книги из ГПНТБ / Боевые колесные машины (армейские автомобили и бронетранспортеры) учебник

Г Л А В А III

ТРАНСМИССИЯ

§ 1. СХЕМЫ КОМПОНОВКИ И ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ТРАНСМИССИИ

Трансмиссией называется совокупность механизмов, через ко­ торые энергия двигателя передается к движителю колесной маши­ ны -ведущ им колесам. В трансмиссии осуществляется преобразо­ вание (трансформация) крутящего момента и распределение его между ведущими колесами.

Характер и диапазон преобразования крутящего момента, а также распределение его между ведущими колесами должны обеспечивать машине возможность движения в различных дорож­ ных условиях.

В зависимости от типа передач, применяемых для трансформа­

н и р о в а и и о й (гидромеханической, электромеханической).

По характеру изменения передаточного числа трансмиссия бы­ вает с т у п е н ч а т о й , б е с с т у п е н ч а т о й и к о м б и н и р о в а н -

II о й.

Бесступенчатое (плавное) изменение передаточного числа в определенном диапазоне позволяет получить гидравлические (гид­ ростатические и гидродинамические), электрические передачи и некоторые виды механических передач (фрикционные и импульс­ ные) .

На армейских колесных машинах в основном применяется ме­ ханическая ступенчатая трансмиссия. Небольшое применение, глав­ ным образом с целью облегчения управления и улучшения дина­ мических качеств машины, имеет комбинированная гидромехани­ ческая трансмиссия.

Схемы трансмиссий отличаются разнообразием и зависят от числа и расположения ведущих колес и двигателя, а также от назначения машины.

Основными механизмами механической ступенчатой трансмис­ сии колесной машины, имеющей одну ведущую ось, являются сцеп­ ление, коробка передач, главная передача, межколесный диффе­ ренциал, валы привода ведущих колес (полуоси).

122

Д в у х о с н ы е автомобили с ведущими колесами задней осп наиболее часто имеют схему компоновки механизмов, показанную на рис. 3.1, а. От двигателя 1, установленного в передней части машины, крутящий момент через сцепление 2 передается к ко­ робке 3 передач, которая служит в основном для изменения в ши­ роком диапазоне крутящего момента, подводимого к колесам, и скоростей движения машины.

Сцепление позволяет временно разобщить двигатель и транс­

той коробки передач с неподвижными осями валов. Сцепление и коробка передач обычно соединены в один агрегат с двигателем и образуют силовой агрегат, который укрепляется на корпусе или раме машины через упругие опоры.

В главной передаче 5 увеличивается крутящий момент, кото­ рый далее через дифференциал, -установленный у главной переда­ чи, и валы привода колес (полуоси) подводится к ведущим коле­ сам. Дифференциал в этом случае распределяет крутящий момент между левым и правым колесами оси, позволяя им иметь различ­ ные скорости вращения (межколесный дифференциал).

Главную передачу, дифференциал и полуоси часто размещают в общем жестком картере, образуя жесткий ведущий мост 6. Так как при деформациях упругого элемента подвески ведущий мост перемещается относительно рамы, крутящий момент от ко­ робки передач к главной передаче передается с помощью кардан­ ной передачи 4, состоящей из валов и карданов.

Под картером главной передачи жесткого ведущего моста при зависимой подвеске трудно получить большой дорожный просвет, а зазор между мостом и кузовом, необходимый для их от­ носительного перемещения, увеличивает общую высоту ма­ шины.

При независимой (индивидуальной) подвеске колес, когда жест­ кой балки моста нет, главная передача с дифференциалом укреп­ ляется на раме, а привод колес осуществляется обычно кардан: ными передачами 7 (рис. 3.1, б). При этом высота машины может быть снижена, а дорожный просвет увеличен.

При размещении двигателя в задней части машины и при зад­ них ведущих колесах (например, у некоторых легковых автомо­ билей) подвеска колес обычно выполняется независимой. В этом случае в один агрегат, укрепляемый на раме, объединяют двига­ тель, сцепление, коробку передач и главную передачу с межко­ лесным дифференциалом.

Подобную компоновку трансмиссии имеют также автомобили с передним расположением двигателя и передними ведущими ко­ лесами.

Трансмиссия колесной машины высокой проходимости должна обеспечивать возможность изменения тягового усилия на колесах и скорости движения в более широком диапазоне, чем у машин ограниченной проходимости, а также подводить крутящий момент

123

ко всем колесам машины. В трансмиссию таких машин вводится раздаточная коробка 8 (рис. 3.1,в), от которой крутящий момент распределяется между главными передачами ведущих мостов. Раздаточная коробка обычно является одновременно дополнитель­ ной коробкой передач, увеличивающей число передач и диапазон изменения передаточного числа в трансмиссии.

Передний ведущий мост 9 кроме главной передачи, дифферен­ циала и полуосей в приводе передних колес имеет специальные карданы, обеспечивающие возможность подведения к колесам кру­ тящего момента при их повороте на различные углы относительно шкворней, так как колеса переднего моста выполняются поворот­ ными (управляемыми).

