Автомобиль с электромеханической трансмиссией

Трансмиссия

Трансми́ссия (силовая передача) — (от лат. transmissio — пересылка, передача) в машиностроении все механизмы, соединяющие двигатель с тем, что должно двигаться (например, с колесами в автомобиле), а также всё, что обеспечивает работу этих механизмов.

Содержание

Состав [ | ]

В состав трансмиссии автомобиля в общем случае входят:

    или гидротрансформатор; ; , включающая механический редуктор и дифференциал; (для переднеприводных автомобилей) и валы привода колёс (полуоси).

Также, опционально в трансмиссии автомобиля могут быть:

В состав трансмиссии гусеничных машин в общем случае входят:

    или гидротрансформатор (так называемый, «главный фрикцион»; («гитара»); ; ; .

Основные требования [ | ]

К трансмиссиям транспортных средств предъявляются следующие требования:

  • обеспечение высоких тяговых качеств и скорости машины при прямолинейном движении и повороте;
  • простота и лёгкость управления, исключающие быструю утомляемость водителя;
  • высокая надёжность работы в течение длительного периода эксплуатации;
  • малые масса и габаритные размеры агрегатов;
  • простота (технологичность) в производстве, удобство в обслуживании при эксплуатации и ремонте;
  • высокий КПД;
  • в машинах высокого класса добавляется требование бесшумности.

Классификация трансмиссий [ | ]

По способу передачи и трансформирования момента трансмиссии делятся на механические, гидромеханические и электромеханические.

Механические трансмиссии [ | ]

В механических трансмиссиях мощность на всех режимах работы мотора передаётся только посредством различных механических передач вращательного движения: зубчатых передач, цепных передач, планетарных передач, фрикционных муфт, валов, шарниров, и т. п. Механические трансмиссии обладают наивысшим КПД среди прочих, наименьшей массой, наиболее просты в производстве.

Термин «механическая трансмиссия» в речевом обиходе может иметь двойное толкование. Ввиду того, при рассмотрении конструкции автомобиля в контексте оценки его потребительских или эксплуатационных качеств одним из наиболее важных параметров является тип коробки передач, под механической трансмиссией машины нередко понимается трансмиссия именно с механической коробкой передач — то есть, коробкой, в которой отсутствует какая-либо вспомогательная гидравлика или электроника, а переключение передач осуществляется водителем. А вся совокупность элементов, передающих мощность от двигателя к колёсам, в таком случае называется просто «трансмиссия» без дополнительного определения «механическая». То есть, тип и конструкция коробки передач оказывается решающим для классификации трансмиссии конкретной машины. Антиподом механической трансмиссии при использовании критерия оценки по типу коробки передач является автоматическая трансмиссия (см.ниже). Эта классификация на два класса широко распространена не только в разговорах, но и в технической литературе, посвящённой автомобилям, и ввиду этого имеет право на существование. Но при этом она вносит неопределённость в такие вопросы, как например, к какому типу относить некоторые танковые трансмиссии с планетарными неавтоматическими коробками передач (танк Т-72, танк Чифтен, танк Т-64) в которых мощность от двигателя к гусеницам передаётся только через механические передачи, но сама КП не является механической ни по конструкции, ни по общепринятому смыслу определения «механический».

Гидромеханические трансмиссии [ | ]

В гидромеханических трансмиссиях по крайней мере на части режимов работы мотора мощность передаётся посредством кинетической энергии потока жидкости. Подобное усложнение трансмиссии обусловлено разными конструктивными целями, например, улучшением приспособляемости транспортного средства под различные условия движения, или устранение жёсткой связи между двигателем и движителем для снижения ударных нагрузок, фильтрации крутильных колебаний, облегчения управления. Гидромеханические трансмиссии применяются только на транспортных средствах и не применяются на технологических машинах (станках). В роли преобразователя потока мощности вращением в поток жидкости и обратно обычно используется гидротрансформатор (как в виде комплексной гидропередачи, так и без блокировки), реже — гидромуфта. Зачастую в составе гидромеханической трансмиссии будет присутствовать автоматическая коробка передач. В современных механизмах поворота гусеничных машин именно для целей поворота могут применяться гидрообъёмные насос-машины, позволяющие на некоторых режимах движения пропускать через себя практически всю передаваемую мощность.

При использовании комплексной гидропередачи гидромеханические трансмиссии имеют КПД близкий к КПД механической трансмиссии. В случае использования гидротрансформатора без блокировки или гидромуфту КПД может быть на уровне 0,8. Широко применяются на различных наземных транспортных средствах, от легковых машин до грузовых локомотивов.

Гидравлические трансмиссии [ | ]

В гидравлической трансмиссии вся мощность на всех режимах работы передаётся посредством различных объёмных насос-машин, в первую очередь — аксиально-плунжерных гидромашин. Механические передачи мощности вращением здесь играют вспомогательную роль или даже могут отсутствовать. Достоинства такой трансмиссии — малые габариты машин, малая масса и отсутствие механической связи между ведущим и ведомым звеньями трансмиссии, что позволяет разносить их на значительные расстояния и придавать большое число степеней свободы. Недостаток гидрообъёмной передачи — значительное давление в гидролинии и высокие требования к чистоте рабочей жидкости.

