9.2. ТРАНСМИССИЯ БУЛЬДОЗЕРОВ И ТРАКТОРОВ Т10М Т-170
9.2.1. Гидромеханическая трансмиссия
Гидромеханическая трансмиссия состоит из гидротрансформатора и планетарной коробки передач, соединенных между собой карданным валом, главной передачи, бортовых фрикционов, тормозов, бортовых редукторов и системы управления и смазки трансмиссии.
Гидротрансформатор (рис. 9.16) предназначен для бесступенчатого автоматического изменения крутящего момента и частоты вращения выходного вала в зависимости от величины внешней нагрузки, а также демпфирования колебаний вращающего момента(крутильные колебания от дизеля не передаются на трансмиссию, нагрузки, идущие через ходовую систему и трансмиссию, не передаются на дизель).
Гидротрансформатор состоит из рабочих колес: насосного, турбинного и реактора, установленных относительно друг друга с небольшими зазорами. Межлопаточные полости колес образуют тор, в котором циркулирует рабочая жидкость. В насосном колесе, соединенном с дизелем, механическая энергия дизеля преобразовывается в кинетическую и потенциальную энергию жидкости, в турбинном колесе (связанном с выходным валом) снова превращается в механическую.
| А-А | |
| Рис. 9.16. Гидротрансформатор; 1 – кожух гидротрансформатора; 2 – полумуфта кардана; 3 – маховик дизеля; 4. – кожух маховика дизеля; 5 – колесо турбинное; 6 – сапун; 7 – колесо насосное; 8 – колесо реактора; 9 – уплотнительные кольца; 10 – вход рабочей жидкости; 11 – выход рабочей жидкости; 12 –откачивающий насос НМШ-25; 13 – колесо зубчатое привода откачивающего насоса; 14 –заборник; 15 – ось реактора; 16 – вал турбинный; 17 – насос НШ-50А-2; 18 – колесо зубчатое привода насоса НШ-50А-2; 19 – фильтр магнитный; 20 – фильтр тонкой очистки; 21– датчик указателя температуры ТМ100-В; 22 – датчик аварийного давления ММ126Д; 23 – клапан выхода из ГТР; 24 – датчик аварийного давления ММ129 | |
В реакторе меняется направление и уменьшается скорость потока, происходит трансформация вращающего момента на величину, воспринимаемую реактором. Опоры рабочих колес гидротрансформатора расположены на ступице и выходном валу.
Рабочая жидкость в торе гидротрансформатора находится под избыточным давлением. Уплотнение тора обеспечивается двумя парами уплотнительных фторопластовых колец.
К насосному колесу (рис. 9.17) прикреплено ведущее зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом привода откачивающего насоса НМШ-25, а оно в свою очередь находится в зацеплении с зубчатым колесом привода насоса НШ-50А-3 системы управления и смазки. Смазка привода насосов обеспечивается маслом, поступающим из канала выхода из тора гидротрансформатора через трубку 22 (рис. 9.23), каналов в корпусе гидротрансформатора и корпусах подшипников.
| Рис. 9.17. Привод насосов: 1 – колесо зубчатое привода насоса НШ-50А-3; 2 – колесо зубчатое привода откачивающего насоса НМШ-25; 3 – колесо насосное; 4 – колесо зубчатое ведущее; 5 – кожух; 6, 12 – корпуса подшипников; 7, 9 – проставка; 8 – шпилька; 10, 11 – муфта |
На кожухе гидротрансформатора установлены: сапун, клапан выхода из ГТР (рис. 9.18)
Рис. 9.18. Клапан выхода из ГТР:
1 – крышка; 2, 6 – корпус; 3 – золотник; 4 – пружина; 5 – кольцо; 7 – шайба; 8 – пломба
и фильтр (рис. 9.19).
