ГОСы / Трактора и Автомобили / 11

11. Трансмиссия предназначена для пере­дачи энергии от двигателя к движителю трактора и автомобиля, а также к ак­тивным рабочим органам агрегатируемых с трактором сельскохозяйственных ма­шин.

Передача энергии, поступающей от двигателя к трансмиссии, характеризу­ется крутящим моментом и угловой ско­ростью. Поскольку у автотракторных двигателей внутреннего сгорания угло­вая скорость коленчатого вала слишком высока, чтобы передать ее непосредст­венно на колеса или к рабочим органам сельскохозяйственных машин, в отдель­ных агрегатах трансмиссии (коробке пе­редач, редукторе вала отбора мощности, главной передаче и т. д.) угловая ско­рость и крутящий момент трансформи­руются. Скорость уменьшается, а крутя­щий момент увеличивается так, что пере­даваемая мощность остается неизмен­ной (пренебрегая потерями в сборочных единицах трансмиссии).

Механическая трансмиссия (рис. 5.1, а) состоит только из механических пере­дач. Источник энергии — двигатель 1, от которого через сцепление 2, коробку 3 передач и карданные передачи 7 она по­ступает к раздаточной коробке 4 и да­лее — к переднему 6 и заднему 5 мо­стам с ведущими колесами 8. На трак­торах и автомобилях этот вид трансмис­сии наиболее распространен. Достоин­ство механической трансмиссии — вы­сокое значение КПД, недостаток — сту­пенчатое регулирование.

В качестве элементов механической трансмиссии, трансформирующих кру­тящий момент и скорость, используют шестеренные передачи.

Передаточное число шестеренной пары можно представить как отношение числа зубьев ведомой шестерни (z₂) к числу зубьев ведущей шестерни (z₁)

.

Общее передаточное число шестерен­ной трансмиссии (i_тр) равно произведе­нию передаточных чисел коробки пере­дач i_К.П и заднего моста i₀

.

Гидромеханическая трансмиссия. В нее входят механическая и гидравлическая передачи. Этот вид трансмиссии поя­вился после механической и также получил широкое распространение. Ее до­стоинство — частично бесступенчатое

регулирование и снижение динамических нагрузок на неустановившихся режимах работы. Гидромеханическая трансмис­сия, однако, сложнее механической и уступает ей по значению КПД. При ма­лых и средних мощностях она приме­няется в основном для повышения дол­говечности двигателя и механической части трансмиссии, а также проходимо­сти (на автомобилях — еще и для улуч­шения их комфортабельности). При вы­соких мощностях (до 270...550 кВт) ее применение дополнительно обусловлено целесообразностью замены ступенчатой трансмиссии бесступенчатой.

Электромеханическая трансмиссия (рис. 5.1, б) включает в себя электриче­скую и механическую передачи. Меха­ническая энергия от двигателя 1 вну­треннего сгорания поступает к электри­ческому генератору 2. Далее электри­ческая энергия по силовым кабелям 3 подается к тяговому электродвигателю 4, где она вновь преобразуется в механи­ческую, и, проходя через задний мост 6, поступает к ведущим звездочкам 7. Этот тип трансмиссии используется на трак­торе ДЭТ-250, некоторых автомобилях семейства БелАЗ и МоАЗ. Преимущества такой трансмиссии — дистанционность передачи энергии и бесступенчатость ре­гулирования. Недостатки — относитель­но низкий КПД, повышенные масса и стоимость.

Гидрообъемная трансмиссия (рис. 5.1, в) состоит из гидрообъемных преобразователей: насоса 2, размещен­ного на двигателе, и гидромоторов 4, расположенных в ведущих колесах 5. Положительные качества этого вида трансмиссии — дистанционность пере­дачи энергии и бесступенчатость регули­рования. Опыт создания и применения гидрообъемной трансмиссии на автомо­билях и тракторах еще мал. Гидрообъ­емный привод применяется в первую оче­редь для передачи энергии от трактора активным рабочим органам агрегатируемых сельскохозяйственных машин.

Силы инерции. Силы инерции движу­щихся масс кривошипно-шатунного меха­низма разделяют на силу инерции масс, движущихся возвратно-поступательно, и силу инерции неуравновешенных вращательно движущихся масс.

Рис. 3.15. Изменение силы давления газов , силы инерции , и суммарной силы Р в зависи­мости от угла поворота коленчатого вала.

Силу инерции масс, движущихся воз­вратно-поступательно, определяют по формуле:

где — суммарная масса частей кривошипно-шатунного механизма, движущихся поступа­тельно, кг; — ускорение поршня, м/с².

где — масса поршня вместе с кольцами и пальцем; — масса шатуна.

Для центрального кривошипно-шатунного механизма

Сила инерции может быть представ­лена как сумма

где — сила инерции пер­вого порядка; — сила инерции второго порядка.

Графическое изображение силы инер­ции представлено на рисунке 3.15, откуда видно, что она изменяется так же, как и ускорение поршня (см. рис. 3.13).

Силу , действующую вдоль оси ци­линдра, считают положительной, если она направлена к оси коленчатого вала, и отрицательной, если ее направление — противоположное.

Из формулы видно, что силу инерции , можно уменьшить увеличением длины шатуна или снижением . Однако все это ведет к увеличению размеров двигателя, что нежелательно.

Силу инерции неуравновешенных вра­щающихся масс (кривошипа, коленча­того вала и нижней части шатуна) опре­деляют по формуле:

где — масса неуравновешен­ных вращающихся частей.

Сила для определенной частоты вращения коленчатого вала постоянна и направлена от оси кривошипа по ра­диусу.

Знак «минус» в выражениях сил инер­ции показывает, что направление сил и обратно направлению ускорения.