Из уравнения (89) определится крутящий момент гидромотора
м =
™ 2л
Силовое передаточное число гидрообъемного преобразователя бу- дет равно отношению крутящих моментов на валах гидромотора и на- соса, то есть
. ___ Мгм _ qrit
сил —,,---------- 7"
Ми <?н
Из формулы (92) следует, что отношение крутящих моментов на валах гидромотора и наноса прямо пропорционально отношению их рабочих объемов.
Производительность насоса QH и расход рабочей жидкости, прохо- дящей через гидромотор Q™, соответственно равны
- частоты
Qh = Як пя; QrM = Яш пгм> (93)
где <7н, Qtm — соответственно рабочие объемы насоса н гидромотора; пв, птм ■ вращения насоса и гидромотора.
_?ГМ
(94)
1ск —
йш
и, учитывая, что отношение пяк пгместь скоростное передаточ- ное число, окончательно будем иметь
Оги <7н
Из формулы (94) следует, что скоростное передаточное число на- соса и гидромотора обратно пропорционально их рабочим объемам.
При работе гидромашин имеет место три вида потерь: объемные, гидравлические и механические.
Объемные потери—это потери, возникающие при просачи- вании жидкости из полости нагнетания в полость всасывания, а также другие виды утечек жидкости через неплотности.
Гидравлические потери обусловлены различными сопро- тивлениями, которые встречает жидкость при своем движении в систе- ме: в трубопроводах, кранах, распределителях и т.д.
Механические потери вызываются трением в деталях пе- редачи— подшипниках, шестернях, уплотнениях и др.
пяптм
Так как расходы насоса и гидромотора равны (QH=Qгм),то
Общий объемный к. п. д. гидропередачи, включающий один насос и один гидромотор, рассчитывается по формуле
_ Йты пгм
ЧнПн
(96)
Т1об-гп — т1об.в Лоб-гм :
Гидравлические и механические потери в гидрообъемном преобра- зователе учитываются гидромеханическим к. п. д. насоса и гидромотора соответственно
Лм.и
Мф.1
15,9wh.
(97)
Af<j).r
Пм.Г
15,9/и/гм
где Л1ф.н — фактический крутящий момент на валу насоса; Мф.Гя — фактический кру- тящий момент иа валу гидромотора.
По аналогии с формулами (97, 98) гидромеханический к. п. д. си- стемы насос — гидромотор
_______________ Л1ф.гм
Пм.ГП ----- Пм.н Пм-гм — *
Мф.н
Полный к. п. д. гидравлического преобразователя определится из формул (96), (98):
(100)
<?гм "гм мФ •гм
П ~ Поб'ГП Пм.гп :
Чн Па Мф.н
§ 7. Регулирование крутящего момента
в гидрообъемных преобразователях
В различных гидравлических передачах — навесных системах, уси- лителях рулевого управления, подъемниках используются насосы с по- стоянным рабочим объемом. Регулирование скорости вращения и кру- тящего момента в таких передачах может осуществляться путем отвода части рабочей жидкости, нагнетаемой нерегулируемым насосом, через специальное дроссельное устройство.
В гидрообъемных трансмиссиях применяют насосы и гидромоторы с регулируемым рабочим объемом и гидромоторы непрерывного вра- щения, то есть при включенной передаче процесс вращения ротора про- текает непрерывно. Изменение количества подаваемой жидкости за один оборот гидромашины позволяет осуществлять автоматическое бесступенчатое регулирование частоты вращения и крутящего момента.
В гидрообъемных преобразователях используются шестеренчатые, шиберные и поршневые насосы н гидромоторы. Шестеренчатые и ши- берные насосы устанавливаются главным образом на навесных систе- мах и гидроусилителях рулевого управления. Они рассматриваются от- дельно.
В гидрообъемных трансмиссиях тракторов используются много- поршневые гидромашины, которые подразделяются на рядные, раДи- ально-поршневые и аксйально-поршневые. В радиально-поршневом на- сосе (риС. 212, а) цилиндры (на схеме показан один из них) располо- жены звездообразно; вращающимся звеном может быть ротор 2 или статор 3. Ротор 2 гидромашины и ее корпус расположены эксцентрично относительно друг друга, поэтому поршни / совершают в цилиндрах возвратно-поступательное движение. Ход поршней равен 2е. Эксцентри- ситет е можно регулировать для изменения подачи гидромашины, на- правления перемещения жидкости в насосе или скорости и направле- ния вращения гидромотора. Если гидромашина работает в режиме на- соса, то при вращении ротора по часовой стрелке и его положении, показанном на рисунке, жидкость будет засасываться через канал А и нагнетаться через канал Б. При подаче жидкости от насоса в канал А гидромашина будет работать в режиме гидромотора, вращаясь в том же направлении; слив жидкости будет происходить через канал Б. Для изменения направления вращения необходимо подавать жидкость от насоса через канал Б, а сливать через канал А.
(98)
(99)
Аксиально-поршневые гидромашины по способу регулирования подразделяются на два типа: с наклонной шайбой и наклонным бло- ком цилиндров. В этих машинах цилиндры располагаются по окруж- ности, параллельно один другому, а поршни и валы связаны простран- ственным кривошипно-шатунным механизмом.
трактора, а гидромоторы 3 — в ободах ведущих колес. В моно- блочной схеме гидромашины устанавливают последователь- но: насос — гидромотор между механическим двигателем 1 и задним мостом 5, то есть в про- странстве, которое на обычном тракторе служит для размеще- ния сцепления, редукторов, ко- робки передач. Эта схема позво- ляет создавать трактор с гидро- объемной трансмиссией как мо- дификацию трактора со ступен- чатой механической трансмис- сией. В качестве гидроагрегатов трактора моноблочной конструк- ции используются чаще гидро- машины аксильно-поршневого типа с регулируемым рабочим объемом за счет изменения угла наклона регулирующего элемен- та или эксцентриситета (ради- ально-поршневые гидромашины). Объемные гидравлические трансмиссии позволяют повысить производительность тракторных аг- регатов за счет бесступенчатого регулирования загрузки, высокой ма- невренности, сокращения времени на переключение пердач и улучше- ния условий труда тракториста. Однако они уступают механическим (ступенчатым) трансмиссиям по долговечности и к. п. д.
§ 9. Электромеханические трансмиссии
Трансмиссия трактора (автомобиля) с электрической и механиче- ской передачами называется электромеханической.
В электромеханических трансмиссиях механическая энергия двига- теля внутреннего сгорания преобразуется генератором в электрическую энергию, а затем в тяговых электродвигателях вновь в механическую. На автомобиле (тракторе) с электромеханической трансмиссией уста- навливается двигатель 3 (рис. 214), приводящий во вращение якорь ге- нератора 1 постоянного тока и ротор генератора 2 переменного тока. Генератор 1 питает тяговые электродвигатели 4, встроенные в колеса автомобиля и объединенные с колесными редукторами, составляющими механическую часть трансмиссии. Это обеспечивает компактность кон- струкции и высокую проходимость автомобиля, так как на каждое ко- лесо подводится крутящий момент, величина которого не зависит от момента на любом другом из них. Генератор 2 переменного тока пи- тает электродвигатели 5 вспомогательных механизмов.
Выбор постоянного тока для электромеханических трансмиссий тракторов и автомобилей, несмотря на его известные недостатки в срав- нении с переменным током, объясняется трудностями бесступенчатого регулирования скорости вращения и нагрузки асинхронных двигателей переменного тока.
К недостаткам электромеханических трансмиссий следует отнести относительно высокую массу и низкий к. п. д. Они наиболее перспектив- ны для тракторов и автомобилей большой (свыше 220 кВт) мощности.