Гидростатическая передача используется на дорожно-строительных машинах (особенно катках — из-за необходимости обеспечивать очень большое передаточное число, а также зачастую приводить вальцы с торца, построение механической передачи затруднено), как вспомогательная — на тепловозах, авиационной технике (благодаря малой массе и возможности размещать мотор далеко от насоса), металлорежущих станках.

Электромеханические трансмиссии [ | ]

Электромеханическая трансмиссия состоит из электрического генератора, тягового электродвигателя (или нескольких), электрической системы управления, соединительных кабелей. Основным достоинством электромеханических трансмиссий является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии, что позволяет создать различные компоновочные схемы.

Недостатком, препятствующим широкому распространению электрических трансмиссий, являются относительно большие габариты, масса и стоимость (особенно если используются электрические машины постоянного тока), сниженный КПД (по сравнению с чисто механической). Однако, с развитием электротехнической промышленности, массовым распространением асинхронного, синхронного, вентильного, индукторного и др. видов электрического привода, открываются новые возможности для электромеханических трансмиссий.

Такие трансмиссии применяются в тепловозах, карьерных самосвалах, некоторых морских судах, тракторах, самоходных механизмах, военной технике — на танках ЭКВ (СССР) и немецких военных машинах («Фердинанд» и «Мышонок»), автобусах (которые с таким видом трансмиссии правильнее называются теплоэлектробус, например ЗИС-154).

Автоматические трансмиссии [ | ]

Под таковой в контексте применения на транспортных средствах понимается трансмиссия, способная автоматически изменять общее передаточное отношение потока передаваемой вращением мощности. В случае ступенчатого изменения передаточного отношения основным исполнительным узлом автоматической трансмиссии является автоматическая КП. В случае бесступенчатого — вариатор. Автоматическая трансмиссия может быть как механической, так и гидромеханической. Во втором случае в составе гидромеханической автоматической трансмиссии обязательно присутствует гидротрансформатор.

Тяговый электропривод в гибридных транспортных средствах. Часть 3. Разработки КТЭО для гибридных транспортных средств в Концерне «РУСЭЛПРОМ»

ООО «Русэлпром-электропривод» совместно с предприятиями-изго­то­ви­те­лями транспортных средств выполнило ряд разработок транспортных средств. Все транспортные средства и КТЭО создавались и создаются на коммерческой основе с заводами-изготовителями транспортной техники; бюджетные средства в рамках инновационных программ не использовались.

Концептуальный макет трактора показан на рисунке 1.
Параметры трактора МТЗ3022Э:
– масса — 11500 кг;
– максимальная скорость — 50 км/ч;
– масса задних навесных орудий — 3500 кг;
– масса передних навесных орудий — 2800 кг;
– радиус качения задних колес — 0,922 м (143 об./мин при 50 км/ч);
– коэффициент редукции заднего ведущего моста — 27,618;
– радиус качения передних колес — 0,706 м (188 об./мин при 50 км/ч);
– коэффициент редукции переднего ведущего моста — 21,2545;
– коробка передач: К1=4,824; К2=2,912; К3=1,762; К4=1,063;
– максимальное усилие на крюке — 54000 Н;
– максимальная мощность дизеля (Det­roit Diesel) — 300 л.с. (при 2200 об./мин);
– максимальная мощность мотор-генератора — 225 кВт (1074 Нм при 2000 об./мин).
– максимальная мощность вала отбора мощности (ВОМ) — 190 кВт.

Применение электромеханической трансмиссии позволяет:
– улучшить технико-экономические показатели трактора;
– снизить динамические нагрузки на узлы трактора и дизеля;
– уменьшить буксование колес, снизить расход топлива на единицу выполненной работы (до 30%);
– обеспечить бесступенчатое регулирование скорости агрегата;
– снизить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание, ремонт и расходные материалы;
– повысить надежность работы трактора в целом.
Компоновка трактора с электромеханической трансмиссией показана на рисунке 2.

Состав КТЭО:
– тяговый асинхронный мотор-генератор (АМГ) переменного тока с силовым преобразователем (СП) с микропроцессорной частотной системой управления;
– тяговый асинхронный двигатель (ТАД) центрального привода с силовым преобразователем с микропроцессорной частной системой управления;
– блок питания и коммутации (БПК и ПК);
– DC/DC-преобразователь питания собственных нужд (системы охлаждения);
– тормозной резистор с чоппером (DC/DC-преобразователем);
– контроллер верхнего уровня (КВУ) с органами управления и отображения информации в кабине тракториста для управления потоками мощности и тягой, связанный по CAN со всеми контроллерами СП, дизеля, внешней ПЭВМ, GPS.
Трактор оборудован сервисной вы­чис­лительной системой (СВС). Пара­мет­ры асинхронных двигателей МГ и ТАД указаны в таблице 1.

