Какие типы трансмиссии применяются в современных строительных машинах

Трансмиссия – это совокупность механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также регулировки величины тяги по мере изменения условий движения. Основными составляющими узла являются:

Данные компоненты позволяют автомобилю перемещаться в любом направлении и на различной скорости в пределах установленного диапазона.

Какие виды трансмиссии бывают?

По типу привода

По данному критерию различают три вида узлов: с передним, задним, полным приводом.

Передний привод

В переднеприводной компоновке все составляющие трансмиссии помещаются под капотом авто, образуя большую систему механизмов. Мотор имеет повышенный КПД, что достигается за счет малого расстояния между силовым агрегатом и ведущими колесами. Небольшие размеры деталей и отсутствие карданного вала обеспечивают дополнительное пространство в салоне. Плюс автомобили с ведущей передней осью легче, более чувствительные в управлении.

Недостатки переднего привода:

Задний привод

Энергия передается от двигателя на заднюю ось и задние колеса. Данный тип трансмиссии обеспечивает хорошую динамическую нагрузку, что улучшает проходимость автомобиля на низкокачественных дорогах, повышает управляемость авто на заносах и позволяет быстро ускоряться без лишней блокировки руля. Заднеприводная компоновка заняла нишу в спорткарах, автомобилях для экстремальных гонок и соревнований по дрифту.

Карданный вал в задней части добавляет веса машине, но не сказывается на динамике разгона. Плюс работа двигателя не сопровождается вибрациями, что обусловлено продольным расположением и установкой двигателя непосредственно на смягчающие компоненты.

Основным недостатком заднего привода является сокращение полезного пространства в салоне из-за применения тоннелей, необходимых для установки карданного вала. Также по отзывам водителей, на автомобиле с ведущим задним мостом сложно ездить по бездорожью.

Полный привод

В полноприводных автомобилях крутящий момент одновременно подается на переднюю и заднюю ось, что делает все колеса ведущими. Это придает следующие преимущества:

Компоновка обычно используется во внедорожниках, кроссоверах или других кузовах автомобилей, рассчитанных на езду по бездорожью или регулярное движение по плохим дорогам.

Минусы полного привода носят только финансовый характер. Данный вид трансмиссии имеет повышенный расход топлива и дорогой в ремонте, что обусловлено сложностью устройства.

По типу коробки передач

Механическая

Механическая трансмиссия – это тип узла, предполагающий смену режима езды путем ручного перемещения рычага с выжимом педали сцепления. Для передачи крутящего момента используются зубчатые шестерни и фрикционные элементы. Количество ступеней варьируется от 4 до 6 и более (наиболее распространенная 5-ступенчатая конфигурация). Несмотря на то, что это первый вид КПП, он остается востребованным до сих пор.

К преимуществам механической коробки относятся:

Роботизированная

Коробка-робот – это механическая КПП с автоматическим переключением передач. Как и в обычной механике, конструкция включает в себя валы, диск сцепления и корзину, при этом педаль сцепления отсутствует. Смена режима езды происходит за счет встроенных серво или электронных приводов.

В сравнении с классическим автоматом, роботизированная КПП имеет следующие недостатки:

Гидромеханическая (классическая)

Это обычная в нашем представлении коробка-автомат, предполагающая самостоятельную смену скоростей при минимальном участии водителя. От автовладельца требуется только нажимать на педаль газа под определенным усилием и переводить рычаг в другое положение при смене режима (задний ход, парковка, нейтралка и др.).

В АКПП вместо привычного сцепления используется гидротрансформатор, установленный отдельно от КПП. Данное устройство передает давление трансмиссионной жидкости из одной крыльчатки на другую, обеспечивая плавную смену скоростей во время движения.

Преимущества коробки автомат:

Вариатор (бесступенчатая КПП)

Крутящий момент передается на мост автомобиля при помощи ремня (цепи). Передаточное отношение регулируется по мере изменения диаметра шкива, величина которого определяется усилием при нажатии педали акселератора.

Из минусов можно отметить только дорогостоящее обслуживание и медленный разгон автомобиля. Также стоит помнить о мерах предосторожности:

Гидростатическая

Конструкция данных трансмиссий позволяет передавать мощность мотора к рабочим устройствам, находящимся на дальних расстояниях. Разновидность нашла широкое применение в дорожно-строительных машинах, металлорежущих станках, плавсредствах, а также других видах техники, для которой требуется большое передаточное число.

Оборудование имеет повышенные требования к качеству трансмиссионной жидкости.