В раздаточных коробках иногда устанавливается дифференци­ ал, распределяющий момент между ведущими осями (межосевой дифференциал).

На рис. ЗЛ, г показана схема компоновки трансмиссии автомо­

При такой схеме главной передачи крутящий момент постоян­ но увеличивается в основном в колесных редукторах, что позволя­ ет уменьшить размеры центрального редуктора и дифференциала и увеличить дорожный просвет машины. Однако введение колес­ ных редукторов усложняет трансмиссию и снижает коэффициент ее полезного действия.

В трансмиссиях т р е х о с н ы х колесных машин крутящий мо­ мент к среднему и заднему ведущим мостам может передаваться от одного вала дополнительной или раздаточной коробки кардан­ ными передачами последовательно к главной передаче среднего моста и от нее к главной передаче заднего моста (рис. 3.2, а, б, в) или от разных валов отдельными карданными передачами (рис. 3.2, г). В первом случае в ведущих мостах применяются бо­ лее сложные главные передачи с проходными ведущими валами. Если трехосный автомобиль имеет только два ведущих моста, в трансмиссии может устанавливаться дополнительная коробка пе­ редач 4 (рис. 3.2, а) только для увеличения диапазона передаточ­ ного числа и числа передач в трансмиссии. Иногда трансмиссия таких машин имеет раздаточную коробку, от которой осуществля­ ется привод среднего и заднего мостов.

В раздаточных коробках трехосных машин со всеми ведущими колесами предусматривается устройство для выключения привода переднего моста (ЗИЛ-131 и др.) ' или' устанавливается межосёвой дифференциал 12 (рис. 3.2, в), распределяющий крутящий момент в определённой пропорции - между передним и двумя зад­ ними ведущими мостами. При раздельном приводе среднего и заднего мостов (рис. 3.2, г) в раздаточной коробке может уста­ навливаться межосевой дифференциал, распределяющий крутя-

124

6

125

6

г

Рис. 3.2. Схемы компоновки трансмиссий трехосных автомобилей:

126

mini момент между валами привода этих мостов (КрАЗ-255Б и

ДР-)-

Колесные машины со всеми ведущими осями для повышения проходимости часто снабжаются лебедками 7. Привод к лебедке осуществляется от двигателя 1 машины через коробку 9 отбора мощности, которая устанавливается на коробке передач или на раздаточной коробке 10.

Бронированные колесные машины (БТР, БРДМ и др.) часто имеют схемы трансмиссии, отличающиеся от автомобильных, вследствие предъявляемых к ним специальных требований.

Р и с . 3.3. Схема компоновки трансмиссии БРДМ:

На рис. 3.3 показана с х е м а к о м п о н о в к и т р а н с м и с с и и БРДМ. Двигатель 4 со сцеплением 5 и коробкой 6 передач уста­ новлен в передней части корпуса. От коробки передач крутящий момент передается карданной передачей 8 к раздаточной короб­ ке 9 и от последней подводится к главным передачам переднего 3 и заднего 12 мостов.

Чтобы обеспечить преодоление машиной окопов и других пре­ пятствий, между колесами мостов с каждой стороны установлено по две пары опускающихся дополнительных ведущих колес 15. Привод этих колес выполнен от специальной коробки отбора мощ­ ности карданными и цепными передачами. Дополнительные коле­ са опускаются только на время преодоления машиной препятст­ вия.

127

to

DO

3

Рис. 3.4. Схема компоновки трансмиссии бронетранспортера БТР-60П:

Для движения иа воде БРДМ имеет специальный водоходный

каждого из двигателей через сцепления 8, коробки 6 передач, раз­ даточные коробки 5 и карданные передачи осуществлен привод двух ведущих мостов, из которых передний имеет управляемые колеса. Каждый ведущий мост имеет центральный редуктор 4 главной передачи с межколесным дифференциалом, колесный ре­ дуктор 3 и карданные передачи 2 их привода (подвеска колес бронетранспортера независимая). Карданы привода редукторов первой и второй осей обеспечивают также возможность поворота управляемых колес. Колесные редукторы позволили увеличить дорожный просвет.

Межосевых дифференциалов в трансмиссии бронетранспортера нет; в раздаточных коробках предусмотрены механизмы выключе­ ния передних мостов. При движении по хорошим дорогам крутя­ щий момент от каждого из двигателей подводится к колесам толь­ ко одного ведущего моста.

Все агрегаты и механизмы трансмиссии бронетранспортера, за исключением колесных редукторов и карданных передач их при­ вода, размещены внутри герметичного корпуса, обеспечивающего машине плавучесть. Размещение большинства агрегатов трансмис­ сии в корпусе позволило получить практически ровное днище кор­ пуса.