Наименование параметра

МГ, значение

ТАД, значение

Асинхронный с короткозамкнутым ротором

Номинальная частота вращения, об./мин.

Диапазон частот вращения, об./мин.

КПД (совместно с силовым преобразователем)

Габариты (длина/диаметр), мм

МГ и ТАД имеют жидкостное охлаждение, расход воды составляет 20 л/мин.
Силовые преобразователи АМГ и ТАД, ПК и DC/DC-преобразователи объединены в блок силовой электроники (БСЭ). Силовые преобразователи выполнены на базе интегральных трехфазных инверторов напряжения SKAI фирмы SEMIKRON, максимальный фазный ток составляет 300 А (эфф., длительно), номинальное напряжение в звене постоянного тока — 850 В. Для управления используются процессорные контроллеры TMS 320 (частотное управление). БСЭ имеет жидкостное охлаждение, расход воды — 10 л/мин.
В настоящее время:
– успешно завершены полигонные испытания КТЭО в составе макета трактора МТЗ3022Э, включая сопоставительную пахоту;
– по результатам испытаний в 2009 г. выпущена установочная серия (с модернизацией КТЭО) тракторов, проводятся эксплуатационные и сертификационные испытания на машино-испытательных станциях РФ и РБ.

Читайте также  Все трансмиссии радио рекорд

Параметры трактора МТЗ 3023:
– тип трактора — общего назначения;
– колесная формула — 4×4;
– номинальное усилие на крюке — 50 кН;
– ДВС — Detroit Diesel S40E 8.7 LTA M146;
– мощность ДВС, кВт (л.с.) — 220 (300);
– частота вращения ДВС номинальная — 2200 об./мин;
– максимальный крутящий момент ДВС — 1457 Нм;
– коэффициент запаса крутящего момента — 40%;
– удельный расход топлива при эксплуатационной мощности ДВС — 249 г/(кВт∙ч);
– оптимальный расход топлива ДВС — 195 г/(кВт∙ч);
– объем топливного бака — 500 л;
– коробка передач — бесступенчатая электромеханическая с электроприводом переменного тока, два механических диапазона, переключение двух ступеней внутри каждого диапазона с помощью фрикционных гидроуправляемых муфт автоматически или принудительно;
– скорости в диапазонах, км/ч:
— поле — 0…18;
— дорога — 0…42 (50);
– реверс — полный;
– передний ведущий мост — с конечными передачами планетарного типа, с самоблокирующимся дифференциалом;
– задний мост — с дифференциалом с фрикционной муфтой блокировки, конечными передачами планетарного типа;
– габаритные размеры (длина/ши-
рина/высота) — 6400/2630/3250 мм;
– масса, кг:
— конструкционная 11500;
— эксплуатационная 12500;
— максимальная 18000;
– база трактора — 3260 мм;
– шины (основная комплектация, передние/задние) — 540/65R30/ 580/70R42;
– минимальный радиус поворота — 5,5 м.
В тракторе МТЗ 3023 применены модернизированные узлы КТЭО макетного образа трактора с центральным приводом, включая модернизированные асинхронные электрические машины (МГ и ТАД), блок силовой электроники, блок коммутаций, КВУ и табло. Блок-схема КТЭО приведена на рисунке 3.

В контроллерах МГ и ТАД применена векторная система управления. Компоновка тягового оборудования на тракторе и фотография блока силовой электроники (крышка снята) приведены на рисунке 4.

Для обеспечения контроля за различными системами трансмиссии в кабине водителя расположено информационное табло. Оно имеет семь экранов отображения информации и позволяет полностью контролировать работу электромеханической трансмиссии и двигателя внутреннего сгорания.
Алгоритмы управления позволяют осуществлять функцию реверса в автоматическом режиме. Нажав на кнопку на рукоятке джойстика «Движение», можно перемещаться в одном из двух диапазонов, в зависимости от необходимой максимальной скорости движения:
1 — рабочий (0…18 км/ч) и 2 — транспортный (0…42 км/ч). Для простоты агрегатирования трактора с сельхозорудиями заложена функция перемещения с малой скоростью при полном нажатии на педаль акселератора, которая включается кнопкой «Малое перемещение».
С целью обеспечения простоты диагностики и сервиса, упрощения наладки и контроля за параметрами оборудования ООО «Русэлпром-электропривод» разработало сервисную вычислительную систему (СВС) — специальное программное обеспечение для персонального компьютера. СВС служит для задания уставок и настройки параметров системы управления, выборочного отображения текущих значений переменных, сохранения и динамического отображения значений переменных.
ООО «Русэлпром-электропривод», в дополнение к основному оборудованию КТЭО, разработало и поставляет в качестве опций автономную станцию электроснабжения (АСЭ), электропривод переднего вала отбора мощности (ВОМ), и электропривод вентилятора радиатора.
Основные характеристики АСЭ:
– номинальная частота выходного напряжения — 50 ±0,5 Гц;
– номинальное выходное линейное напряжение 3×400 В (схема без нулевого провода);
– номинальное выходное фазное напряжение 3×220 В (схема с нулевым проводом);
– регулируемая уставка выходного напряжения — 5/—10%;
– коэффициент искажения синусоидальности выходного напряжения — не более 5%;
– номинальная активная выходная мощность — 172,5 кВт;
– КПД при номинальной нагрузке — не менее 95%;
– габаритные размеры 1200×800×300 мм;
– масса — 85 кг;
– степень защиты — IP65.
Электромеханический привод переднего ВОМ и привод вентилятора показаны на рисунке 5.

