7.1. Основні типи безступеневих автоматичних трансмісій тракторів та автомобілів

Безступеневі автоматичні трансмісії забезпечують роботу тракторів з тяговою характеристикою, яка наближена до потенційної. Двигун на всьому діапазоні тягових зусиль завантажений до номінальної потужності і працює у більш економічному режимі. При відхиленні тягового зусилля (опір с.г. машини та самопересування трактора) від номінального передаюче число трансмісії та швидкість руху трактора автоматично змінюються таким чином, що добуток Р_г · V, який визначає тягову потужність і тяговий ККД трактора, знаходиться у зоні максимальних значень.

Окрім відмічених переваг безступеневі автоматичні трансмісії тракторів і автомобілів забезпечують покращення комфортабельності і значне спрощення керування; неможливість зупинки двигуна при русі у тяжких шляхових та ґрунтових умовах; збільшення часу роботи вузлів і деталей силової передачі, коліс, гусениць та двигуна.

Найбільше застосування у серійних та дослідних тракторах і автомобілях отримали такі типи безступеневих трансмісій:

• механічні фрикційні;

• електричні та електромеханічні;

• гідродинамічні (гідромеханічні);

• гідростатичні (гідрооб'ємні).

7.1.1. Фрикційна механічна трансмісія

Безступеневі фрикційні передачі з гнучким зв'язком використовують принцип дії клинопасового варіатора.

Передавальні числа трансмісії визначаються так

середнє (поточне) (7.12)

максимальне мінімальне (7.13)

де R_ср , R_max, R_min – середні, максимальні та мінімальні радіуси шківів варіатора;

X – переміщення рухомого диска варіатора;

Β = 20^° – кут нахилу твірної диску (шківів) варіатора до вертикалі.

Діапазон регулювання визначається за залежністю

(7.14)

і для стандартних клинових пасів становить , а для широких клинових – .

Для симетричних варіаторів при відомому (призначеному) і_р зовнішній діаметр розраховується за формулою

(7.15)

де α і h – поперечний переріз паса.

Осьове зусилля пружини становить

, (7.16)

де μ = 0,22…0,25 – коефіцієнт тертя паса по шківу.

Передавальне число трансмісії (варіаторів) автоматично регулюється за допомогою гідроциліндра 27 (рис 7.1). Робоча рідина від гідросистеми трактора через регулюючий золотник 4 надходить у порожнину 27 гідроциліндра. Тиск залежить від ступеня дроселювання отвору 5 золотником 4, який з’єднаний з регулятором кількості обертів вала двигуна. Для зупинки трактора рукояткою 1 переміщають золотник 4 так, щоб отвір 5 повністю відкрився.

Тороїдно-сферична передача з хордально розміщеними роликами (передача В.А. Світозарова) відноситься до типу безступеневих фрикційних передач з безпосереднім контактом (рис. 7.2, 7.3).

Діапазон регулювання такої передачі знаходиться у межах і_р = 4…6. Діапазон регулювання додаткової коробки передач становить і_к = 2,5…3,0. Максимальне передавальне число дорівнює Мінімальне передавальне число становить .

Заміна коробки передач фрикційною передачею значно спрощує схему трансмісії.

На ведучому валу встановлено ведучий диск (шків) 1 (рис.7.2), на веденому валу співвісний з ведучим, – такий же ведений диск 2. Крутний

Рис. 7.1. Схема трактора з фрикційною автоматичною безступеневою трансмісією (УНДІМЄСГ):

1 – рукоятка зупинки трактора; 2 – рейка паливного насоса; 3 – кронштейн; 4 – золотник; 5 – дроселюючий отвір; 6 – жиклер; 7 – перепускний клапан; 8 – насос гідросистеми; 9 – важільці регулятора кількості обертів; 10 – нерухомий корпус ведучого шківа варіатора; 11 – рухомий корпус ведучого шківа варіатора; 12 – рукоятка повороту трактора; 13, 19 – ведені конічні шестерні; 14, 15, 18 – шестерні; 16, 17 – ричаг; 20 – пружина; 21 – ведуча зірочка; 22 – ведуча шестерня конічної передачі; 23 – ведений шків; 24 – шарнір; 25 – ведена шестерня конічної передачі; 26 – пружина; 27 –

гідроциліндр

Рис. 7.2. Кінематична схема трансмісії трактора з фрикційною передачею:

1 – фасонний ведучий диск; 2 – фасонний ведений диск; 3 – ролик; 4 – вісь коливання ролика

Рис. 7.3. Схема передачі В.А. Світозарова

момент від ведучого диска до веденого передається двома роликами 3. Передавальне число змінюється шляхом повороту роликів з осями навколо шарнірів 4, які є центром кругів, утворюючих поверхні дисків 1 і 2. Диски притискуються до роликів спеціальним обладнанням (на схемі не показано), яке розміщено на ведучому та веденому валах.

Передавальне число тороїдно-сферичної передачі (без урахування зміщення не ковзаючих точок) визначається за залежністю

(7.17)

де r₁, r₂ – робочі радіуси чашок (рис. 7.3);

H – відстань від вісі чашок до вісі коливання роликів;

γ – кут між радіусами сфери і ролика у місці контакту;

δ – кут повороту роликів (при уповільненій передачі +δ, при прискореній, – -δ).