Электромеханические трансмиссии

Механические трансмиссии.

Механические трансмиссии — (простые и планетарные) в коробках передач содержат лишь шестерёнчатые и фрикционные устройства. Преимущества их состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя. Большое время на переключение передач рычагом усложняет управление машиной. Поэтому спортивные автомобили, снабжённые механической трансмиссией, оборудуют электронными переключателями передач (подрулевыми лепестками, кнопками на руле и пр.) и коробками передач со сверхбыстрыми синхронизирующими сервомеханизмами.

Применение механических трансмиссий характерно для советского танкостроения (простые механические — Т-55, Т-62; планетарные с гидросервоуправлением — Т-64, Т-72, Т-80).

Гидромеханические трансмиссии

Гидромеханические трансмиссии имеют гидромеханическую коробку передач, в состав которой входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор. Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надёжности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии.

Основным недостатком этих трансмиссий является сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидротрансформатора. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента не более трёх, что вынуждает иметь механический редуктор на три-пять передач, считая передачу заднего хода. Необходимо иметь специальную систему охлаждения и подпитки гидроагрегата, что увеличивает габариты моторно-трансмиссионного отделения. Без специальных автологов или фрикционов не обеспечиваются торможение двигателем и пуск его с буксира.

Гидромеханические трансмиссии получили широкое распространение в западном танкостроении — М1 «Абрамс» (США), «Леопард-2» (ФРГ). В трансмиссиях этих танков использованы не только гидродинамические передачи в основном приводе, но и гидростатические (гидрообъёмные) передачи в дополнительном приводе для осуществления поворота. Из работающей на постсоветском пространстве железнодорожной техники гидромеханическую передачу имеет, например, дизель-поезд венгерского производства Д1.

Гидравлические трансмиссии

Гидравлическими трансмиссиями в транспортной технике называются трансмиссии, где переключения выполняются не механически, а гидравлическими аппаратами, так как чисто гидравлические трансмиссии встречаются весьма редко. В такой трансмиссии имеется коробка передач с первичным и вторичным валами и несколькими парами зубчатых колёс, как и в обычной КПП, но включение нужной пары в работу выполняет не кулачковая или фрикционная муфта, а гидромуфта или гидротрансформатор, заполняемый для включения передачи. Достоинство такой трансмиссии — совершенно безударное включение передач и отсутствие механических муфт, ненадёжно работающих при передаче больших моментов (например, на тепловозах), недостаток — необходимость установки отдельной гидромуфты (весьма громоздкого аппарата) на каждую передачу.

Из-за перечисленных особенностей гидропередача используется в основном на ЖД-технике. Из отечественных типов техники гидропередачу имеют, например, маневровые тепловозы ТГМ4 и ТГМ6, дизель-поезд ДР1.

Гидростатические трансмиссии

 

Гидромашина с наклонным блоком трансмиссии асфальтового катка

В гидростатической (гидрообъёмной) трансмиссии для передачи мощности используются аксиально-плунжерные гидромашины. Достоинства такой трансмиссии — малые габариты машин, малая масса и отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, что позволяет разносить их на значительные расстояния и придавать большое число степеней свободы. Недостаток гидрообъёмной передачи — значительное давление в гидролинии и высокие требования к чистоте рабочей жидкости.

Гидростатическая передача используется на дорожно-строительных машинах (особенно катках — из-за необходимости обеспечивать очень большое передаточное число, а также зачастую приводить вальцы с торца, построение механической передачи затруднено), как вспомогательная — на тепловозах, авиационной технике (благодаря малой массе и возможности размещать мотор далеко от насоса), металлорежущих станках.

Электромеханические трансмиссии

Электромеханическая трансмиссия состоит из электрического генератора, тягового электродвигателя (или нескольких), электрической системы управления, соединительных кабелей. Основным достоинством электромеханических трансмиссий, является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии, что позволяет создать различные компоновочные схемы.

Недостатком, препятствующим широкому распространению электрических трансмиссий, являются относительно большие габариты, масса и стоимость (особенно если используются электрические машины постоянного тока), сниженный КПД (по сравнению с чисто механической). Однако, с развитием электротехнической промышленности, массовым распространением асинхронного, синхронного, вентильного, индукторного и др. видов электрического привода, открываются новые возможности для электромеханических трансмиссий.

Такие трансмиссии применяются в тепловозах, карьерных самосвалах, некоторых морских судах, тракторах, самоходных механизмах, военной технике — на танках ЭКВ (СССР) и немецких военных машинах «Фердинанд» и «Мышонок»), автобусах (которые с таким видом трансмиссии правильнее называются теплоэлектробус, например ЗИС-154).

Компоновка:

Компоновка колёсного трактора[править | править вики-текст]

Универсальные колёсные тракторы строятся по двум классическим схемам: с увеличенными задними колёсами и с колёсами одинакового диаметра^[1].