Основные характеристики привода ВОМ:
– номинальная мощность — 55 кВт;
– номинальный момент на валу — 105 Нс;
– номинальный ток — 90 А;
– КПД двигателя — не менее 93%;
– срок службы — 10 лет.
Привод переднего ВОМ контейнерного типа позволяет устанавливать его как на трактор, так и на передние навесные орудия.
Наличие на тракторе электрического привода вентилятора системы охлаждения позволяет точно регулировать поток воздуха через радиатор, не допуская перегрева дизеля при его работе в режимах оптимальных по топливной эффективности (при снижении оборотов дизеля) и, при необходимости, включать режим реверса для продувки и очистки радиатора. Максимальная мощность электропривода вентилятора — 20 кВт.
АСЭ, привод ВОМ и привод вентилятора питаются от звена постоянного тока блока силовой электроники с помощью управляемых силовых преобразователей (инверторов).
Преимущества, достигнутые в тракторе с КТЭО:
– эффективная, простая и надежная бесступенчатая коробка передач;
– всего два режима, выбираемых вручную (поле или дорога);
– автоматическое переключение фрикционной муфтой, обеспечивающей эффективный разгон на транспорте;
– возможность работы с высоким КПД во всем диапазоне скоростей движения;
– эффективное управление режимами работы дизеля, в зависимости от потребляемой мощности;
– режимы электроторможения с передачей энергии движения в дизель;
– система удержания трактора на подъеме и спуске;
– возможность точного перемещения на заданное малое расстояние.
– эффективное водяное охлаждение электропривода.
– дополнительные опции: электропривод вентилятора ДВС; электропривод переднего ВОМ; автономная станция электроснабжения.
Преимущества с точки зрения комфорта и удобства управления движением:
– простота и удобство органов управления коробкой передач;
– наличие нескольких режимов управления трансмиссией:
– задание скорости движения от педали;
– задание скорости движения от джойстика с возможностью грубой и точной настройки;
– удержание трактора на месте с возможностью управлять в этом режиме оборотами дизеля от педали;
– точное поддержание скорости трактора благодаря GPS;
– возможность автоматического и принудительного управления оборотами дизеля при работе с ВОМ;
– легкость изменения направления движения.
Опытная партия тракторов МТЗ 3023 (5 шт.) прошла испытания на машино-испытательных станциях в России, Белоруссии и Украине. Широкому потребителю трактор МТЗ 3023 был представлен на крупнейшей сельскохозяйственной выставке AGRITECHNICA-2009, которая состоялась в Ганновере 8—14 ноября 2009 г. Трактор был удостоен серебряной медали организатора этого показа — немецкого сельскохозяйственного общества DLG.

Разработки тракторов с электромеханической трансмиссией в РУП МТЗ не ограничиваются моделью трактора с дизельным двигателем мощностью 300 л.с. — достаточно упомянуть ведущиеся в настоящее время работы по колесным и гусеничным сельскохозяйственным и промышленным тракторам мощностью 150, 160, 450 л.с.
В Минпромторге РФ имеется важнейший инновационный проект «Трактор», предусматривающий создание колесных сельскохозяйственных тракторов классической компоновки классов 5—7 с автоматической трансмиссией. Концерн «Русэлпром» готов выступить контрагентом у российских тракторных заводов при реализации этого проекта в части разработки, изготовления и испытаний опытных образцов, серийного производства полного комплекта тягового электрооборудования для автоматической электромеханической трансмиссии.

Применение электрической трансмиссии в тракторах имеет много преимуществ. Особенно это касается мощных, энергонасыщенных тракторов. В такой технике обычная механическая трансмиссия сложна и дорога, особенно в производстве — достаточно упомянуть только стоимость коробок передач, число которых в мощных тракторах доходит до нескольких десятков. Электромеханическая трансмиссия полностью решает эту проблему за счет всего двух режимов работы (двух передач) — рабочего и транспортного. Немаловажным обстоятельством для тракторных заводов является получение комплекта устройств КТЭО в качестве комплектующих, что существенно упрощает производственный и сборочный процесс.
Альтернативой электромеханической трансмиссии является гидравлическая (различных типов). Однако следует отметить, что гидротрансмиссия требует при изготовлении точной механической обработки (что недешево и нелегко осваивается на отечественных предприятиях); требуется высококачественное масло и жесткая процедура проведения технического обслуживания (что также непросто реализовать); КПД гидротрансмиссии ниже, чем электромеханической; наконец, ресурс работы гидротрансмиссии невелик. В таблице 2 приведены сравнительные показатели трансмиссий, применяемых в сельскохозяйственных тракторах. В совокупности, все эти факторы однозначно свидетельствуют в пользу применения в тракторах более простой конструктивно, более надежной, не требующей больших эксплуатационных затрат, имеющей больший ресурс, и, следовательно, более перспективной электромеханической трансмиссии.

