Устройство и работа гидромеханической передачи лазнами-035. Ответ иллюстрировать схемой.
С 1963 г. Львовскийй автобусный завод (ЛАЗ) начал выпускать спроектированную этим заводом совместно с НАМИ гидромеханическую передачу ЛАЗ-НАМИ-035. Эта ГМП была рассчитана для работы с карбюраторным двигателем мощностью 150-200 л.с. и крутящим моментом 40-50 кГм. С этой ГМП были выпущены десятки тысяч автобусов ЛиАЗ-677.
В ГМП применен удачно спроектированный в НАМИ (С.М.Трусов) ГДТ, послуживший прототипом для многих ГДТ в других ГМП. В ГМП ЛАЗ-НАМИ-035 использовался ГДТ с максимальным коэффициентом трансформации К0=3.2.
ГМП ЛАЗ-НАМИ-035 - двухступенчатая. Передаточное число первой передачи - 1,79; второй передачи - 1,00; заднего хода - 1,71. ГДТ может блокироваться. Конструкция ГМП показана на рис.3.2.
Конструкция ГМП ЛАЗ-НАМИ-035 послужила базой для ряда модификаций ГМП, в том числе для автобусов с дизельными двигателями.
Имеется и вариант трехступенчатой ГМП.
Рис. 3.1 Конструкция ГМП ЛАЗ – НАМИ - 035
Впервые в практике отечественного автостроения отечественная конструкция послужила прототипом для зарубежной ГМП.
НАМИ совместно с научно-исследовательским институтом автомобилей УВМВ (ЧССР) и заводом "Прага" (ЧССР) разработали гидромеханическую передачу НАМИ-"Прага" 2М-70 для гордских автобусов большой вместимости, снабженных дизельным двигателем мощностью 180-200 л.с. при 2100 1/мин с крутящим моментом 70-80 кГм.
Эта ГМП (рис.19 и 20) выпускалась заводом "Прага" с 1967 г.
Рис. 3.2 Конструкция ГМП НАМИ-"Прага" 2М-70
В условиях интенсивного городского движения переключение передач на маршрутных автобусах осуществляется через каждые 15-30 с, что сильно утомляет даже высококвалифицированного водителя. Для облегчения труда водителя применяют гидромеханическую коробку передач, которая полностью освобождает водителя от работы педалью сцепления и рычагом переключения передач. Эту работу выполняет автомат.
Гидромеханическая передача позволяет плавно трогаться с места, быстрей развивать скорость с места и увеличивает срок службы двигателя, карданной передачи и задних мостов в 1.5 - 2 раза.
Гидромеханическая коробка передач служит дольше механической коробки в 2 – 3 раза. Наряду с положительными качествами гидромеханическая коробка передач имеет ряд недостатков, а именно: сложная конструкция, требующая серьезных знаний по ее эксплуатации и техническому обслуживанию; увеличенная масса, меньший коэффициент полезного действия (при заблокированном гидротрансформаторе равен 93 – 96%).
Гидромеханическая коробка ЛАЗ-НАМИ-035 состоит из гидротрансформатора и редуктора вального типа, системы маслопитания и электропривода. На автобусе ЛиАЗ-677 гидромеханическая коробка соединяется с двигателем через переднюю опору, на автобусе ЛАЗ-698 – непосредственно с маховиком.
Гидротрансформатор служит для бесступенчатого изменения крутящего момента и передачи его на ведущий вал коробки передач, а также дял плавного трогания автобуса с мета без пробуксовки колес. Гидротрансформатор выполняет роль механизма сцепления и частично роль коробки передач, изменяя крутящий момент до 3,2 раза. Картер гидротрансформатора и его колеса выполнены из алюминиевого сплава. Гидротрансформатор обеспечивает автоматически, без переключения передач соответствие между силой тяги на колесах движущегося автомобиля и сопротивления движению.
Для понимания принципа работы гидротрансформатора вспомним работу водяной турбины. Струя жидкости, ударяясь о лопасти колеса, вращает его, т.е. энергия напора жидкости превращается в кинетическую энергию. Если представить себе обратную картину – лопастное колесо вращается от какого-то построенного двигателя, - то тогда, наоборот, колесо будет сообщать кинетическую энергию жидкости, находящейся на лопатках колеса, и чем больше центробежная сила, которая зависит от скорости вращения колеса, тем больше скоростной напор жидкости.
На этом принципе и основана работа гидротрансформатора. Гидротрансформатор (рис.3.3 ) имеет четыре рабочих колеса: насосное колесо 4, соединенное с входным валом 1, или с маховиком двигателя; турбинное колесо 3, соединенное с выходным валом 7, закрепленным на шлицах ведущего вала коробки передач; два колеса реактора 5, установленные на неподвижном валу через муфту свободного хода.
Рис. 3.5 Гидротрансформатор
а – схема ; б – общий вид
Муфта свободного входа подобно муфте привода включения стартера дает возможность реактору вращаться в одну сторону свободно, а в другую заклинивает его.
На внутренних поверхностях колес гидротрансформатора установлены криволинейные лопатки, наклон которых у разных колес различен. Расположенные рядом четыре колеса образуют тор – замкнутую по окружности полость круглого сечения, расположенную в корпусе 2, внутри которой циркулирует масло. Снаружи корпус 2 закрыт стенкой картера 6.
При работе двигателя вместе с входным валом 1 вращается насосное колесо 4. лопатки насосного колеса отбрасывают масло на лопатки турбинного колеса 3. С лопаток турбинного колеса масло поступает на лопатки колес реактора 5, которые заклинены. Ударяясь о лопатки колес реактора, струя масла меняет свое направление. При этом создается реактивная сила, которая прибавляется к силе напора жидкости насосного колеса и этим увеличивает крутящий момент на турбинном колесе 3. при неподвижном турбинном колесе на него действует наибольшее давление жидкости и происходит наибольшее увеличение крутящего момента. Поэтому наибольший крутящий момент на турбинном колесе будет при трогании автобуса с места, когда турбинное колесо вращается медленно, а сила напора жидкости насосного колеса и колеса реактора, складываясь, давит на турбинное колесо.
По мере разгона автобуса скорость вращения турбинного колеса увеличивается, так как оно уходит от струи жидкости, значит, уменьшается и крутящий момент на турбинном колесе. В определенный момент скорости вращения турбинного и насосного колес почти выравниваются. Направление потока жидкости на лопатки реактора изменяется в противоположном направлении, и реактор расклинивается с муфтой свободного хода, вращаясь вместе с турбинным и насосным колесами. Трансформатор переходит на режим работы гидромуфты. На этом режиме реактор, свободно вращается в масле, не влияет на направление движения масла. Масло, попадая на лопатки насосного колеса в центре, перемещается к наружной окружности лопаток, а оттуда, попадая на лопатки турбины, движется от наружной окружности к центру. Создающийся при этом напор вращает турбину. Крутящий момент на турбинном колесе в этот момент несколько ниже, чем на насосовом колесе, так как между колесами отсутствует жесткая связь, что приводит к некоторому проскальзыванию их. Для увеличения коэффициента полезного действия гидротрансформатора на прямой передаче насосное 5 и турбинное 3 колеса блокируются фрикционом 2 (рис.3.4 ).
Рис. 3.6 Схема гидромеханической коробки передач ЛАЗ – НАМИ - 035
Если при движении автобуса увеличивается сопротивление движению (подъем), скорость вращения ведущих колес уменьшается, а следовательно, медленнее вращается и турбинное колесо, направление потока масла, выходного из турбинного колеса, изменяется в строну заклинивания реактора и крутящий момент на турбинном колесе вновь увеличивается.
Рассматриваемый гидротрансформатор изменяет крутящий момент максимально в 3,2 раза что не достаточно для различных условий движения автобуса, поэтому он работает совместно с двухступенчатой механической коробкой, которая дополняет изменение крутящего момента.