Гидравлическая

За каждую передачу отвечает отдельная гидромуфта, что позволяет передавать крутящий момент наибольшей величины без вибраций и рывков. Трансмиссия в основном используется на железнодорожной технике.

Электромеханические

Этот вид трансмиссии работает в паре с электрическим двигателем. Основными компонентами являются: генератор тока, система управления, электропроводка для соединения рабочих узлов. Отдельные модели применяются в с/х, морской технике, общественном транспорте и др.

Все виды трансмиссий в разной степени склонны к поломкам. При выявлении признаков некорректной работы КПП обращайтесь в компанию Avir Group. Мы специализируемся на ремонте трансмиссий грузовых автомобилей, пассажирского транспорта и различных видов спецтехники.
Вас может заинтересовать:

Издается с 2007 года

Электрические трансмиссии в строительно-дорожных машинах

Насколько перспективны электрические трансмиссии в соревновании с механическими и гидравлическими приводами? Одним из огромных движителей и тормозов технического прогресса является стандартизация. Фирмы-производители, лидирующие сегодня на рынках, частью успеха обязаны своим изобретениям и разработкам.

Как разрабатывается техника

Ноу-хау – это, по сути, информация о том, как делать конкурентоспособную продукцию. Пассивное его использование ограничено по времени: заканчиваются сроки действия патентов, появляются альтернативные технологические решения, возможна утечка информации. То, что было достоянием одного производителя, через короткое время становится уже стандартом для других участников рынка. Регламент(диктует производителю как должно быть, а ноу-хау опережает стандарт или открывает новую, еще не нормированную, технологию. Стандартизация, делая доступными апробированные новинки, прогрессивна и тут же своими регламентами сковывает свободу творцов. (Само ноу-хау – стандарт в зародыше, новое правило).

Покупать или делать самому? Чтобы покупать, средства нужно заработать. Значит все равно что-то нужно делать самому. Стандартизация расширяет область известных решений, готовых товаров, то есть возможности покупки. Это способствует углублению специализации производства.

В строительно-дорожном машиностроении, как и в других отраслях, увеличивается доля покупных изделий, комплектующих. Творческая мысль конструкторов вначале использует накопленный мировой опыт – стандартизацию и только потом, если что-то нельзя или не выгодно купить, изобретает это. Широкому применению покупных комплектующих в отрасли способствует малосерийность производства и стандартизация узлов. С прошлых времен сохранились предприятия, которые многое делают сами и сегодня являются лидерами в строительно-дорожном машиностроении: Caterpillar, Komatsu, Volvo и т.д. Другие, более молодые на этом рынке фирмы, такие как JCB, Liebherr, пытаются освоить производство сложных изделий: двигателей, гидравлики и др. Критерием конкурентоспособности производимых комплектующих являются их продажи другим фирмам.

Будущее за электрической трансмиссией

Множество предприятий, производящих конечную продукцию, покупают двигатели, трансмиссии, гидравлику у других производителей. Гидростатические трансмиссии получают все более широкое применение в строительно-дорожных машинах и других самоходных механизмах. Этому способствуют отличные компоновочные возможности и наличие готовых, проверенных, качественных гидроагрегатов.

Успехи гидростатики готовят место для электропривода. Малый диаметр и вес проводов создают дополнительные удобства в передаче мощности потребителям. Меньшая зависимость электричества от температуры окружающей среды по сравнению с маслами и более широкие типоразмерные ряды электроагрегатов как в меньшую, так и в большую стороны, являются преимуществами данных технологий. Перспективность электроприводов заставляет сегодняшних лидеров проводить соответствующие опытно-конструкторские работы. Caterpillar уже более 10 лет занимается в данном направлении, и на выставке Conexpo – 2008 представила опытный образец гусеничного бульдозера D7E с электрической трансмиссией. Компания Volvo разработала проект фронтального колесного погрузчика на электротяге.

ЧТЗ еще в 1956 году изготовил дизель-электрический трактор, затем освоил его производство и является первым и, пока, единственным в мире предприятием, серийно изготовляющим гусеничные бульдозеры с электрической трансмиссией. Использование даже части возможностей электропривода позволило решить невозможную тогда задачу – получить мощный бульдозер без освоения производства гидромеханической трансмиссии и специального нового двигателя. Продолжение работ по совершенствованию электропривода бульдозера позволяют заводу создавать задел для перспективных строительно-дорожных машин. Большая часть электрооборудования производится специализированными предприятиями. Развитие электроприводов, повышение их конкурентоспособности является ещё одним шагом к созданию более совершенной техники путем расширения стандартизации, покупки готовых узлов и агрегатов. Большой приход электромашин в строительно-дорожное машиностроение представляется как естественное логическое продолжение технического прогресса. Сегодня это прогноз. В таком прогнозе принимали участие специалисты Челябинского тракторного завода, и он совпадает с мнением ряда специалистов Caterpillar, Volvo и других фирм.