| Внутренняя полость фильтра разделена на две камеры. В нижней, соединенной с всасывающей магистралью, расположен магнитный фильтр, в верхней, соединенной с нагнетанием, фильтр тонкой очистки. Магнитный фильтр обеспечивает очистку рабочей жидкости от частиц железа. Он состоит из постоянных магнитов расположенных друг к другу одноименными полюсами. Фильтр тонкой очистки состоит из фильтроэлементов, установленных на трубе. Полости неочищенного и очищенного масла разделены крышкой 7 (рис. 9.19). На крышке установлен клапан 11, срабатывающий при загрязнении фильтроэлементов до состояния, препятствующего пропуску всего расхода масла. Работа с этим клапаном в открытом положении допускается только при необходимости передвижения трактора до ремонтной базы при невозможности очистки фильтроэлементов на месте эксплуатации. Фильтр тонкой очистки соединен через трубу с магнитным фильтром в единый блок, который может выниматься при техническом обслуживании вместе с крышкой 7. В крышке выполнены два резьбовых отверстия для съемника. В случае замены фильтроэлементов обеспечить размер А (52 ± 3 мм) (рис. 9.19) установкой необходимого количества фильтроэлементов (72 max). Уплотнение между полостью фильтра тонкой очистки (высокое давление – нагнетание на-соса НШ-50) и полостью магнитного фильтра (низкое давление – всасывание насоса НШ-50)обеспечивается за счет плотного прилегания тор-цатрубы 13 к торцу нижнего корпуса 3 фильтра. | Рис. 9.19. Фильтр: 1, 13 – труба; 2 – фильтр магнитный; 3 – нижний корпус фильтра; 4 – верхний корпус фильтра; 5 – пружина; 6– фильтр тонкой очистки; 7, 9 – крышка; 8 – штуцер; 10 – датчик аварийного давления ММ129; 11 – клапан; 12, 14 – муфта; А-52±3мм |
Карданный вал (рис. 9.20) двухшарнирный.
Шипы крестовин кардана прокачиваются на игольчатых подшипниках. Концы карданного вала соединены с полумуфтой выходного вала гидротрансформатора и с полумуфтой ведущего вала планетарной коробки передач. Для болотоходных тракторов длина карданного вала увеличена на 350 мм. Фланец заменен трубой.
| Рис. 9.20. Кардан: 1 – фланец; 2 – крестовина; 3 – опора; 4 – клапан; 5– болт; 6 – подшипник; 7 – крышка |
Коробка передач реверсивная планетарная (рис. 9.21) трехскоростная с переключением передач на ходу. Планетарная часть коробки состоит из пяти элементарных планетарных рядов, пяти фрикционных дисковых тормозов, работающих в масле, включение которых производится гидравлическими бустерами.
Рис. 9.21. Планетарная коробка передач:
1 – корпус коробки передач; 2, 14 – водило; 3 – вал; фрикционы: 4 – переднего хода, 5 – заднего хода, 6 – второй передачи, 7 – третьей передачи, 8 – первой передачи; 9 – проставка; 10 – труба; 11 – штуцер; 12 – кольцо; 13 – вал шестерня; 15 – подшипники сателлитов; 16 – корпус согласующего редуктора
Планетарные ряды выполнены по схеме (рис. 9.22).
Рис. 9.22. Схема планетарных рядов:
А – схема 1, 3, 5 планетарных рядов; В – схема 2, 4 планетарных рядов
1 – эпицикл; 2 – солнечная шестерня; 3 – сателлит
Первые два планетарных ряда выполняют роль механизма реверса. При замыкании 1-го фрикциона обеспечивается передний ход, 2-го фрикциона – обеспечивается задний ход.
Три последующих планетарных ряда выполняют функцию коробки передач. При замыкании 3-го фрикциона включается вторая передача, 4-го фрикциона – включается третья передача, 5-го фрикциона – включается первая передача.
Ведущий вал смонтирован на подшипниках качения, установленных в корпусе коробки передач. Задний шлицевой конец вала служит для отбора мощности. На шлицах вала установлены солнечные шестерни механизма реверса, на шариковом и роликовом подшипниках смонтировано первое водило, в котором на осях на игольчатых подшипниках без обойм установлены сателлиты 1-го, 2-го и 3-го планетарных рядов. Сателлиты 4-го и 5-го планетарных рядов смонтированы на осях второго водила, которое зафиксировано в корпусе коробки передач при помощи шарикового подшипника.
На наружных поверхностях эпициклов нарезаны шлицы, в которые устанавливаются диски с металлокерамикой на медной основе. Гладкие диски соединяются с корпусами гидравлических фрикционных тормозов. При помощи гидроаппаратуры жидкость попадает под поршень одного из тормозов, который, перемещаясь, замыкает пакет фрикционных дисков, тем самым, останавливая эпицикл планетарного ряда. При движении трактора включено два тормоза: механизма реверса (передний или задний ход) и коробки передач (первая, вторая и третья передачи). При нейтральном положении рычага переключения передач включен тормоз 3-го планетарного ряда, что обеспечивает центрирование планетарных рядов относительно корпуса.
За планетарной частью коробки передач установлен редуктор соосности, обеспечивающий необходимое межцентровое расстояние между валом отбора мощности и выходящим валом коробки передач.
Ведущая шестерня соединена с солнечной шестерней третьего и пятого планетарных рядов. Ведомая шестерня соединена с выходным валом, заканчивающимся малой конической шестерней главной передачи.
Переключение передач осуществляется без разрыва потока мощности.
С ведущего вала посредством планетарных механизмов и согласующего редуктора мощность передается на вал-шестерню главной передачи. Переключение передач и реверса обеспечивается рычагом управления 13 (рис. 3.5), 1 (рис. 8.16).
Для переключения передач перемещение рычага передается через управления переключением передач (рис. 8.14, 8.15) на золотник блока передач 13 (рис. 8.14).
Фиксация золотника блока передач обеспечивается рычагом-фиксатором 6.
Сверху на крышке коробки передач напротив тяги управления переключением передач установлен выключатель ВК415 блокировки пуска дизеля. В нейтральном положении рычага переключения передач выключатель разомкнут. При включенной I передаче – замкнут.
Для переключения реверса перемещение рычага 1 (рис.8.16) передается через рычажную систему управления переключением реверса (рис. 8.15, 8.16), на золотник блока реверса 7 (рис. 8.14).
Фиксация золотника блока реверса обеспечивается рычагом-фиксатором 15.
Сверху на крышке коробки передач напротив тяги управления переключением реверса установлен выключатель ВК415 звукового прерывистого сигнала, который замыкается при переводе рычага управления в положение задний ход (REV).
ВНИМАНИЕ! Система сигнализации работает непрерывно при движении трактора назад.
При включенном переднем ходе выключатель разомкнут.
Проверить работу выключателей блокировки пуска и звукового прерывистого сигнала можно под напряжением не более (24 ± 2) В и силой тока не более 1 А.
Гидроаппаратура системы управления и смазки (рис. 9.23, 9.24) смонтирована на корпусах гидротрансформатора и корпусах фрикционных тормозов планетарной коробки передач.
Система управления обеспечивает:
– наполнение тора гидротрансформатора рабочей жидкостью под избыточным давлением;
– подачу жидкости к фрикционным тормозам реверса и переключения передач;
– смазку подшипников гидротрансформатора и коробки передач;
– плавное включение фрикционов трансмиссии;
– установку рычага управления КП в нейтральное положение при остановке дизеля или падении давления в системе управления.
На корпусах фрикционных тормозов планетарной части коробки передач смонтированы четыре узла гидроаппаратуры:
– блок передач с четырехпозиционным золотником для подачи рабочей жидкости во фрикционные тормоза реверса;
– блок реверсов с двухпозиционным золотником для подачи рабочей жидкости во фрикционные тормоза реверса;
– плита с золотником предохранительного клапана блокировки 16 (рис. 9.24) и клапаном регулирования давления рабочей жидкости на входе в гидротрансформатор в пределах от 0,48 до 0,51 МПа (от 4,8 до 5,1 кгс/см²);
– блок клапанов, обеспечивающий плавное трогание трактора с места, состоит из двух клапанных систем: перепускного клапана 8(рис. 9.24) и клапана давления 28, отрегулированного на давление от 2,2 до 2,5 МПа (от 22 до 25 кгс/см²), предназначенных для ограничения максимального давления и обеспечения в определенной последовательности включения фрикционов передач и реверса.
На корпусе ГТР установлен клапан выхода из ГТР, обеспечивающий давление на выходе из гидротрансформатора в пределах от 0,22 до 0,28 МПа (от 2,2 до 2,8 кгс/см²).
При работающем дизеле рабочая жидкость из поддона КП поступает через рукав 23
(рис. 9.23) в нижнюю внутреннюю полость корпуса фильтра ГТР, где находится магнитный фильтр.
Рис. 9.23. Гидравлическая система питания, управления и смазки ГМТ:
1 – радиатор; 2 – магнитный фильтр; 3 – фильтр тонкой очистки; 4 – датчик аварийного давления ММ129; 5 – датчик указателя температуры ТМ100-В; 6 – датчик аварийного давления ММ126-Д; 7 – клапан выхода из ГТР; 8 – гидротрансформатор; 9 – насос НМШ-25 (откачивающий); 10 – труба подвода масла к ГТР; 11 – блок реверса; 12 – блок клапанов; 13 – блок передач; 14 – рукав высокого давления; 15 – датчик аварийного давления ММ111-В; 16 — фильтр; 17 – клапан смазки КП; 18 – планетарная коробка передач; 19 – поддон ГТР; 20 – насос НШ-50А-3; 21 – труба фильтра ГТР; 22 – трубка смазки привода насоса; 23 – рукав
После магнитного фильтра рабочая жидкость поступает во всасывающую полость насоса НШ-50А-3, после чего оно попадает в верхнюю внутреннюю полость фильтра, где расположен фильтр тонкой очистки.