Что такое трансмиссия в автомобиле

transmissiya Audi A6

Все об авто

transmissiya Audi A6

Когда каждый человек еще в детстве начинает интересоваться автомобилями, он изучает не только марки и моделей машин, но и устройство автомобиля. Одним из главных агрегатов автомобиля является трансмиссия, которая состоит из множества более мелких узлов и агрегатов. В данной статье мы расскажем всем интересующимся молодым автомобилистам, что такое трансмиссия в автомобиле.

Читайте также  Ваз инжектор масло в трансмиссию

Определение понятия «трансмиссия»

Согласно научным изданиям машиностроения, трансмиссия – это совокупность механизмов и сборочных единиц, которые соединяют двигатель с ведущими колесами, в данном случае, автомобильного транспорта, а также совокупность системы, которая обеспечивает работу трансмиссии.

Трансмиссия является совокупностью агрегатов и узлов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам, при этом могут изменяться тяговые усилия, скорость и направление движения. Автомобильная трансмиссия включает в себя механизмы, которые в науке относят к составу силового агрегата – это коробка передач и сцепление. Любой каталог автозапчастей содержит в себе все возможные типы трансмиссий для покупки.

Состав трансмиссии автомобиля

В зависимости от типа трансмиссии и привода автомобиля в состав автомобильной трансмиссии входят следующие составляющие:

— коробка отбора мощности;

— главная передача или ведущий мост;

Классификация трансмиссий автомобилей

В механике выделяют следующие типы трансмиссий для автомобилей:

powershift

В таблице ниже приведено описание каждого типа трансмиссий для автомобилей.

Тип трансмиссии Описание
Механическая трансмиссия Механическая трансмиссия – это простая и планетарная трансмиссия. Коробка передач такой трансмиссии содержит только фрикционные и шестеренчатые устройства. У механической трансмиссии высокий коэффициент полезного действия и небольшие размеры. Данный тип трансмиссии автомобиля отличается надежностью, простотой в изготовлении и эксплуатации. К недостатку данного типа трансмиссии можно отнести потерю использования мощности мотора из-за ступенчатости изменения передаточных чисел. Кроме того, на переключение передач уходит много времени, из-за чего усложняется управление автомобилем.
Электромеханическая трансмиссия Электромеханическая трансмиссия служит для преобразования механической энергии в электрическую и передачи к ведущим колесам преобразует электрическую энергию в механическую. К достоинствам данного типа трансмиссии можно отнести обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги. Еще достоинством является отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии, что позволяет создать различные компоновочные схемы. К недостаткам данного типа трансмиссии можно отнести большие габариты, массу и стоимость (при использовании электрических машин постоянного тока), низкий КПД (по сравнению с чисто механической).
Гидромеханическая трансмиссия Гидромеханическая трансмиссия обладает гидромеханической коробкой передач, которая в свою очередь состоит из гидродинамического преобразователя момента (им может быть гидротрансформатор или комплексная гидропередача) и механического редуктора. Данный тип трансмиссии имеет автоматическое изменение крутящего момента, а также автоматическое переключение передач и легкое управление коробкой передач. Это все является преимуществами гидромеханической трансмиссии. К недостаткам данного типа трансмиссии можно отнести сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидротрансформатора. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента не более трёх, что вынуждает иметь механический редуктор на три-пять передач, считая передачу заднего хода. Такой тип трансмиссии нуждается в специальной системе охлаждения, что увеличивает габариты трансмиссионного отделения автомобиля.
Гидравлическая трансмиссия Гидравлическая трансмиссия – это тип трансмиссии, в которой переключения передач выполняет не механический аппарат, а гидравлический аппарат. Коробка передач такого типа трансмиссии имеет первичный и вторичный вал, несколько пар зубчатых колес, подобно обычной коробке передач. Однако включение нужной пары в работу выполняет не фрикционная или кулачковая муфта, а гидромуфта или гидротрансформатор, заполняемый для включения передачи. К преимуществам данного типа трансмиссии можно отнести отсутствие механических муфт и безударное включение передач. А вот недостатком гидравлической трансмиссии является необходимость присутствия отдельной гидромуфты, которая весьма велика в своих размерах.
Гидростатическая трансмиссия Гидростатическая трансмиссия основывается на аксиально-плунжерных гидромашинах, которые передают мощность от двигателя. К преимуществам данного типа трансмиссии можно отнести малые габариты гидромашин, малую массу и отсутствие механической связи между ведомым и ведущим звеньями трансмиссии. Это позволяет разносить их на значительные расстояния и придавать большое число степеней свободы. А вот недостатками гидростатической трансмиссии являются высокие требования к чистоте рабочей жидкости и значительное давление в гидролинии.

