Трансмісії міні-тракторів

Розглянуті конструкції трансмісій міні-тракторів передбачають поетапне зміна їх швидкості руху і тягового зусилля. Для більш повного використання тягових можливостей, особливо Мікротрактор і мікропогрузчіков, великий інтерес представляє застосування безступінчатих передач і, в першу чергу гідрооб'ємних трансмісій. Такі трансмісії мають наступні переваги [6]:

1) високу компактність при невеликій масі і габаритних розмірах, що пояснюється повною відсутністю або застосуванням меншого числа валів, шестерень, муфт та інших механічних елементів. За масою, що припадає на одиницю потужності, гідравлічна трансмісія міні-трактора порівнянна, а при високих робочих тисках перевершує механічну ступінчасту трансмісію (за даними роботи [3], 8-10 кг / кВт для механічної ступінчастою і 6-10 кг / кВт для гідравлічної трансмісії міні-тракторів);

2) можливість реалізації великих передавальних чисел при об'ємному регулюванні;

3) малу інерційність, що забезпечує хороші динамічні властивості машин; включення і реверсування робочих органів може здійснюватися на частки секунди, що призводить до підвищення продуктивності сільськогосподарського агрегату;

4) безступінчасте регулювання швидкості руху і просту автоматизацію управління, що покращує умови праці водія;

5) незалежне розташування агрегатів трансмісії, що дозволяє найбільш доцільно розмістити їх на машині: міні-трактор з гідравлічною трансмісією може бути скомпонований найбільш раціонально з точки зору його функціонального призначення;

6) високі захисні властивості трансмісії, т. Е. На-надійно запобігання перевантажень основного двигуна і системи приводу робочих органів завдяки установці запобіжних і переливних клапанів.

Недоліками гідроб'емной трансмісії є: менший, ніж у механічної трансмісії, коефіцієнт корисної дії; більш висока вартість і необхідність використовувати якісні робочі рідини з високим ступенем чистоти. Однак застосування уніфікованих складальних одиниць (насосів, гідромоторів, гідроциліндрів і т. Д.), Організація їх масового про-ництва з використанням сучасної автоматизованої технології дозволяють знизити собівартість гідрооб'ємної трансмісії.

Тому зараз збільшується перехід на масовий випуск тракторів з гідрооб'ємною трансмісією, і перш за все садово-городніх, призначених для роботи з активними робочими органами сільськогосподарських машин. В трансмісіях Мікротрактор вже більше 15 років використовуються як найпростіші схеми гідрооб'ємних трансмісій з нерегульованими гидромашинами і дросельним регулюванням швидкості, так і сучасні передачі з об'ємним регулюванням.

Прикладом найпростішої гидропередачи служить трансмісія Мікротрактор «Кейс» схема компонування якої на машині показана на рис. 2.13. Насос 5 шестерневого типу з постійним робочим об'ємом (нерегульований подачею) кріпиться безпосередньо до дизелю Мікротрактор. Як гідромотора 3, куди спрямовується через клапанно-розподільний регулюючий пристрій 10 нагнітається насосом 5 потік масла, використовується Одногвинтові (роторна) гідромашина оригінальної конструкції. Гвинтові гідромашини вигідно відрізняються від зубчастих тим, що забезпечують майже повну відсутність пульсації гідравлічного потоку, мають малі розміри при великих подачах, а крім того, безшумні в роботі.

Гвинтові гідромотори при невеликих розмірах здатні раз-Віва великі обертають моменти на малих швидкостях обертання і високі швидкості при малих навантаженнях. Однак широкого застосування гвинтові гідромашини в на-варте час не мають через низький ККД і ви-соких вимог до точ-ності виготовлення.

Гидромотор 3 кріпиться через двоступеневу коробку передач 2 до заднього моста / Мікротрактор. Коробка передач забезпечує два режими руху машини: транспортний і робочий. Усередині кожного з режимів швидкість Мікротрактор безступінчатий змінюється від Про до максимуму за допомогою важеля 4, який служить також для реверсування машини. При переміщенні важеля 4 з нейтрального положення від себе Мікротрактор збільшує швидкість, рухаючись вперед, при повороті в зворотному напрямку забезпечується рух заднім ходом.

При нейтральному положенні важеля 4 масло не надходить в трубопроводи, а отже, в гідромотор 3. Масло направляється від регулюючого пристрою 10 безпосередньо в трубопровід 8 і далі в масляний радіатор 7, масляний бак 6 з фільтром, а потім по трубопроводу 9 повертається в насос 5 . При нейтральному положенні важеля 4 ведучі колеса 12 Мікротрактор не обертаються, так як гідромотор 3 відключений.

