Типы трансмисии и основные требования к ним

Механизмы, передающие крутящий момент от двигателя к ведущим органам являются трансмиссией. Трансмиссия трактора состоит из следующих узлов: муфты сцепления, коробки передач, карданных ва­лов, заднего моста (главная передача), тормоза заднего моста, механизмов управления и бортовых (конечных) передач.

Основное назначение трансмиссии - передача энергии двигателя ведущим органам и обеспечение необходимого увеличения крутящего момента двигателя и изменение его в заданных пределах.

Трансмиссии различаются главным образом способом изменения крутящего момента. Существуют трансмиссии с электрическим, гидравлическим и механическим преобразованием момента. Следует отметить, что первые две передачи в чистом виде обычно не применяются –так как в системе имеются зубчатые коробки передач, дополнительные 2-х или 3-х ступенчатые коробки передач, включенные последовательно или параллельно с гидравлическими или электрическими агрегатами. Поэтому такие передачи называются гидро- или электромеханические.

Электрическая передача – обычно состоит из силового генератора, приводимого во вращение ДВС, и тягового электродвигателя. Тяговый двигатель, получающий электроэнергию от генератора, приводит во вращение ведущие органы машины через главную передачу и другие механизмы трансмиссии.

Электрическая передача обладает замечательными свойствами – плавно и бесступенчато изменять силу тяги.

Недостатки:

1. КПД ее намного ниже, чем у механических, что объясняется двукратной трансформацией энергии.

2. Масса электротрансмиссии достигает 11-16 кг/кВт и превышает намного массу механических. Но масса электротрансмиссии несколько снижается, а КПД повышается с ростом передаваемой мощности, поэтому эти передачи имеет смысл применять только на тракторах большой мощности.

Гидравлическая передача – энергия передается замкнутым потоком рабочей жидкости.

Если энергия передается за счет изменения статического напора жидкости (10-30 МПа), а скорость потока жидкости при этом невелика до 3…4 м/с, то передача называется гидрообъемной. Если энергия передается за счет кинетической энергии жидкости, то она называется гидродинамической. В них обычно скорость потока жидкости велика(до 20-30 м/с), а давление 0.3-0.4 МПа. Двукратная трансформация энергии, присущая этим передачам, и неминуемые при этом потери снижают их КПД по сравнению с механическими. Однако гидропередачи обладают полной или частичной автоматичностью и бесступенчатостью изменения крутящего момента, обеспечивают плавность разгона, снижают ударные нагрузки и облегчают управление машиной.

Механическая передача – инерционные, импульсные, фрикционные и шестеренные передачи. В первых 3-х передачах передаточное число трансмиссии изменяется бесступенчато, шестеренные же передачи изменяют его ступенями.

Ввиду сложности и недолговечности, низкого кпд, невыгодной для тяговых машин характеристики инерционные и импульсные на автомобилях и тракторах не применяются.

Несмотря на значительные недостатки (ступенчатость, трудность управления, ударные нагрузки и пр.) наибольшее распространение получили шестеренные механические передачи, т.к. они надежны, обладают высоким кпд, сравнительно малой массой (3-6 кг/кВт.). Например, кпд коробки передач 0.96-0.97, а всей трансмиссии трактора 0.88-0.92.

В силу специфики условий работы лесотранспортных машин к их трансмиссиям предъявляется ряд дополнительных требований: трансмиссии этих машин должны иметь устройства, облегчающие переключение передач; сцепление должно быть рассчитано на частое трогание с места и разгон больших масс; подвод мощности к лебедке и другим агрегатам технологического оборудования.

СЦЕПЛЕНИЯ

(самоподготовка)

Сцепление предназначено для кратковременного разобщения двигателя от трансмиссии при пуске двигателя, переключении передач и торможении автомобиля, а также для плавного соединения двигателя с трансмиссией при трогании автомобиля с места и после переключения передач. При движении сцепление используется для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач. По числу ведомых дисков сцепления делят на одно- и двухдисковые, а по расположению пружин – с периферийным расположением пружин и с центральной пружиной - рисунок 23.

По конструкции механизма привода сцепления могут быть с механическими, гидравлическими, пневматическим и электрическим приводом. Управление приводом может быть автоматическим или ручным.

По способу передачи крутящего момента М_кр сцепления делятся на фрикционные и гидравлические. О гидравлических (гидромуфтах) речь пойдет ниже.

Рисунок 23 Схемы сцеплений: а - однодисковое; б - двухдисковое

По способу создания давления на поверхности трения различают пружинные (постоянно замкнутые) или рычажно-пружинные (непостоянно замкнутые) сцепления, электро- магнитные - давление создается электромагнитами (эти сцепления применяются в случае полной автоматизации управления); центробежные – давление создается нажатием пружин и центробежными силами специальных грузов (иногда на легковых автомобилях). На лесотранспортных машинах применяются первые два типа. При выборе типа нажимного механизма руководствуются назначением трактора и условиями его эксплуатации.

По количеству силовых потоков – однопоточные и двухпоточные (комбинированные) – сочетание главной муфты сцепления и муфты сцепления ВОМа.

Они бывают с раздельным управлением и совмещенным.

Иногда хорошо работающее сцепление переносят вместе с двигателем на другую машину и оно начинает быстро выходить из строя, несмотря на то, что максимальный момент, подводимый к нему двигателем, не изменился. При этом особенно резко сказывается влияние веса машины и перевозимого груза. Поэтому критерием срока службы является не суммарная, а удельная работа буксования, т.е. величина ее, приходящаяся на единицу поверхности трения.