Тракторы с увеличенными задними колёсами[править | править вики-текст]

Заднеприводные тракторы с увеличенными задними колёсами

· Т-25   · Allgaier AP-17-2   · МТЗ-80

Полноприводные тракторы с увеличенными задними колёсами

· New Holland   · Т-40А

Тракторы с увеличенными задними колёсами, например МТЗ-80 имеют полурамный остов^[1][2]. При этом частью остова, воспринимающего силы, возникающие от действия веса, тягового усилия и сил инерции трактора воспринимают картеры узлов трансмиссии и двухбалочная полурама в передней части трактора. К полураме крепится передний мост, передняя опора двигателя и его систем, переднее навесное оборудование. Такие тракторы имеют переднее расположение двигателя и заднее расположение поста управления. Полурамный остов упрощает конструкцию трактора, но затрудняет процесс его разборки и сборки при ремонте. Кроме того, большие переменные нагрузки на картеры узлов трансмиссии снижают её долговечность и не позволяют применять зубчатые зацепления высокой точности^[1]. Управление поворотом осуществляется передними колёсами.

Тракторы с колёсами равного диаметра[править | править вики-текст]

Полноприводные тракторы с колёсами одинакового диаметра

· CASE 9240   · К-700   · New Holland   · Т-150К «ХТЗ»

Тракторы с колёсами одинакового диаметра, например, К-700, как правило имеют рамный остов, состоящий из двух полурам, соединенных шарнирами. На каждой из полурам установлено по ведущему мосту. Управление поворотом осуществляется за счет поворота полурам. Такая компоновка позволяет применять колёса увеличенного диаметра и ширины, но ухудшает устойчивость трактора, так как при повороте центр тяжести смещается в сторону от продольной оси. Расположение узлов трактора на полурамах может быть различным. Например, у трактора К-700 двигатель, коробка передач и кабина расположены на передней полураме, а на задней полураме имеется только механизм навески. У трактора-тягача МоАЗ-531 двигатель и редуктор отбора мощности расположены на задней полураме, а кабина и коробка передач на передней.

Колёсные самоходные шасси[править | править вики-текст]

Основная статья: Самоходное шасси

Компоновка тракторного колёсного универсального самоходного шасси строится исходя из необходимости размещения на раме трактора тяжелых или крупногабаритных машин, орудий или самосвального кузова. Поэтому колёсные самоходные шасси как правило имеют компактный силовой агрегат (двигатель в сборе с трансмиссией), размещенный сзади. Передняя часть представляет собой открытую раму.

Компоновочные схемы механических силовых передач: а – колесная формула 4 2; б – колесная формула 4 4; в – колесная формула 6 6; г – гусеничный трактор: 1 – двигатель; 2 – сцепление; 3 – коробка передач; 4 – карданная передача; 5 – задний ведущий мост; 6 – перед- ний ведущий мост; 7 – средний ведущий мост

Компоновка гусеничного трактора[править | править вики-текст]

Классической для гусеничных тракторов является схема с передним расположением двигателя и задним расположением поста управления. Такая схема оптимальна для сельскохозяйственного трактора, поскольку обеспечивает во-первых хороший обзор навесных машин и орудий, а с другой стороны — переднее расположение центра тяжести. Переднее расположение центра тяжести необходимо сельскохозяйственному трактору потому, что его задняя часть в процессе работы догружается весом и реакцией навесного орудия. Встречаются и иные схемы, например с передним расположением кабины и задним двигателя. Такая схема применена на промышленном тракторе Т-330. Переднее расположение кабины обеспечивает хороший обзор бульдозерного оборудования, а заднее расположение двигателя — оптимальную развесовку (ввиду того, что передняя часть догружается весом и реакцией бульдозерного отвала). Гусеничные тракторы могут иметь как рамный, полурамный или безрамный остов. Тип остова гусеничного трактора определяется его подвеской.

Рамный остов имеют тракторы с индивидуальной или парной упругой подвеской опорных катков, например тракторы ДТ-75 и Т-180. При этом узлы трактора монтируются на общей раме, представляющей собой сварную металлоконструкцию. Обычно, рама трактора состоит из двух продольных балок-лонжеронов, соединенных несколькими поперечными перемычками. Такая схема позволяет легко разбирать и собирать трактор при ремонте. Другим преимуществом рамного остова является возможность применения облегченных корпусов узлов и агрегатов, которые оказываются разгруженными от веса трактора и его тягового усилия. Однако сварная рама обладает низкой жесткостью, что вызывает относительные смещения валов узлов трактора и требует их соединения упругими муфтами или карданными шарнирами. Эти элементы обладают ограниченным ресурсом и не могут передавать большой крутящий момент.

Полурамный остов имеют тракторы с полужесткой подвеской, например Т-4 и Т-130.

Безрамный остов имеют тракторы с групповой упругой или жесткой подвеской опорных катков к балансирному брусу, например тракторы Т-330. Преимущество безрамного остова — высокая жесткость, позволяющая отказаться от упругих соединительных муфт между валами агрегатов. Недостаток безрамного остова — сложность крепления на нем навесных систем и оборудования трактора. Агрегаты тракторов с полурамным и безрамным остовом имеют в стенках картеров люки, позволяющие осматривать и ремонтировать отдельные механизмы и системы без разбора всего трактора.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: