Приводи багатофункціонального призначення транспортера-тягача МТ-С

Конструктивно існують типи механізмів передач і повороту, які забезпечують можливість повороту машини з будь-яким радіусом на кожній передачі (від мінімального до нескінченності), так звані механізми повороту з безступінчастим радіусом повороту. Це досягається, в основному, застосуванням в трансмісіях регульованих об'ємних гідропередач.

Принципово тут можна здійснити безступінчастий поворот за двома схемами [1]:

- шляхом установки об'ємних гідромеханізмів для передачі частини потужності тільки для зміни частоти обертання бортових передач;

- шляхом установки гідромеханізмів для передачі всієї потужності і регулювання в цілому швидкісного руху машини.

В останньому випадку потрібно застосування об'ємних гідромеханізмів великої потужності.

За першою схемою здійснений поворот транспортера-тягача МТ-С (рис. 4.9).

Головним елементом системи багатофункціональних приводів шасі є механізм передач і повороту. Він являє собою єдиний агрегат, що з узгоджувального редуктора гідротрансформатора 4 з фрикціоном блокування, планетарної коробки передач 3 з реверсивним механізмом вихідного редуктора 11, підсумованих планетарних рядів 2 і 6, об'ємного гідромеханізму повороту 12 з приводом 10 на підсумовані планетарні ряди.

МПП пріфланцован до двигуна 9, від якого здійснюється також привід до насоса об'ємного гідромеханізму повороту через редуктор 8.

Від МПП потужність передається через бортові редуктори 1 і 7 до ведучих коліс, через редуктор 5, якій узгоджує потоки, і редуктор відбору потужності 15 до механізмів монтируемого на шасі обладнання, через редуктор 8 до компрессора 17, а через редуктор 13 до стартеру-генератору 14.

Безпосередньо в коробці передач передбачений привід до насосів 18, які нагнітають та відкочують мастило, гідравлічної системи, а в редукторі 13 стартера-генератора - до відкачувати насосу 16.

У двигуна немає маховика або іншого демпфуючого механізму. Тому для запобігання деталей узгоджувального редуктора і приводів до механізму повороту, стартеру-генератору, насосів гідросистеми і компресора від динамічних навантажень, що виникають внаслідок нерівномірності обертання колінчастого вала двигуна, передача крутного моменту від двигуна на провідний вал планетарної коробки передач здійснюється через торсіонний вал 19.

В планетарній коробці передач є п'ять планетарних рядів , які забезпечують чотири передачі переднього ходу, одну заднього ходу, нейтральне положення і реверсування.

Управління рядами здійснюється за допомогою чотирьох гальмівних фрикціонів управління і двох блокувальних фрикціонів управління Ф₁ і Ф₂, що включаються гідравлічною системою управління в необхідному поєднанні. При цьому зміна передавальних чисел і крутного моменту здійснюється в трьох планетарних рядах , кожен з яких складається з сонячної та епіциклічних шестерень і трьох сателітів. Водило для всіх цих рядів загальне і має жорсткий механічний зв'язок з шестернею вихідного редуктора.

У рядів Р₂ і Р₃ епіциклічна шестерня загальна. Сонячна шестерня планетарного ряду Р₃ жорстко пов'язана з маточиною фрикціона Т₃, може блокуватися фрикціоном Ф₁ з водилом планетарних рядів або з корпусом коробки при включенні гальма Т₃.

Планетарні ряди Р₄ і Р₅ забезпечують разом з фрикціонами Т₄ і Ф₂ реверсування. Вони не мають епіциклічних шестерень і жорстко пов'язані спільним водилом з маточиною фрикціона Т₄.

Усі фрикціони трансмісії працюють в маслі.

Принциповою особливістю трансмісії є наявність об'ємного гідромеханізму повороту, що забезпечує безступінчастий радіус повороту машини на будь-якій передачі. Це досягається передачею потужності на підсумовані планетарні ряди 2 і 6 двома потоками.

Один потік потужності від планетарної коробки передач 3 через вихідний редуктор 11 підводиться до епіциклічних шестерням підсумкових рядів, а другий від мотора об'ємного гідромеханізму повороту 12 через привід 10 до їх сонячних шестерень.

1, 7 - бортовий редуктор; 2, 6 - планетарний ряд; 3 - планетарна коробка передач; 4 - гідротрансформатор; 5 - редуктор, що погоджує; 8 - редуктор; 9 - двигун; 10 - привід; 12 - гідромеханізм повороту; 13 - редуктор; 14 - стартер-генератор; 15 - редуктор відбору потужності; 16, 18 - насос, що відкачує; 17 - компресор; 19 - торсіонний вал Рисунок 4.9 – Схема приводів багатофункціонального призначення шасі МТ-С

При цьому напрямок обертання сонячних шестерень лівого і правого підсумованих рядів - протилежне, що призводить до уповільнення обертання ведучого колеса з одного борту і прискоренню - з іншого.

В результаті, шляхом плавної зміни частоти обертання вихідного вала гідромотора може бути здійснений поворот з необхідним радіусом в ту або іншу сторону як при русі вперед, так і на задньому ходу машини.

Застосування об'ємного гідроприводу в механізмі повороту істотно ускладнює конструкцію трансмісії. Однак середні швидкості руху машин по звивистих дорогах різко підвищуються навіть при невеликій питомій потужності. Крім того, управління машиною значно спрощується.

За другою схемою виконана трансмісія (рис. 4.10), в якій використані регульовані насоси і нерегульовані гідромотори, розташовані в одному блоці. Особливістю схеми є те, що обидві об'ємні гідропередачі використовують для зміни передавальних відносин на ведених валах МПП як при прямолінійному русі, так і при повороті машини.

Крутний момент від двигуна через головний фрикціон 2 і вхідну конічну передачу 3 передається до планетарної передачі 4 і через зубчастий ряд 13 до насосів 10 і 11 об'ємної гідропередачі. Крутний момент від гідромоторів об'ємної гідропередачі може передаватися до сонячних шестерень підсумкових диференційних механізмів 8 і 12, а також через диференційний механізм 9 і передачу 7 до сонячної шестірні диференційного ряду 5. Епіцикл цього ряду через зубчасті ряди 1 і 6 з'єднаний одночасно з епіциклами підсумкових диференціальних механізмів 5 і 12. Водило планетарного ряду 5 пов'язане з водилом планетарної передачі 4, яка виконує функції двоступеневої передачі при відповідному включенні керованих фрикційних елементів Т₂ і Ф₄.

МПП забезпечує отримання чотирьох діапазонів прямолінійного руху шляхом включення тільки одного керованого фрикційного елемента: Т₁, Т₂, Ф₃ або Ф₄.

Перший діапазон (включено фрикційне гальмо Т₁) - повнопотоковий. Епіцикли підсумкових диференціальних механізмів 8 і 12 та епіцикл диференціального ряду 5 зупинені, вся потужність від двигуна передається через обидві об'ємні гідропередачі до ведених валів МПП. При цьому шляхом реверсування об'ємної гідропередачі може бути отримана передача прямого і заднього ходу.

1, 6 - зубчатий ряд; 2 - головний фрикціон; 3 - конічна передача; 4 - планетарна передача; 5 - диференціальний ряд; 7 - передача; 8, 9, 12 - диференціальний механізм; 10, 11 - насос; 13 - зубчатий ряд Рисунок 4.10 – Схема трансмісії, що складається з об'ємної гідропередачі та механічної передачі

На другому і четвертому діапазонах (включені відповідно елементи Т₂ або Ф₄) потужність від двигуна підводиться через планетарну передачу 4 до водила диференційного ряду 5, а також через обидві об'ємні гідропередачі та диференційний механізм 9 на сонячні шестерні відповідних планетарних рядів 5 і механізмів 8 і 12. При зменшенні частоти обертання гідромоторів частота обертання епіциклів цих механізмів збільшується, а частота обертання сонячних шестерень диференційних механізмів 8 і 12 зменшується, але в меншому ступені. Відбувається збільшення частоти обертання ведених валів МПП.

На третьому діапазоні (включений фрикційний елемент Ф₃) потужність передається через зубчасті ряди 6 і 1, а також через обидві об'ємні гідропередачі до підсумкових диференційних механізмів 8 і 12. При цьому зі збільшенням частоти обертання передачі збільшуються частоти обертання сонячних шестерень механізмів 8, 12 і ведених валів МПП.

Кінематика механізму передач і повороту виконана так, що при певних співвідношеннях частот обертання двигуна і гідромоторів при їх регулюванні на першому діапазоні епіцикл планетарної передачі 4 практично зупиняється, а на другому і третьому діапазонах у фрикційних елементах Ф₃ і Ф₄ обертові деталі мають майже однакові частоти обертання. Це значно зменшує роботу буксування фрикційних елементів при перемиканні.

Поворот машини здійснюється шляхом зміни частоти обертання гідромоторів на однакову величину, але з протилежними знаками. Такий механізм забезпечує поворот машин при незмінній швидкості руху центру мас.

Дана трансмісія здатна передавати потужність і в зворотному напрямку, тобто від ведучих коліс до двигуна, що забезпечує можливість гальмування машини не тільки зупинковими гальмами Т₀, але і двигуном. Це зберігає керованість при буксуванні машини з непрацюючим двигуном. Головний фрикціон 2 в трансмісії використовують тільки для відключення її від двигуна при підготовці машини до руху в холодний час.

Трансмісії і МПП із застосуванням другої схеми об'ємної гідропередачі більш прості за конструкцією, оскільки використання регульованих об'ємних гідромеханізмів в основному потоці потужності дозволяє зменшити число передач і спростити систему управління рухом. Однак у цьому випадку потрібно більш ефективна система охолодження трансмісії, так як ККД об'ємних гідропередач не перевищує 0,8-0,82.