При повороті важеля 4 в зворотному напрямку перепуск масла в регулюючому пристрої припиняється, а направле-ня його потоку в трубопроводах // змінюється на протилежне. Цьому відповідає зворотне обертання гідромотора 3, а отже, і рух Мікротрактор заднім ходом. У Мікротрактор «Боуленс-Хаскі» (Bolens-Husky, США) для управління гідрооб'ємною трансмісією використовується двухконсольная ножна педаль (рис. 4.17). В цьому випадку натискання педалі носком ноги відповідає рух Мікротрактор вперед (положення П), а п'ят-кою - рух назад (положення 3). Середнє фікс-рованное положення Н є нейтральним, а швидкість машини (вперед і назад) збільшується в міру збільшення кута повороту педалі від її нейтрального положення.

На рис. 4.18 представлений зовнішній вигляд заднього веду-ного моста Мікротрактор «Кейс» з розкритою кришкою двоступеневої коробки передач, суміщеної з головною передачею і трансмісійним гальмом 6. До совмещенному картера 12 заднього моста з двох сторін закріплені кожухи лівої / і правої 7 піввісь, на кінцях яких розташовані фланці 8 кріплення коліс. Перед лівої бічною стінкою картера 12 встановлений гідромотор 2, вихідний вал якого з'єднаний з первинним валом коробки передач.

На внутрішніх кінцях півосей знаходяться напівосьові циліндричні шестерні 9 і 11 з прямими зубами, що входять в зачеплення з зубами шестерень 4 і 5 коробки передач. Між шестернями 9 до 11 розміщений механізм блокування піввісь між собою. Перемикання режимів роботи гідрообменной трансмісії (передач в коробці передач) здійснюється від механізму 3, який дозволяє встановити або робочий режим, вводячи в зачеплення шестерні 5 і 9, або транспортний, вводячи в зачеплення шестерні 4 і 11. При заміні масла спорожнення суміщеного картера проводиться через спускное отвір, що закривається пробкою 10.

Спрощена (з одним гидромотором) принципова гідравлічна схема гідроприводу з замкнутої циркуляцією рідини і об'ємним регулюванням приведена на рис. 4.19. Основою системи є регульований насос 2 і нерегульований гідромотор 9. Насос і гідромотор - аксіально-поршневого типу. Насос 2 подае'1 рідина по магістральних трубопроводах 1 до гідромоторів 9. Тиск в магістралі зливу підтримується за допомогою системи підживлення, що складається з допоміжного насоса 3, фільтра 5, переливного клапана 6 і зворотних клапанів 7. Насос 3 забирає рідину з гідробака 4.

Тиск в напірної магістралі обмежується запобіжними клапанами 8. При реверсуванні передачі магістраль зливу стає напірної (і НАО-оборот), тому встановлюються по два зворотних і два запобіжних клапана. Аксіально-поршневі гідромашини при передачі рівній потужності в порівнянні з іншими гидромашинами відрізняються найбільшою когось пактностью; їх робочі органи мають малий момент інерції.

Конструкція гідроприводу і аксіально-поршневий гідромашини показана на рис. 4.20. Подібна гідротрансмісій встановлена, зокрема, на мікропогрузчіках «Бобкет». Дизель мікропогрузчіка надає руху основний 4 (через вал 5) і допоміжний підживлюючий 10 насоси (допоміжний насос може бути виконаний шестерінчастим). Рідина від насоса 4 під тиском по магістралі 7 надходить через запобіжні клапани 12 до гідромоторів 13, які через понижуючі редуктори приводять в обертання зірочки ланцюгових передач (на схемі відсутні), а від них - і провідні колеса 15. Підживлюючий насос 10 подає рідину з бака 14 до фільтру 9.

Після фільтрації ЖИДКОСТЬ Рис 4.19.

Принципова магістральних гидроліній рідина відводиться через переливний клапан 11 назад в гидробак 14. Оборотні аксіально-поршневі гідромашини (насос-мотори) бувають двох видів: з похилим диском і з похилим блоком. Конструкція першої з цих гідромашин показана на рис. 4.20. У гідро-машинах з похилим диском 1 блок циліндрів 3 не тільки обертається в корпусі насоса 4 співвісно з валом 5, але поршні 2 в циліндрах 3 здійснюють зворотно - поступальний рух. Варіювання передавального числа досягається плавною зміною робочого об'єму насоса.