Функции основных механизмов трансмиссии для автомобиля

Самой популярной трансмиссией для автомобилей является та, что имеет задний привод колес. Ее основные механизмы несут следующие функции.

Гидромеханическая, электромеханическая трансмиссии.

Гидромеханическая трансмиссия. Такая комбинированная трансмиссия состоит из механизмов механической и гидравли­ческой трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно (см. рис. 3.3, в).

Рис. 3.8. Схема гидромеханической трансмиссии: 1 — двигатель; 2 — гидромеханическая коробка передач; 3 — карданная передача; 4 — главная передача;

5 — дифференциал; 6 — полуоси

В гидромеханическую трансмиссию (рис. 3.8) входят гидроме­ханическая коробка передач 2, включающая гидротрансформатор и механическую коробку передач, карданная передача 3, главная передача 4, дифференциал 5 и полуоси 6.

Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя 1 к трансмиссии происходит за счет гидродинамического (скоростного) напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных механизмов. Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, почти в 2 раза повышает дол­говечность двигателя и механизмов трансмиссии. Снижается также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.

Недостатком гидромеханической трансмиссии являются более низкий КПД, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля, более сложная конструкция и большая масса, а также высокая стоимость в производстве, которая составляет около 10 % стоимости автомобиля.

Электромеханическая трансмиссия. Такая комбинированная трансмиссия состоит из элементов механической и электрической трансмиссий. На рис. 3.9 показана схема электромеханической трансмиссии автобуса большой вместимости.

Рис. 3.9. Схема электромеханической трансмиссии: 1 — электродвигатель;

2 — карданная передача; 3 — ведущий мост; 4 — двигатель; 5 — генератор

Двигатель 4 внутреннего сгорания расположен в задней части автобуса и приводит в действие гене­ратор 5. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к элект­родвигателю 1. Крутящий момент от электродвигателя через карданную передачу 2 подводится к ведущему мосту 3 и далее через главную передачу, дифференциал и полуоси к ведущим колесам автобуса. Сцепление и коробка передач в трансмиссии отсутствуют, так как при возрастании сопротивления дороги уменьшается частота вращения электродвигателя и автоматически увеличивается крутящий момент, подводимый к ведущим колесам автобуса.

Отсутствие педали сцепления и рычагов переключения коробки передач существенно облегчает работу водителя автобуса, который в условиях города работает с частыми остановками. Кроме того, электромеханическая трансмиссия повышает проходимость и безопасность движения. Недостатками электромеханической трансмиссии по сравнению с механической являются меньший КПД, не превышающий 0,85, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность (расход топлива увеличива­ется на 15. 20%), а также большие габаритные размеры и масса.

Трансмиссии автопоездов. Автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепов или полуприцепов, могут иметь трансмиссии различного типа в зависимости от назначения автопоезда. Так, на автопоездах, предназначенных для работы по дорогам с твердым покрытием, трансмиссию имеет только автомобиль-тягач. На автопоездах, рассчитанных на работу в условиях бездорожья, для повышения их проходимости прицепы и полуприцепы обычно оборудуются ведущими мостами.

Мощность и крутящий момент к этим мостам могут подводиться от двигателя автомобиля-тягача через механическую, гидравлическую или электрическую трансмиссию. Для привода дополнительного оборудования автопоезда (лебедки, насоса подъема грузового кузова и др.) в трансмиссии имеется коробка отбора мощности, которая присоединяется к коробке передач.

Назначение типы и конструктивные особенности сцепления.

Фрикционные однодисковые и двухдисковые сцепления.

Назначение и классификация.

Сцеплением называется силовая муфта, в которой передача крутящего момента обеспечивается си­лами трения, гидродинамическими силами или электромагнитным полем. Такие муфты называются соответственно фрикционными, гидравлическими и электромагнитными. Сцепление служит для временного разъединения двигателя и трансмиссии и плавного их соединения. Временное разъединение двигателя и трансмиссии необходимо при переключении передач, торможении и остановке автомобиля, а плавное соединение — после переключения передач и при трогании автомобиля с места.

При движении автомобиля сцепление во включенном состоянии передает крутящий момент от двигателя к коробке передач и предохраняет механизмы трансмиссии от динамических нагрузок.

На автомобилях применяются различные типы сцеплений (рис. 4.9).

Все указанные сцепления, кроме центробежных, являются постоянно замкнутыми, т. е. постоянно включенными и выключаемыми водителем при переключении передач, торможении и остановке автомобиля.

На автомобилях наибольшее применение получили фрикционные сцепления. Однодисковые сцепления применяются на легковых автомобилях, автобусах и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности, а иногда ибольшой грузоподъемности. Двухдисковые сцепления устанавливают на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

Рис. 4.9. Типы сцеплений, классифицированные по различным признакам

Многодисковые сцепления используются редко — только на автомобилях большой грузоподъемности. Гидравлические сцепления, или гидромуфты, в качестве отдельного механизма на современных автомобилях не применяются. Электромагнитные сцепления имели некоторое применение на автомобилях, но широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции.

