 ощутимо наклонен в сторону машины-буксировщика. Это приводит к неравномерным нагрузками на две оси и постепенному смещению тяжелого груза к переднему борту прицепа:
Мои замеры показали, что высота существующего ТСУ «Лидер-Плюс» для Opel Meriva В для машины без водителя и пассажиров составляет 405 мм от земли до верхней точки шара фаркопа.
А для оптимального зацепления пустого автомобиля и пустого прицепа данной модели (прицеп в этом случае немного наклонен в сторону машины-тягача) высота шара ТСУ должна бы составлять примерно 465 мм. И тогда бы прицеп имел оптимальную балансировку шасси и положение прицепа в зацепленном состоянии.
При этом важно обеспечить существующий проем между бампером машины и шаром ТСУ для удобного зацепления фаркопа на шар, тем более что на сцепных головках моих прицепов (да и у многих владельцев прицепов в Москве) смонтированы толстые резиновые чехлы Soft Dock. Они обеспечивают защиту крашенного бампера машины от царапин и увечий при зацеплении прицепа. Нынешний проем составляет примерно 90 мм. от края бампера до середины шара фаркопа).
В связи с выявленной проблемой сочетаемости ТСУ «Лидер-Плюс» и прицепа МЗСА 817738.001

Продать мне со склада в Москве фаркоп «Лидер-Плюс» (без кронштейнов крепления к кузову автомобиля), который в смонтированном состоянии обеспечил бы нормальную высоту зацепления машины Opel Meriva В с прицепом МЗСА 817738.001 и подходил бы к существующим кронштейнам крепления ТСУ. Ориентиры необходимой высоты шара фаркопа я изложил в этом письме. Оплату гарантирую».