Загальні відомості про трансмісії і типи трансмісій

Трансмісія призначена для передачі енергії від двигуна до рушія трактора або автомобіля, а також до активних робочих органів агрегатуємих з трактором сільськогосподарських машин.

Рис. 6.1. Принципові структурні кінематичні схеми ступінчатих

трансмісій тракторів:

а – традиційна типового колісного трактора: 1 – двигун; 2 – муфта зчеплення; 3 – КПП; 4 – головна передача; 5 – кінцева передача; 6 – ведучі колеса;

7 – диференціал; 8 – задній ВВП; 9 – боковий ВВП;

б – традиційна гусеничного трактора: 1 – двигун; 2 – муфта зчеплення;

3 – КПП; 4 – головна передача; 5 – механізми повороту; 6 – кінцева

передача; 7 – ведуча зірочка; 8 – задній ВВП;

в – гусеничного трактора з розділенням потоку потужності перед КП:

1 – двигун; 2 – муфта зчеплення; 3 – роздавальна коробка; 4 – коробки

передач; 5 – гальма; 6 – головна передача; 7 – кінцева передача;

8 – ведуча зірочка; 9 – задній ВВП

Передача енергії, що надходить від двигуна до трансмісії, характеризується крутним моментом і кутовою швидкістю. Оскільки у автотракторних двигунів кутова швидкість колінчастого вала дуже велика, щоб передати її безпосередньо на колеса або до робочих органів сільськогосподарських машин, в окремих агрегатах трансмісії (коробці передач, головній передачі, редукторі ВВП і ін.) кутова швидкість і крутний момент трансформуються. Крім перерахованих функцій трансмісія повинна забезпечувати можливість часткового або повного відокремлення рушія від двигуна, а також їх плавного з'єднання.

По типу перетворюючих енергію елементів розрізняють слідуючі типи трансмісій, які застосовуються на тракторах і автомобілях: механічні, гідромеханічні, електричні і гідростатичні (гідро об'ємні). По характеру зміни швидкості приводу ведучих органів: ступінчасті, безступінчасті і комбіновані.

Рис. 6.2. Принципові конструктивні кінематичні схеми повнопотічних гідро об'ємних трансмісій колісного трактора

а – гідро об'ємна передача з регульованим насосом і мотором і механічною трансмісією: 1 – двигун; 2 – регульований гідронасос; 3 – регульований гідромотор; 4 – механічна трансмісія; 5 – ведучі колеса; 6 – маслопроводи;

б – гідро об'ємна передача: 1 – двигун; 2 – регульований гідромотор; 3, 4 - високомоментні гідромотори в ведучих колесах; 5 – ведучі колеса;

6 – маслопроводи

Зчеплення тракторів та автомобілів служать для роз'єднання двигуна і трансмісії, плавного з'єднання їх, а також для запобігання від надмірних динамічних перевантажень, що виникають внаслідок коливального процесу в машинному агрегаті.

Рис. 6.3. Принципова структурна кінематична схема електричної трансмісії потужного колісного трактора

1 – двигун; 2 – електрогенератор; 3 – блок керування; 4 – електрокабель; 5 – електродвигун; 6 – ведучі колеса

Рис.6.4. Схема гідромеханічної трансмісії трактора ДТ-175С:

1 – корпус; 2 – насосне колесо; 3 – турбінне колесо; 4 і 5 – колеса реактора; 6 і 7 – опори насосного колеса; 8 і 9 – опори турбінного колеса; 10 – муфти вільного ходу; 11 – первинний вал; 12 – вторинний вал; 13 – вал додаткових передач; 14 – вал заднього ходу; 15 і 16 – шестерні додаткових передач і заднього ходу; 17 – шестерня додаткових передач; 18 – шестерня заднього ходу; 19, 20, 21, 23 – шестерні робочих передач; 25 і 26 – шестерні першої технологічної передачі; 24 і 27 – шестерні другої технологічної передачі; 22 – шестерні заднього ходу; 28 – блокувальна муфта

Зчеплення установлюють між двигуном і коробкою передач. Плавне з'єднання двигуна і трансмісії необхідне для того, щоб при перемиканні передач, тобто при зміні передаточного відношення, двигун не заглох, а також для перемикання без ривків, особливо при рушанні з місця.

Зчеплення може бути фрикційним, гідродинамічним або електромагнітним.

Рис.6.5. Схема одно -дискового фрикційного зчеплення:

1 – маховик; 2 – ведений диск; 3 – натискний диск; 4 – натискні пружини; 5 – кожух зчеплення; 6 – віджимні важелі; 7 –підшипник відводки; 8 – вал зчеплення; 9 – відводка; 10 – тяга; 11 – педаль; 12 – відтяжна пружина

На вітчизняних тракторах і автомобілях найбільше розповсюдження отримало фрикційне зчеплення. Головна його перевага – простота конструкції. По кількості ведених дисків фрикційні зчеплення можуть бути одно-, дво- і багатодискові.

Основною перевагою гідравлічного зчеплення (гідромуфти) перед фрикційним – стабільність характеристик, висока його довговічність і можливість плавно з'єднувати двигун з трансмісією, суттєво знижувати динамічні навантаження.

Головний недолік гідромуфти – неповне від'єднання двигуна від трансмісії, технологічна складність у виготовленні, а також менший ККД внаслідок постійного ковзання (до 4 %) при роботі на номінальних режимах.

Електромагнітне зчеплення має високу зносостійкість, але потребує великих витрат електроенергії, запас якої на транспортних і тягових машинах сільськогосподарського призначення обмежений.

Коробка передач служить для зміни крутного моменту, передаваємого від двигуна на ведучі колеса, зміни напрямку руху, а також для забезпечення довгострокового від'єднання працюючого двигуна від ведучих коліс.

По способу зміни передаточного відношення коробки передач ділять на ступінчасті і безступінчасті.

Ступінчасті коробки передач установлюють на більшості вітчизняних тракторів та автомобілів і являють собою зубові редуктори, що дозволяють отримати декілька передаточних чисел, використовуючи різні варіанти зчеплення шестерень. Крім того передаточні числа в таких коробках змінюються ступінчасто, а не плавно.

Безступінчасті коробки передач забезпечують отримання безмежної (в заданому інтервалі) кількості передаточних відношень. По принципу роботи коробки можуть бути механічними, гідравлічними і електричними.

Головна передача служить для збільшення передаточного числа трансмісії і надання обертання валам, розміщеним перпендикулярно поздовжній осі трактора.

Диференціал дає можливість ведучим колесам обертатися з різними частотами при повороті трактора, або русі по нерівностям грунту. У гусеничних тракторів для виконання повороту служать муфти повороту, або планетарний механізм повороту. У трактора Т-150 поворот здійснюється за допомогою коробки передач.

Кінцеві передачі призначені для додаткового збільшення крутного моменту і зниження швидкості руху трактора.

У гідродинамічних передачах тракторів і автомобілів (комбінованих трансмісіях) перетворення (трансформація) крутного моменту проходить за допомогою гідротрансформатора і ступінчатої коробки передач (рис.6.5). Така передача необхідна для автоматичної і безступінчатої трансформації енергії двигуна в залежності від опору руху машині.