Проект тяжелого танка с электротрансмиссией «Объект 253

Вот бочку купить. В ходе Великой Отечественной войны трофеями красноармейцев регулярно становились различные боевые машины немецкого производства, которые передавались для изучения специалистам. Особое внимание привлекла к себе самоходная артиллерийская установка Ferdinand, оснащенная электротрансмиссией. Все серийные немецкие и советские танки не оснащались подобными системами, из-за чего было решено тщательно изучить полученную машину и, при целесообразности этого, использовать полученные знания для развития собственной бронетехники.

Читайте также  Жидкость для автоматических трансмиссий mobil atf 3309 1л

Проект тяжелого танка с электротрансмиссией «Объект 253»

В середине ноября 1943 года Наркомат танковой промышленности представил тактико-технические требования к перспективному тяжелому танку, который должен прийти на смену существующему ИС-2. Вскоре работы по новому проекту, получившему условное обозначение ИС-6, начались в ОКБ завода №100 (г. Челябинск), возглавляемом Ж.Я. Котиным. В двух проектах, предложенных этим конструкторским бюро, применялись уже отработанные решения. История отечественного танка с электрической трансмиссией началась только в июне 1944 года в связи с очередным приказом Государственного комитета обороны и Наркомата танковой промышленности.

В соответствии с этим документом завод №100 и Уралмашзавод (г. Свердловск) должны были разработать два новых варианта перспективного тяжелого танка, получившие обозначения «Объект 252» и «Объект 253». В рамках первого проекта челябинские и свердловские специалисты разработали вариант глубокой модернизации существующего танка ИС-2 с использованием похожих технических решений, а танк «Объект 253» должен был получить силовую установку оригинальной конструкции.

Ряд узлов и агрегатов танков «252» и «253» предлагалось унифицировать, что сказалось на облике обеих машин. Корпус танка «Объект 253» имел классическую компоновку. В передней его части размещалось отделение управления с рабочим местом механика-водителя, в среднем – боевое и в корме – моторно-трансмиссионное. Лоб корпуса предлагалось собирать из четырех броневых листов: верхнего, нижнего и двух боковых. Верхняя деталь имела толщину 100 мм и размещалась под углом 65° к вертикали. Нижний лобовой лист был толще верхнего на 20 мм и располагался под углом 52° к вертикали. 100-мм боковые (скуловые) листы были наклонены на 62° и повернуты на 40° от оси машины.

Борта танка «Объект 253» предлагалось сваривать из трех деталей толщиной до 100 мм. Корма, как и лоб, состояла из четырех листов, однако имела иную форму. Максимальная толщина кормовых листов достигала 60 мм. Крыша корпуса должна была изготавливаться из броневых листов толщиной от 20 мм (крыша моторного отделения) до 50 мм (подбашенный лист). Танк «Объект 253» предлагалось оснащать литой башней с вварной крышей. Последняя имела толщину 30 мм. Лоб и борта башни должны были иметь толщину 100-150 мм и располагаться под углами 25-35 градусов к вертикали.

Проект тяжелого танка с электротрансмиссией «Объект 253»

Силовую установку для нового тяжелого танка предлагалось разрабатывать на основе идей и опыта, имеющегося у Военной академии механизации и моторизации им. Сталина, Челябинского Кировского завода и нескольких других предприятий. Агрегаты электротрансмиссии, как ожидалось, должны были обеспечивать требуемую подвижность боевой машины, а также могли улучшить приемистость и управляемость.

Основой силовой установки танка «Объект 253» стал дизельный двигатель В-12У мощностью 700 л.с. Мотор предлагалось соединять с главным генератором ДК-305А. Агрегат массой 1740 кг должен был вырабатывать до 370 кВт. В состав электрических систем перспективного танка вошел еще один генератор, СГ-1А. Задачей этого трехфазного генератора была выработка тока для питания вентиляторов охлаждения дизеля и тяговых электродвигателей, а также для питания агрегата подзарядки аккумуляторов. Для питания цепей возбуждения генераторов СГ-1А и ДК-305А, а также для энергоснабжения иных агрегатов танк получил два генератора постоянного тока Г-73.

Для передвижения танк «Объект 253» должен был использовать тяговые электродвигатели ДК-302А и ДК-302Б мощностью по 164 кВт, передающие крутящий момент на ведущие колеса через бортовые редукторы. Мощность двигателей предлагалось менять путем регулирования силы тока в обмотке возбуждения главного генератора. По расчетам, максимальная сила тока, вырабатываемого генератором ДК-305А, должна была достигать 960А. Двигаться по шоссе можно было при силе тока порядка 490А, по пересеченной местности – при 740А.