Поршні 2 впираються торцями в диск 1, який може повертатися навколо осі 16. За половину обороту валу 5 Поршень 2 переміститься в одну сторону на повний хід. Робоча рідина від гідромоторів 13 (по лінії всмоктування 6) входить в циліндри 3. За наступну половину обороту валу 5 рідина буде поршнями 2 виштовхнута в напірну магістраль 7 до гідромоторів 13. Підживлюючий насос 10 заповнює витоку, що збираються в баку 14.

Змінюючи кут р нахилу диска 1, змінюють виробляй-ність насоса при незмінній швидкості обертання вала5. Коли диск 1 знаходиться в вертикальному положенні (показано на рис. 4.20 штриховими лініями), гидронасос НЕ перекачує рідину (режим його холостого ходу). При нахилі диска 1 в іншу сторону від вертикального положення змінюється на зворотний напрямок потоку рідини: магістраль 6 стає напірної, а магістраль 7 - всмоктуючої.

Мікропогрузчік отримує задній хід. Паралельне приєднання до насоса 4 гидромоторов 13 лівого і правого борту мікропогрузчіка надає трансмісії властивості диференціала, а роздільне управління похилими дисками гидромоторов 13 дає можливість змінювати їх відносну швидкість, аж до отримання обертання коліс одного борту в зворотну сторону.

У машинах з похилим блоком вісь обертання нахилена до осі обертання ведучого вала на кут р. Вал і блок обертаються синхронно завдяки застосуванню карданної передачі. Робочий хід поршня пропорційний куту р. При р = 0 хід поршня дорівнює нулю. Блок циліндрів нахиляється за допомогою гідравлічного сервоустройства.

Оборотна гідромашина (насос-мотор) (рис. 4.21, див. Вклейку) складається з качає вузла, встановленого всередині корпусу /. Корпус закритий передній 3 і задньої 15 кришками. Роз'єми ущільнені гумовими кільцями 2 і 14. качати вузол гідромашини встановлений в корпусі і зафіксований стопорними кільцями 4, 5 і 17. Він складається з приводного валу 6, що обертається в підшипниках 7 і 8, семи поршнів 10 з шатунами 9, блоку циліндрів 12, центрована сферичним розподільником 13 і центральним шипом І. Поршні 10 завальцьовані на шатунах 9 і встановлені в циліндри блоку 12.

Шатуни укріплені в сферичних гніздах фланця приводного вала. Блок циліндрів разом з центральним шипом відхилений на кут 25 ° відносно осі приводного вала, тому при синхронному обертанні блоку і приводного вала поршні здійснюють зворотно-поступальний рух в циліндрах, всмоктуючи і нагнітаючи робочу рідину через канали в розподільнику (при роботі в режимі насоса). Розподільник нерухомо встановлений і зафіксований щодо задньої кришки штифтом.

Канали розподільника 13 збігаються з каналами 16 кришки. За один оборот приводного вала кожен поршень здійснює один подвійний хід, при цьому поршень, що виходить з блоку, засмоктує робочу рідину, а при русі в зворотному напрямку витісняє її. Кількість робочої рідини, що нагнітається насосом (подача насоса), залежить від частоти обертання приводного вала. При роботі гідромашини в режимі гідромотора рідина надходить з гідросистеми через канали 16 в кришці 15 і розподільнику 13 в робочі камери блоку циліндрів.

Тиск рідини на поршні передається через шатуни на фланець приводного вала. У місці контакту шатуна з валом виникають осьова і тангенціальна складові сили тиску. Осьова складова сприймається радіально-наполегливими підшипниками 8, а тангенціальна створює обертовий момент на валу. Момент, що обертає пропорційний робочому об'єму і тиску гідромотора.

При зміні кількості робочої рідини або напрямки її подачі змінюються частота і напрямок обертання вала гідромотора. Аксіально-поршневі гідромашини розраховані на високі значення номінального і максимального тиску (до 32 МПа), тому вони мають незначну питому металоємність (до 0,4 кг / кВт). Повний ККД досить високий (до 0,92) і зберігається при зниженні в'язкості робочої рідини до 10 мм 2 / с. Недоліками аксіально-поршневих гідромашин є високі вимоги до чистоти робочої рідини і точності виготовлення циліндропоршневої групи.