Водоходный движитель бронетранспортера — водомет 12 — приводится в действие от обоих двигателей через коробки 7 отбо­ ра мощности, карданные передачи и редуктор 11 водомета. '

Плавающие бронированные колесные машины с целью повы­ шения проходимости и, в частности, на случай преодоления ими

ленчатого вала двигателя передается к коробке передач. Оно устанавливается обычно в случае применения в трансмиссии сту­ пенчатой коробки передач.

Сцепление предназначено для временного разобщения двига-' теля и трансмиссии при переключении передач в коробке с целью

ослабления удара между зубьями соединяемых шестерен или муфт и последующего плавного соединения двигателя с трансмис­ сией. Плавное, регулируемое водителем соединение работающего двигателя с трансмиссией позволяет получить постепенное нара­

величины сцепление предохраняет трансмиссию от перегрузок инерционными моментами (например, при резком изменении ско­ рости движения машины).

Сцепление используется также для рассоединения двигателя и трансмиссии при торможении и при пуске холодного двигателя при низких температурах.

В соответствии с назначением к сцеплению предъявляются следующие требования:

— полное рассоединение двигателя и трансмиссии при выклю­ чении сцепления (полнота выключения);

—максимальное снижение ударных нагрузок на зубья шесте­ рен и муфт в момент включения передач в коробке;

—плавное, регулируемое водителем нарастание передавае­ мого сцеплением момента при включении (плавность включения сцепления);

—предохранение трансмиссии от чрезмерных динамических

нагрузок;

— небольшая затрата физических усилий на управление сцеп­ лением (небольшое усилие на педали при выключении сцепления, ограниченный максимальный ход педали).

Фрикционное сцепление устанавливается в случае применения в трансмиссии машины коробки передач с неподвижными осями валов. Для переключения передач в такой коробке необходимо полное рассоединение двигателя и трансмиссии.

Фрикционные сцепления, устанавливаемые на современных колесных машинах, по своей конструкции весьма разнообразны.

Трущиеся (рабочие) поверхности сцеплений выполняются в основном плоскими в виде дисков ( д и с к о в ые сцепления) или, весьма редко, конусными ( к о н у с н ые сцепления).

Независимо от типа и сложности устройства любое сцепление состоит из ведущих и ведомых частей, силового элемента и меха­ низма выключения с приводом управления. К ведущим частям относятся детали сцепления, постоянно связанные с коленчатым валом двигателя, к ведомым—детали, постоянно связанные с валом коробки передач.

Силовым элементом является устройство, обеспечивающее сжатие трущихся поверхностей сцепления. Трущиеся поверхности

130

или электромагнитными силами ( э л е к т р о м а г н и т н о е сцеп­ ление).

Пружинные сцепления выполняются с несколькими пружина­ ми, равномерно расположенными по окружности в один или два ряда (периферийными), или с одной, реже двумя, центральными пружинами.

На армейских автомобилях и бронированных колесных маши­ нах в основном применяются пружинные сухие дисковые сцепле­ ния с одним или двумя ведомыми дисками. Сцепления выполня­

меняется на машинах всех типов и назначений, снабженных быстроходными (в основном карбюраторными) двигателями, раз­ вивающими на коленчатом валу относительно небольшой крутя­ щий момент.

Д в у х д и с к о в о е сцепление (с двумя ведомыми дисками) применяется в основном на тяжелых машинах, двигатели кото­ рых развивают большой крутящий момент. Двухдисковое сцепле­ ние, имеющее в два раза большую поверхность трения при оди­ наковых с однодисковым сцеплением размерах дисков и силе их сжатия, может передавать практически в два раза больший кру­ тящий момент.

Максимальный момент, передаваемый сцеплением, зависит от силы сжатия дисков, размеров дисков (среднего диаметра), числа трущихся поверхностей и коэффициента трения между ними. Чем больше указанные величины, тем больший крутящий момент мо­ жет быть передан через сцепление. Диаметр дисков ограничи­ вается размерами маховика двигателя, на котором устанавли­ вается сцепление, а силу сжатия дисков (например, усилие пру­ жин) приходится ограничивать, чтобы не вызвать чрезмерную затрату усилий на управление сцеплением.

Управление сцеплением может быть автоматическим, полуав­ томатическим или неавтоматическим. При автоматическом уп­ равлении включение и выключение сцепления обычно осуществ­ ляется перемещением педали подачи топлива; выключение неко­ торых типов сцеплений производится рычагом переключения пере­ дач в коробке.

Включение и выключение неавтоматизированного сцепления осуществляется с помощью специального привода управления, связывающего сцепление с педалью.

Гидравлическое сцепление (гидромуфта) обычно устанавли­ вается в случае применения в трансмиссии коробки передач с подвижными осями валов (планетарного типа), для .переключе­ ния передач в которой не требуется полного разобщения двига­ теля и трансмиссии.

Иногда на машинах, имеющих коробку передач с неподвиж­ ными осями валов, устанавливают последовательно два сцепле­