Электрическая трансмиссия для нового танка получилась крупной и тяжелой. Так, общая масса всех агрегатов трансмиссии достигла 3850 кг и в несколько раз превысила аналогичный параметр агрегатов танка ИС-2, трансмиссия которого весила лишь 980 кг. Сложность и большой вес электротрансмиссии стали одним из основных недостатков, сказавшихся на дальнейшей судьбе проекта. Ввиду использования сложного и тяжелого электрического оборудования перспективный танк должен был иметь боевую массу на уровне 54 тонн.

Гусеничная ходовая часть «Объекта 253» была без серьезных изменений заимствована у танка ИС-2. Она имела по шесть опорных катков с торсионной подвеской на каждом борту, передним направляющим и задним ведущим колесами. Верхняя ветвь гусеницы лежала на трех поддерживающих роликах. Примечательно, что по ряду причин танк «Объект 252» получил ходовую часть иной конструкции.

Проект тяжелого танка с электротрансмиссией «Объект 253»

Все вооружение перспективного тяжелого танка должно было устанавливаться в башне. Основным оружием машины стала нарезная пушка Д-30 калибра 122 мм. Это орудие представляло собой дальнейшее развитие пушки Д-25Т, устанавливавшейся на предыдущих тяжелых танках. Пушка со стволом длиной 48 калибров оснащалась вертикальным клиновым затвором с полуавтоматикой копирного типа. Для снижения импульса отдачи пушка получила дульный тормоз. Основными отличиями Д-30 от предыдущего орудия стали досылатель снаряда и оборудование для продувки канала ствола сжатым воздухом. Механизмы установки оружия позволяли осуществлять вертикальное наведение в пределах от -3° до + 20°.

Для поражения живой силы противника в башне должен был монтироваться пулемет СГМТ калибра 7,62 мм, спаренный с пушкой. На башне предлагалось устанавливать крупнокалиберный зенитный пулемет. Боекомплект танка «Объект 253» должен был состоять из 30 выстрелов для пушки, 1300 патронов для спаренного пулемета и 250 патронов для зенитного пулемета.

В годы Великой Отечественной войны процесс создания новой техники не занимал много времени, и проект «Объект 253» не стал исключением. Разработка машины стартовала в июне 1944 года, а строительство опытного танка завершилось в ноябре того же года. Новейшая электрическая трансмиссия довольно быстро продемонстрировала свою сложность и невысокую надежность. Уже первые ходовые испытания завершились аварией. Танк-прототип прошел около 10 км и остановился из-за поломки электрооборудования.

Одной из главных проблем предлагаемой электротрансмиссии был перегрев агрегатов во время работы. По этой причине в ходе последующего ремонта опытный танк получил крышу моторного отделения с дополнительным вентилятором для охлаждения электрических агрегатов. В таком виде прототип «Объект 253» вышел на заводские испытания в конце ноября 44-го. В ходе испытаний «Объект 253» показал, что на шоссе способен развивать скорость до 35 км/ч. Запас хода по топливу составлял 150 км.

Проект тяжелого танка с электротрансмиссией «Объект 253
«Два брата» ИС-6. Слева «электрический» — Объект 253 с электротрансмиссией. Справа — Объект 252 с большими катками

После завершения заводских испытаний танки «Объект 252» и «Объект 253» были отправлены в Кубинку для дальнейшей проверки. Специалисты НИБТ не только изучали возможности представленных бронемашин, но и сравнивали их с другой техникой аналогичного класса. Такие сравнения показали, что предлагаемые танки ИС-6 имеют только одно преимущество перед существующими тяжелыми танками – более высокий уровень защиты. Кроме того, «Объект 253» был немного проще в управлении, чем другие советские тяжелые танки. По другим параметрам предложенные машины либо не отличались от иной техники, либо проигрывали ей.

Отсутствие заметных преимуществ перед другими танками, в частности «Объектом 701» (ИС-4), сказалось на судьбе обоих проектов, созданных ЧКЗ и Заводом №100. Все работы по «Объекту 252» и «Объекту 253» были прекращены. После окончания войны опытный образец танка с электротрансмиссией стал музейным экспонатом.

Проект «Объект 253» завершился неудачей, обусловленной особенностями предложенных технических решений. Электрическая трансмиссия с несколькими генераторами, аккумуляторной батареей и двумя тяговыми электродвигателями оказалась слишком сложной и тяжелой. Кроме того, надежность систем оставляла желать лучшего и не позволяла использовать их на серийной технике. От продолжения работ и доводки электротрансмиссии отказались ввиду наличия других проектов, имевших больший приоритет.

Следует отметить, во второй половине 1944 года разрабатывался проект самоходной артиллерийской установки ЭСУ-100 с электрической трансмиссией. Использование таких агрегатов должно было привести к утяжелению самоходки на 3 т в сравнении с базовой машиной при сохранении всех прочих характеристик на прежнем уровне. В октябре 44-го состоялось заседание технического совета Наркомата танковой промышленности, на котором обсуждались перспективные проекты САУ. В ходе совещания специалисты признали электротрансмиссию интересным и многообещающим предложением, однако отметили, что оно не является рациональным ввиду необоснованного роста массы всей боевой машины. Прототип САУ ЭСУ-100 не строился и не испытывался.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: