Коробки передач, раздаточные коробки, ходоуменьшители тракторов и автомобилей. Учебное пособие

При переходе с нейтрального положения на I передачу (рис. 25, б) золотник 2 поворачивается на одно положение, а золотник 5 остается в том же положении (благодаря наличию свободного поворота золотников). При этом масло имеет следующий путь:

т.е. происходит включение фрикциона I передачи (Ф1) и заряд правой полости гидроаккумулятора (Гп).

При переходе с I на II передачу (рис. 25, в) путь масла будет: а) для включенной передачи:

При переходе со II на III передачу (рис. 25, г) путь масла: а) для включенной передачи:

При переходе с IV на III передачу (рис. 25, д) путь масла: а) для включенной передачи:

При переходе с III на II передачу (рис. 25, е) путь масла: а) для включенной передачи:

51

Аналогичным образом осуществляется работа распределителя и энергоаккумулятора для других включаемых передач.

Процесс переключения передач можно рассматривать по графику изменения давления во включаемой и выключаемой гидрофрикционных муфтах (рис. 26, а). Выключенная муфта получает подпитку от одной из полостей гидроаккумулятора. Муфта и гидроаккумулятор разряжаются через дроссель золотника и давление уменьшается по линии CF. Давление во включенном фрикционе и в другой полости гидроаккумулятора будет повышаться по линии ВД. При этом время перекрытия передач, т.е. время, когда две передачи включены одновременно, составит t3.

Рисунок 26 – Процесс переключения передач (а) и схема центробежного клапана (б) КП трактора МТЗ-80А

Для снижения времени перекрытия передач и обеспечения полного выключения фрикционных муфт в нажимных дисках фрикционов

52

установлено по два центробежных ( ускорительных ) шариковых клапана (рис. 26, б). На шарик действует центробежная сила Рц и сила давления масла Ра. При падении давления Ра в выключенном фрикционе значение составляющей силы Рах будет уменьшаться. Когда Рцх > Рах шарик, выкатившись из гнезда, откроет канал и выпустит из выключенного фрикциона оставшееся масло. Поэтому давление в фрикционе резко упадет по линии АЕ (рис. 26, а) и снизит время перекрытия передач.

КП трактора МТЗ-100/102 (рис. 27) имеет шесть диапазонов переднего и два диапазона заднего хода, управляемые зубчатыми муфтами. В каждом диапазоне можно получить по четыре передачи без разрыва потока мощности. В КП предусмотрена возможность дополнительной установки гидроуменьшителя.

Гидравлическая схема и механизм управления КП тракторов МТЗ100/102 аналогичны схеме трактора МТЗ-80А.

Гидроходоуменьшитель тракторов МТЗ-100/102 (рис. 28) пред-

назначен для получения «ползучих» технологических скоростей движения. Он позволяет бесступенчато изменить скорость движения в пределах передачи пониженных диапазонов. Ходоуменьшитель увеличивает передаточное число трансмиссии на передачах первого, второго диапазонов заднего и первого, и третьего диапазонов переднего ходов. При этом направление движения изменяется на противоположное.

Синхронизированная КП тракторов МТЗ-100/102 выполнена на базе шестидиапазонной КП с переключением передач под нагрузкой и имеет такое же число диапазонов и передач. В синхронизированной КП гидрофрикционные муфты заменены синхронизаторами, установленными на первичном валу. Вместо механизма управления распределителем введен механизм управления синхронизаторами.

Гидравлическая схема ходоуменьшителя включает в себя насос 5, дроссель 4 с предохранительным клапаном, маслозаборник, маслопроводы. Насос предназначен для создания момента сопротив-

53

ления вращению коронной шестерни 3. С помощью дросселя регулируется расход масла и предохраняется гидросистема от перегрузок (максимальное давление 14,7 МПа).

Рисунок 27 – Кинематическая схема КП тракторов МТЗ-100/102

54

Поток масла, сходящий с лопаток насосного колеса 1, воздействует на профилированную поверхность лопаток турбинного колеса 2 и передает часть энергии этому колесу. Направление абсолютной скорости потока жидкости Va', сходящего с лопаток турбинного колеса, не остается постоянным и зависит от частоты вращения турбинного колеса ωт. С лопаток турбины масло поступает на лопатки реактивного колеса 3.

Каждое рабочее колесо закреплено на своем валу. Крутящие моменты на насосном (Мн) колесе и реакторе (Мр) направлены в одну сторону. Момент на турбинном колесе (Мт) определяется по формуле:

Мт = Мн + Мр.

Чем больше нагрузка, тем меньше угловая скорость турбины ωт по сравнению с угловой скоростью насоса ωн, тем больше момент Мт. Поток масла, сходящий с лопаток турбины, будет воздействовать на вогнутую поверхность лопаток реактора (Va') и стремиться вращать реактор в сторону, противоположную вращения турбины. Однако реактор в эту сторону вращаться не будет, т.к. обгонная муфта заклинивается. В случае остановки турбины, когда ωт = 0, момент Мт достигает максимального значения. При этом коэффициент скольжения, который определяется по формуле S = (ωн - ωт)/ ωн , будет равен 1.

По мере повышения ωт величины Мт и S уменьшаются. Следует отметить, что проскальзывание гидротрансформатора является необходимым условием передачи мощности от насоса к турбине. Если ωт = ωн, т.е. (S = 0), то мощность от насоса к турбине не передается и момент Мт =0.

При большом значении ωт поток масла, сходящего с лопаток турбины, воздействует на выпуклые (тыльные) стороны лопаток (Va''') и момент реактора меняет направление. Муфта свободного хода при этом расклинивается и реактор начинает вращаться в том же направлении, что и турбина. Трансформатор переходит на режим

57

гидромуфты, при этом величина передаваемого момента не изме-

няется (Мт = Мн, т.к. Мр = 0).

Рассмотренный трехэлементный гидротрансформатор, реактор которого имеет муфту свободного хода, называется комплексным. Так как между насосом и турбиной нет жесткой связи, то различают: кинематическое передаточное число гидротрасформатора Iгт = ωт /ωн = 1 - S; силовое передаточное число, или коэффициент трансформации Кгт = Мт / Мн; КПД гидротрансформатора, представляющий собой отношение мощности, снимаемой с турбины (Nт), к мощности, подведенной к насосу (Nт), т.е.

Из выражения следует, что по мере увеличения передаточного числа Iгт (при снижении нагрузки) КПД гидротрансформатора сначала возрастает от нуля до максимального значения, а затем снова уменьшается до нуля. Для повышения КПД при Кгт = 1 гидротрансформатор иногда блокируют, соединяя насосное и турбинное колеса с помощью фрикционных или зубчатых муфт.

Гидромеханическая трансмиссия трактора ДТ-75С (рис. 30)

включает гидротрансформатор и ступенчатую КП. Гидротрансформатор ЛГ-400-35-одноступенчатый, комплексный, двухреакторный, активный, диаметр колес 400 мм, максимальный коэффициент трансформации Кгт = 3,3. Максимальный КПД на режиме трансформации крутящего момента - 0,9; передаточное число при переходе на режим гидромуфты - 0,85...0,87. Блокировка гидротрансформатора осуществляется зубчатой муфтой. Наличие двух колес реактора, каждое из которых установлено на муфте свободного хода, позволяет получить приемлемый показатель изменения КПД гидротрансформатора.

При максимальных тяговых усилиях (40...80 кН) и скорости движения от 0 до 7,5 км/ч оба колеса реактора заклинены. В интервале тяговых усилий 12,5...40,0 кН и скорости движения 7,5...17,5 км/ч колесо первого реактора расклинивается и начинает вращаться

58

вместе с турбинным колесом. На транспортном режиме, когда тяговое усилие на крюке находится в интервале от 0 до 12,5 кН при скорости движения 17,5 км/ч, вращаются оба колеса реактора. Гидротрансформатор рассчитан на длительную работу в режиме трансформации и оборудован системами подпитки, охлаждения и фильтрации масла.

Рисунок 30 – Кинематическая схема гидромеханической трансмиссии трактора ДТ-175С

КП трактора ДТ-175С отличается от КП трактора ДТ-75 возможностью передачи большего крутящего момента меньшим количест-

59

вом передач. КП - механическая, четырехвальная, обеспечивает получение двух рабочих, двух технологических (пониженных) передач и одну передачу заднего хода, работа на которых осуществляется с разблокированным гидротрансформатором.

Ходоуменьшитель - двухступенчатый, обеспечивает получение двух «ползучих» передач переднего хода. В КП предусмотрено две системы блокировки: с муфтой сцепления и с системой пуска пускового двигателя, которая позволяет производить пуск двигателя только при нейтральном положении рычага КП. Замковое устройство - система разделительных планок.

В трансмиссии трактора применена система смазки разбрызгиванием с принудительной циркуляцией масла, осуществляемой шестеренчатым насосом НШ 10Е-З-Л - левого вращения с приводом от вала насосного колеса гидротрансформатора.

3 КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ И РАЗДАТОЧНЫЕ КОРОБКИ АВТОМОБИЛЕЙ

3.1 Механические коробки передач

На автомобилях с механической трансмиссией применяются КП с числом ступеней 3...16 (редко более 16); 3...5 ступеней имеют КП легковых автомобилей , 4...7 ступеней - грузовых. КП с числом ступеней 8 и более применяются на тягачах автопоездов. Большинство КП выполняются однопоточными, так что через каждое зубчатое зацепление включенной передачи проходит вся передаваемая мощность. КП, у которых мощность передается двумя или более параллельными механическими потоками, применяются редко, т.к. увеличение количества потоков приводит к усложнению конструкции.

Основные кинематические параметры КП: диапазон передаточных чисел (переднего хода) - Iк; число ступеней; передаточное число высшей передачи - Iв. Высшей передачей в соосных КП является прямая передача (Iв = 1), или ускоряющая (Iв < 1).

60