Дизель-электрический трактор ДЭТ

В январе 1961 года на ЧТЗ началось производство дизель-электрических тракторов мощностью 250 л.с. Большое, как говорится, видится на расстоянии. Достаточно ли было времени, чтобы разглядеть и оценить ДЭТ? В 1953 году Исаков П.П., новый главный конструктор ЧТЗ, принял заказ на создание 250-сильного гусеничного трактора. Его предшественник, Балжи М.Ф., отвечал на этот заказ: «спроектировать трактор нельзя».

В СССР тогда не было тракторного двигателя мощнее 140 л.с. Нартов Я.Г., Сильченко Л.Р., Уманский А., Уткин В.Н., Чудаков В.Д., Щербаков В.А., Яковлев Г.С. (ЧТЗ), Богоявленский В.Н. (г. Москва) во главе с Исаковым П.П. нашли решение многих технических проблем. В частности была применена электрическая трансмиссия, известная конструкторам ЧТЗ по немецким самоходным артиллерийским установкам «Фердинанд».

В апреле 1956 года трактор был изготовлен. Реальная потребность в мощных бульдозерах помогла в освоении производства. Машина получилась уникальная. Аналогов не было. Ее появление вызвало большой интерес у специалистов.

На Первой выставке строительно-дорожного машиностроения в Москве в 1956 году были представлены ДЭТ-250 производства ЧТЗ и Komatsu D-250. Машины одного тягового класса и самые большие в то время бульдозера двух компаний. ДЭТ выделялся среди коллег, как лебедь среди гусей, при одинаковом весе он имел бо’льшие размеры. Что это означает, не могли объяснить и создатели машины.

Потребность в тяжелых бульдозерах была большой. Производство ДЭТ-ов достигло 500 шт. в год и определялось количеством выделяемых Госпланом дефицитных электромашин. Шло время. Аналогов у ДЭТ не появлялось. Даже свои заводские конструкторы машин по подобию ДЭТ не проектировали. Модернизация шла медленно. Модификаций почти не было. Зачем? Ведь спрос гарантирован.

Техника развивается, бульдозеры тоже. Например: Liebherr упорно доказывает преимущества гидростатической трансмиссии, Caterpillar внедрила на бульдозерах треугольную гусеницу и считает электрические трансмиссии перспективными. Фирмы Eimco и ЧТЗ пытались радикально изменить компоновку – не получилось. Увеличивали рабочие скорости на Т-130 – вернулись к прежним. А вот микроподрессоривание ходовой части тяжелых машин прижилось и стало классикой.

ДЭТ состоялся. Каково его будущее? Ведущий конструктор Устьянцев Л.П., приняв эстафету от создателей необычной машины, смог пройти свой этап и передать дело Игнатьеву В.В. Стоять на месте нельзя – вытеснят.

Какие типы трансмиссии применяются в современных строительных машинах

Устройства, предназначенные для переноса энергии от источника к потребителю, называются передачами. Различают электрические, гидравлические, пневматические и механические передачи. Последние наиболее широко применяют в машинах, рассматриваемых в данном учебнике.

Передачи этого вида могут быть с непосредственным контактом или с гибкой связью. К первым относятся фрикционные и зубчатые передачи, ко вторым — ременные, цепные и канатные.

Фрикционные передачи применяют в случаях, когда необходимо передавать движение без рывков и снижать уровень шума.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

С конструктивной точки зрения фрикционные передачи бывают цилиндрическими, клиновыми, коническими и дисковыми. В цилиндрических и конических передачах сила трения возникает в месте контакта поверхностей катков, в клиновых — на поверхности клина, в дисковых — между торцовой поверхностью одного диска и образующей другого.

Рис. 29. Зубчатые передачи:
а — цилиндрическая прямозубая с внешним зацеплением, б — цилиндрическая косозубая, в — цилиндрическая шевронная, г — цилиндрическая прямозубая с внутренним зацеплением, д — коническая прямозубая, е — коническая с круговым зубом, ж — системы Новикова, з — винтовая, и — гипоидная, к — червячная, л — глобоидная

В дисковых фрикционных передачах можно путем приближения одного диска к другому или их удаления изменять радиус контакта и таким образом плавно регулировать передаточное число. Передачи, в которые включают такой вид соединения, называют вариаторами.

Применение фрикционных передач ограничено невысокой передаваемой мощностью и сравнительно низким КПД (0,8—0,9).

Зубчатые передачи (рис. 29) наиболее распространены, так как обеспечивают постоянное передаточное число, возможность передачи больших усилий и скоростей и отличаются высоким КПД. К недостаткам зубчатых зацеплений относятся технологическая сложность изготовления и небольшое межосевое расстояние.

В зубчатом зацеплении движение передается за счет того, что Зуб ведущего колеса входит во впадину ведомого и оказывает давление на его зуб, заставляя повернуться. В зацепление последовательно входят все новые и новые зубья, обеспечивая постоянное вращение ведомого колеса.

Цилиндрические зубчатые передачи характеризуются модулем т (мм), шагом зубчатого зацепления и передаточным числом i:
т = D/z,
где D — диаметр делительной окружности, мм; z— число зубьев.

Делительная окружность делит зуб на головку, высота которой обычно принимается равной модулю, и ножку, высота которой равна 1,25 модуля.

Шаг зубчатого зацепления равен расстоянию, измеренному по делительной окружности между одинаковыми точками двух соседних зубьев.

Передаточное число находится в пределах 2—10.

В конических зубчатых передачах угол между валами может быть произвольным, но чаще всего он равен 90°. Передаточное число конической передачи определяют так же, как и для цилиндрической. КПД цилиндрических и конических зубчатых зацеплений 0,96—0,98.

Червячные передачи позволяют передавать вращение от одного вала другому, расположенному в другой плоскости. В отличие от цилиндрических и конических червячные передачи состоят из ведущего элемента — червяка и ведомого — червячного колеса. По конструкции червяки бывают одно- и многозаходными. Передаточное число червячной передачи определяют так же, как и цилиндрической. Здесь z — число зубьев червячного колеса, a z2 — число заходов червяка.
Передаточное число червячных передач составляет 10—80, а их КПД не превышает 0,82.

Ременные передачи (рис. 30) применяют при передаче Движения на большое расстояние. По конструкции они делятся на плоско- и клиноременные. В передачах этого типа двигатель вращает шкив, увлекающий за счет возникающих сил трения за собой ремень, который в свою очередь заставляет вращаться ведомый шкив, соединенный с валом исполнительного механизма.

Рис. 30. Виды ременных передач:
а — открытая с параллельными валами, б — перекрестная с параллельными валами, в — полуперекрестная, г — наклонная с натяжным роликом; 1,3 — ведомый и ведущий шкивы, 2 — ремень, 4 — натяжной ролик

По виду использованного материала плоские ремни бывают кожаными с допускаемым напряжением на разрыв в пределах 2— 2,4 МПа и хлопчатобумажными прорезиненными с допускаемым напряжением на разрыв до 8 МПа.

Хлопчатобумажные тканые ремни применяют в ограниченных масштабах для передач небольшой мощности.

Рис. 31. Цепная передача:
а — расположение цепи и звездочек, б — втулочно-роликовая цепь, в — зубчатая цепь; 1 — цепь, 2, 3 — ведущая и ведомая звездочки

Концы ремней соединяют между собой сшивкой, накладками, иванием. Хлопчатобумажные прорезиненные ремни лучше всего соединять вулканизацией.

Размеры сечения ремней стандартизированы, их рассчитывают, как правило, только для проверки размеров. Ширина обода шкивов должна быть на 20—25 мм больше ширины ремня.

Клиноременная передача позволяет получать передаточные числа до 7—10, а также сокращать межцентровые расстояния. К недостаткам клиноременных передач относятся большая конструктивная сложность и меньший КПД.

Клиновые ремни выпускаются семи различных типов: О, А, Б, В Г, Д и Е.Мощность, которую может передать один ремень каждого типа в зависимости от диаметра шкива и скорости ремня, равна соответственно: 0,08—1,62; 0,22—4,94; 1,03—8,1; 4,71 — 16,72; 735—31,8; 11,75—51,5 кВт. Расчет клиноременной передачи сводится к определению количества ремней, необходимых для передачи заданной мощности.

Цепные передачи (рис. 31) позволяют передавать мощности до нескольких тысяч киловатт на расстояние 5—8 м с КПД 0,97—0,98. Передача состоит из ведущей 2 и ведомой 3 звездочек и охватывающей их бесконечной втулочно-роликовой или зубчатой цепи.

Передаточное число цепной передачи можно определять так же, как и зубчатой.

https://auto-instructors.ru/articles/kakie-tipy-transmissii-primenyayutsya-v-sovremennyh-stroitelnyh-mashinah/