Рис. 214. Схема автомобиля с электромеха- нической трансмиссией:
1 — генератор постоянного тока; 2 — генератор переменного тока; 3 —двигатель внутреннего сгорания; 4 — тяговые электродвигатели; 5 — электродвигатели вспомогательных механизмов.
По схеме, приведенной на рисунке, выполнен дизельэлектрический трактор ДЭТ-250М мощностью 220 кВт (300 л.е.).
Глава 29
СЦЕПЛЕНИЯ
§ 1. Общие сведения
Сцеплением называется механизм трансмиссии трактора (автомо- биля), передающий крутящий момент двигателя и позволяющий крат- ковременно отъединить двигатель от трансмиссии и плавно их соеди- нить. Сцепление предохраняет трансмиссию от перегрузок, ограничивая максимально передаваемый крутящий момент.
Сцепление должно надежно передавать наибольший крутящий мо- мент от двигателя к первичному валу коробки передач; обеспечивать чистоту выключения — быстро и плавно разобщать ведущие и ведомые части и плавно их соединять, тем самым постепенно нагружая меха- низмы трансмиссии и увеличивая ускорение машины; иметь ограничен- ный момент инерции ведомых частей; обеспечивать удобство обслужи- вания и регулировок, легкость управления и высокую надежность.
На автомобилях и тракторах применяют фрикционные сцеп- ления, работающие с использованием сил трения. Они называются ди- сковыми, так как имеют плоские рабочие поверхности ведущего и ведомого элементов (дисков).
Фрикционные сцепления получили широкое распространение из-за простоты конструкции, удобства эксплуатации и ремонта, хорошей чи- стоты и плавности включения, небольшого момента инерции ведомых частей. Данные сцепления характеризуются количеством ведущих эле- ментов (дисков) и обычно бывают одно- или двухдисковыми. Количе- ство дисков определяется крутящим моментом двигателя и диаметром ведомого диска, который принимается таким, чтобы ограничивать мо- мент инерции ведомых частей пределами, достаточными для обеспече- ния безударного переключения шестерен коробки передач. По способу сжатия дисков сцепления подразделяются на пружинные, центробеж- ные и комбинированные.
В сцеплениях с центробежным нажимным механизмом сжатие дис- ков происходит под действием центробежных сил вращающихся масс. На практике этот способ сжатия дисков применяется как дополнение к действию пружинного механизма. Сцепления, имеющие оба способа сжатия дисков, называются комбинированными. Автотракторные сцеп- ления, как правило, являются постоянно замкнутыми: они находятся во включенном состоянии до того момента, пока для выключения и удержания в выключенном состоянии не будет приложена внешняя сила.
Основные размеры фрикционного дискового сцепления диктуются условиями надежной передачи наибольшего крутящего момента дви- гателя. Момент трения сцепления (Н-м) определяется по формуле
Мфр = (Шк.макс = [IzRcp Р, (101)
где (г — коэффициент трения рабочих поверхностей дисков; RcР — средний радиус тре- ння, м; Я —сила сжатия поверхностей трения, Н; г — число поверхностей трения; Р — коэффициент запаса сцепления; Мк.макс — максимальный крутящий момеит двигате- ля, Н-м.
Коэффициент запаса принимается по условиям обеспечения на- дежной работы и равен для тракторных сцеплений 2,0—2,5 и для ав- томобильных — 1,2—2,0.
Отметим некоторые особенности конструкций, общие для большин- ства сцеплений.
Ведущие части сцеплений размещаются на маховике двигателя. При этом обращенная к ним поверхность маховика служит одним из ведущих дисков. Большая масса маховика способствует хорошему ох- лаждению деталей сцепления, его компактности. При этом уменьша- ется расход металла на маховик, так как детали сцепления дополня- ют его массу до требуемой.