После тонкой очистки рабочая жидкость через рукав высокого давления 14 поступает в блок передач КП, откуда в зависимости от положения золотника, при включенной передаче или нейтрали, поступает под поршень одного из тормозов.
Рис. 9.24. Схема гидравлической системы питания управления и смазки ГМТ,
нейтральное положение (при работающем дизеле):
1 – поддон КП; 2 – магнитный фильтр; 3 – блок клапанов; 4 – плунжер; 5 — насос НШ-50А-3; 6 – клапан обратный; 7 – фильтр тонкой очистки; 8 – клапан перепускной; 9 – клапан входа в ГТР предохранительный; 10 – датчик аварийного давления ММ129 системы управления КП; 11 – блок передач; 12 – золотник блока передач; 13 – золотник предохранительного клапана; 14 – золотник блока реверса; 15 – блок реверса;
16 – клапан предохранительный; 17 – плита маслораспределительная;
18 – датчик аварийного давления ММ111-В системы смазки КП;
19 – клапан смазки КП; 20 – радиатор масляный; 21 – фильтр системы смазки КП; 22 – гидротрансформатор; 23 – клапан выхода из ГТР; 24 – датчик аварийного давления ММ126-Д на выходе из ГТР; 25 – датчик указателя температуры ТМ100-В гидротрансформатора; 26 – поддон ГТР; 27 – насос откачивающий НМШ-25; 28 – клапан давления
ЯМЗ-238
Основная цель при выборе — максимальная надежность при минимальных эксплуатационных расходах.
- Ресурс 238 ЯМЗ > 10 000 м/ч — наибольший среди российских аналогов.
- Применяемость данного двигателя на различной спецтехнике в РФ обеспечивает практически 100% ремонтопригодность в любых условиях.
- Наибольшая для бульдозеров 10-15 класса мощность двигателя 178 кВт/ 240 л.с. обеспечивает максимальную тягу при номинальных оборотах, снижая расход топлива.
- Сниженный максимальный крутящий момент ЯМЗ-238 = 883 Н.м в сравнении с Д-180 ЧТЗ — более 1200Нм — предупреждает критические нагрузки на трансмиссию.
- Устанавливаемый в базовой комплектации предпусковой подогреватель ПЖД обеспечивает максимальный ресурс работы двигателя, гарантию запуска при любых низких температурах, обогрев кабины при выключенном двигателе.
Гидростатическая трансмиссия (ГСТ), применяемая на бульдозерах ТМ 10 ГСТ, сегодня преимущественно распространена на спецтехнике среднего и тяжелого класса: гидростатическую трансмиссию применяют все лидеры рынка экскаваторной техники.
Применение ГСТ в экскаваторах связано с выполнением ими основной работы исполнительными механизмами с гидропередачей усилия. Распространению ГСТ также способствовало совершенствование технологий механообработки и широкое распространение синтетических масел, производимых под заранее заданные параметры использования, а кроме того, и развитие микроэлектроники, позволившее реализовывать сложные алгоритмы управления ГСТ. Схема гидростатической трансмиссии представлена ниже:
На бульдозерах производства «ДСТ-Урал» применяется гидростатическая трансмиссия BOSCH-REXROTH (Германия).
Преимущества трансмиссии ГСТ
- высокий к.п.д. – более 75%;
- максимально возможная тяга на гусеницы выше, чем у ГМТ, за счет меньших потерь;
- лучшая ремонтопригодность благодаря минимальному количеству агрегатов и их унификации разными производителями;
- это же обеспечивает минимальную стоимость агрегатов;
- максимально простое управление одним джойстиком, позволяющее без доработок реализовывать дистанционное управление, в том числе с помощью радиосвязи;
- эластичная связь двигатель–гусеница;
- малые габаритные размеры, что позволяет использовать высвободившееся пространство под навесное оборудование;
- возможность контроля состояния всей трансмиссии по одному параметру – температуре рабочей жидкости;
- максимально возможная маневренность – нулевой радиус разворота за счет противохода траков;
- минимальная шумовая и вибронагрузка;
Подтверждением преимуществ Гидростатической трансмиссии является выбор ГСТ лидером немецких производителей спецтехники компанией Liebherr в качестве базовой в конструкции всей спецтехники, в том числе гусеничных бульдозеров.