Ведущие нажимные диски из- готавливают из серого перлитного чугуна, обладающего хорошей теп- лопередающей способностью. Ве- домые диски, чтобы их масса, а сле- довательно, и момент инерции были невелики, делают из тонкой, упру- гой листовой стали и облицовыва- ют (на клею или заклепках) на- кладками из фрикционного мате- риала — асбокартона, асбокаучука, асбобакелита. Фрикционные мате- риалы должны обеспечивать высокий коэффициент трения при по- вышенном нагреве, больших удельных давлениях и скоростях сколь- жения.
Пружинящая способность тонкого стального диска повышает плав- ность включения и выключения сцепления. Для получения достаточно большой силы сжатия дисков используется до десяти (и более) пру- жин. В результате трения дисков пружины нагреваются. Для того что- бы они не теряли упругих свойств, между нажимным (ведущим) дис- ком и пружиной устанавливают теплоизолирующие прокладки — под- пятники.
Сцепление состоит из собственно сцепления и его привода, предна- значенного для управления сцеплением. Привод может быть механиче- ским, гидравлическим и электромагнитным.
Механический привод, включающий в себя только меха- нические устройства (рис. 215), наиболее распространен на тракторах — он прост и представляет собой систему тяг и рычагов, передающих усилие от педали к отжимным рычагам сцепления. Его недостатки — возможные деформации деталей, трение и износы в шарнирах и соеди- нениях, нарушающие регулировку.
Гидравлический и электромагнитный приводы сцепления включают в себя соответственно гидравлическое или элек- тромагнитное устройство. Они лишены отмеченных недостатков меха- нического привода и перспективны для автомобилей с автоматическим изменением передаточных чисел (автоматических трансмиссий).
Управление сцеплением должно быть легким. Выключение сцепле- ния в процессе переключения передач должно проводиться за 0,15— 0,25 с.
В рабочем состоянии ведущие и ведомые диски сжаты силой Р (101). Для выключения сцепления необходимо отвести нажимной диск 4 (рис. 215) ка расстояние /', что требует от водителя приложения к педали усилия
Ра — г-* (Ю2)
<пр
где /Пр — передаточное число привода.
Передаточное число привода зависит от соотношения плеч а, б, с, d,.e, f рычагов 1, 2, 3 и определяет собой полный ход I педали.
Полный ход педали (без учета деформаций и зазоров деталей при- вода) состоит из свободного и рабочего ходов. Свободный ход педали заканчивается в начале действия нажимных пружин и определяется зазором б между подшипником отводки 5 и отжимным рычагом 3, Ра- бочий ход педали зависит от сжатия нажимных пружин, позволяющих отвести нажимной диск 4 назад от ведомого диска на расстояние
По действующим нормам полный ход педали у тракторов и легко- вых автомобилей не должен превышать 150 мм (для грузовых авто- мобилей 180 мм), а усилие на педали не должно быть больше 120 Н. Если же эти нормы не обеспечиваются, в конструкцию привода вво- дятся механические, вакуумные, гидравлические или пневматические усилители привода сцепления.
§ 2. Типовые схемы сцеплений
Фрикционное дисковое сцепление (рис. 216, а) состоит из ведущих (вращающихся с маховиком двигателя) и ведомых частей, связанных с трансмиссией трактора (автомобиля).
Ведущими частями сцепления служат гладко обработанные по- верхности маховика 2 и нажимного диска 4, соединенного с махови- ком кожухом 6 так, что при вращении маховика диск 4 вращается с ним как одно целое и может перемещаться в продольном направлении по пальцам 17. Ведомой частью сцепления является диск 3 с фрикци- онными накладками, который установлен на шлицах вала 11 сцепле- ния, соединенного с валом коробки передач. Шлицевое соединение дис-
ка 3 и вала 11 (через ступицу) обеспечивает их совместное вращение и позволяет диску перемещаться в осевом направлении по валу.
В стаканы кожухов помещены пружины 16, прижимающие нажим- ной диск 4 к ведомому диску 3 и к плоскости маховика 2. Сжатие дис- ков создает момент трения, позволяющий передавать крутящий момент двигателя трансмиссии.
Для остановки трактора надо отъединить двигатель от трансмис- сии— выключить сцепление. Привод сцепления (механический) состо- ит из отжимных рычагов 9 со стойками 8 и болтами 7, отводки 10, вил- ки 14, тяги 13 и педали 12. Рычаги 9 шарнирно соединены со стойка- ми 8, прикрепленными к кожуху 6. Короткие внешние плечи рычагов 9 связаны болтами 7, присоединенными к нажимному диску 4.
Отводка 10 свободно сидит на валу 11 сцепления и может переме- щаться вдоль него при воздействии педали 12 на вилку 14 через соеди- няющие их рычаги и тяги. При нажатии на педаль вилка 14 переме- щает влево отводку, которая надавливает на внутренние концы рыча- гов 9. Рычаги, вращаясь вокруг шарниров стойки 8, оттягивают за болты 7 нажимной диск 4 назад, преодолевая сопротивление сжатия пружин 16. Когда диск 4 движется назад, ведомый диск 3 освобожда- ется, и сцепление выключается.
Описанное сцепление относится к однодисковым постоянно за- мкнутым с пружинным нажимным механизмом.
В тех случаях, когда момент трения, создаваемый однодисковым сцеплением, недостаточен, применяют двухдисковые сцепления.
Двухдисковое постоянно замкнутое сцепление с пружинным на- жимным механизмом (рис. 216,6) объединяет два ведомых диска 25 и 22 и два ведущих — промежуточный 24 и нажимной 21. Ведущие дис- ки 24 и 21 соединены с маховиком пальцами 23, размещенными в ко- жухе 6. Ведомые диски сжимают пружины 16. В остальном устройство и действие двухдискового сцепления такое же, как и однодискового, с той лишь разницей, что при его выключении средний ведущий диск ото- двигается от переднего ведомого диска назад специальными пружина- ми 19, причем перемещение диска под действием пружин ограничива- ется регулировочным болтом 20.
Двухпоточные сцепления тракторов совмещают основное сцеп- ление со сцеплением привода вала отбора мощности (ВОМ).
Различают двухпоточные сцепления с раздельным и совмещенным приводом.
Основное сцепление и сцепление привода ВОМ с раздельным при- водом имеют каждое соответственно свои ведомые 1,4 и нажимные 2. 3 диски (рис. 216, е). Все диски сжимают пружины 15. В каждом сцеп- лении свой механизм привода с отводками 6, 13 и вилками 7, 12, при- соединенными тягами 8, 11 к педалям 9 и 10, благодаря чему они вы- ключаются и включаются независимо одно от другого. Выполненные по описанной схеме сцепления установлены на колесных универсаль- ных тракторах Т-40М и Т-40АМ.
В двухпоточных сцеплениях с совмещенным приводом основным сцеплением и сцеплением привода ВОМ управляют последовательно одной педалью 20 (рис. 216,г).
В начале хода педали 20 рычаги 19 оттягивают назад оба нажим- ных диска 2, 3 вместе с зажатым между ними пружинами 15 ведомым диском 4 привода ВОМ. При этом ведомый диск основного сцепления освобождается, и трактор останавливается, а ВОМ, оставаясь включен- ным, вращается. Если нажимать на педаль дальше, то штифты 17 пе- реднего нажимного диска 2 упираются в регулировочные болты, и диск останавливается, а задний нажимной диск 3, перемещаясь, сжимает пружины 21 и освобождает ведомый диск 4, в результате чего сцепле- ние привода ВОМ выключается.
Двухпоточные сцепления с совмещенным приводом установ- лены на самоходном шасси Т-16М в тракторах ЮМЗ-6Л/6М.
Для быстрой остановки ва- ла сцепления и вращающихся с ним деталей применяется спе- циальный тормозок (Т-150, Т-150К, МТЗ-80/82, ДТ-75, ДТ-75М и др.): притормажива- ние вала сцепления позволяет избежать ударов при переклю- чении шестерен в коробке пере- дач.
Сцепления тракторов и ав- томобилей имеют гасители кру- тильных колебаний, которые пре- дохраняют трансмиссии от воз- никновения в валах крутильных колебаний, вызывающих прежде- временное изнашивание деталей.
Источник крутильных коле- баний — неравномерность враще- ния коленчатого вала двигателя, резкие изменения частоты вращения валов трансмиссии при колебани- ях тяговой нагрузки трактора или сопротивления движению автомо- биля.
Механический усилитель привода сцепления (рис. 217) имеет сер- вопружину 7, которая через стакан 6 одним концом соединена с непо- движным кронштейном 9 посредством регулирующего винта 8, а вто- рым— с верхним плечом трехплечего рычага 5, поворачивающегося на пальце 4. Нижнее плечо рычага 5 тягой 10 связано с рычагом 11 вали- ка вилки отводки.
Когда сцепление включено (как показано на рисунке), геометри- ческая ось сервопружины 7 проходит выше продольной оси пальца 4 трехплечего рычага 5 и сервопружина удерживает педаль в неподвиж- ном состоянии. Как только к педали будет приложено усилие ноги и трехплечий рычаг 5 повернется на пальце 4 в направлении стрелки так, что ось сервопружины станет ниже продольной оси пальца, пружина создаст на трехплечем рычаге поворачивающий момент обратного на- правления, облегчающий выключение сцепления и удержание его в этом состоянии.
§ 3. Сцепления с механическим приводом
и пружинным усилителем
Этот тип тракторных сцеплений наиболее распространен и установ- лен на тракторах Т-150, ДТ-75М, МТЗ-80, МТЗ-82, Т-40М, Т-40АМ. Рас- смотрим его на примере тракторов МТЗ-80 и МТЗ-82.
Рис. 217. Механический усилитель приво- да сцепления:
Сцепление этих тракторов однодисковое постоянно замкнутое с пружинным нажимным механизмом и гасителем крутильных колеба- ний. Привод механический с пружинным усилителем и тормозком. Сце- пление размещено в сухом отсеке чугунного литого корпуса 7 (рис.218), в котором помещаются также редукторы вала отбора мощности и ко- робки передач. Корпус соединен впереди с блок-картером двигателя, сзади — с корпусом коробки передач, образующими часть остова трак- тора. Ведущие части сцепления — маховик 23 двигателя, прикреплен- ный к нему штампованный опорный диск 20 и нажимной диск 21. На- жимной диск имеет три ушка, проходящие через прорези в опорном диске 20, которые служат для присоединения пальцами отжимных ры- чагов 1. На диске 21 сделаны двенадцать приливов, по которым цен- трируются нажимные пружины 19; они установлены в стаканы 18, раз- мещенные б опорном диске 20.
Ведомый диск 22 состоит из ступицы 25, соединительного диска с прикрепленными к нему двумя фрикционными накладками и гасителя крутильных колебаний. Ведомый диск 22 связан со ступицей 25 во- семью пружинами 26, установленными вместе с опорными пластинами в гнезда-пазы ведомого диска и пазы ограничительных дисков, прикле- панных к ступице 25. Соединение ведомого диска со ступицей посред- ством пружинного устройства обеспечивает мягкое включение сцепле- ния и снижение динамических нагрузок в трансмиссии.
Ступица 25 ведомого диска 22 установлена на шлицах переднего конца вала 24 сцепления. Под фрикционную накладку диска 22 со сто- роны нажимного диска 21 подложены упругие пластины, способству- ющие плавному и чистому включению и выключению сцепления. Сту-
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав!Последнее добавление