Моремхід - Невідомий танк частина 5
Зміст матеріалу
ТРАНСМІСІЯ З ДИФЕРЕНЦІАЛОМ
На рис. 519 наведено принципову схему трансмісії з диференціалом, а на рис. 520 - схема її пристрою.
Мал. 519 Принципова схема диференціальної трансмісії з подвійним підведенням потужності
Мал. 520 Конструктивна схема диференціальної трансмісія
Колінчастий вал двигуна через карданний вал і конічну передачу обертає коробку сателітів простого диференціала. Від коробки сателітів обертання передається через пару шестерень порожнистому валу коробки передач. Усередині ведучого валу проходить ведений вал коробки. На обох кінцях валу встановлено сонячні шестерні планетарних передач. Зубчасті вінці планетарних передач обертаються півосями диференціала через проміжні (паразитні) шестерні. Крім того, вінці можуть гальмуватися встановленими на них гальмами.
У планетарних передачах, які ми розглядали вище, одна з деталей — сонячна шестерня або вінець — у робочому положенні була нерухома. У цьому механізмі в робочому положенні обертаються і сонячна шестерня і вінець. З рис. 519 і 520 видно, що вони обертаються у різні боки. Сателіти в цьому випадку змушені рухатися навколо сонячної шестерні приводити у обертання водило. Але водило робить менше обертів, ніж за нерухомого вінця. У цьому легко переконатися, якщо розглянути приклад із важелями, що замінюють сателіти (рис.521).
Мал. 521 Робота планетарного механізму при нерухомому вінці, що обертається.
Так як один кінець важеля, пов'язаний з вінцем переміщається в один бік, а інший, пов'язаний з сонячною шестернею (рис. 521, Б), в іншу, середина важеля (водило) будерухатися повільніше, ніж у тому випадку, коли один кінець нерухомий (рис. 521, А). Напрямок руху середини важеля, тобто напрям обертання водила, визначається числом обертів сонячної шестерні і вінця, точніше - співвідношенням їх окружних швидкостей. У схемі, що розглядається нами, сонячна шестерня обертається значно швидше відця. Отже, водило обертатиметься в той же бік, що й сонячна шестерня.
Припустимо, що гальма вінців відпущено. Числа обертів сонячних шестерень однакові, оскільки обидві вони встановлені на веденому валу коробки передавачів. Числа обертів обох вінців також однакові, оскільки рівні числа обертів півосей диференціала (диференціал обертається як одне ціле), тому обидва води також мають однакові оберти і танк рухається прямолінійно.
Затягнемо гальмо одного з вінців, наприклад лівого. Вінець зупиниться, а кількість обертів олійної шестерні залишиться колишнім, тому кількість обертів лівого водила збільшиться і, оскільки водило пов'язане з провідним колесом, швидкість лівої гусениці зросте. Внаслідок гальмування лівого вінця зупиниться ліва піввісь диференціала, кількість обертів правої півосі подвоїться, і правий вінець почне обертатися вдвічі швидше, ніж прямолінійному русі. Так як він обертається в протилежному напрямку по відношенню до сонячної шестірні (пригальмовує водило), то праве водило зменшить кількість обертів і швидкість правої гусениці знизиться.
Таким чином, при затягуванні лівого гальма танк повертатиметься праворуч, а при затягуванні правого — ліворуч. Зрозуміло, для збереження звичного керування танком лівий важіль повинен забезпечувати лівий поворот, а правий важіль - правий, тому лівий важіль з'єднують з правим гальмом і, навпаки, правий важіль - з лівимгальмом.
Яким чином на кожній передачі виходить свій розрахунковий радіус повороту?
Нехай танк рухається на третій передачі і сонячні шестерні обох планетарних рядів роблять по 3000 об/хв, а вінці, що обертаються у зворотний бік, по 200 об/хв. При цьому розміри шестерень планетарних передач такі, що кожне водило, обертаючись у той самий бік, як і сонячна шестерня, робить 1100 об/хв.
Загальмуємо лівий вінець. Ліве водило внаслідок цього почне обертатися швидше і робитиме 1200 об/хв. Оберти правого вінця, пов'язаного з лівим через диференціал, збільшаться вдвічі, тобто до 400 об/хв, тому кількість обертів правого водила впаде до 1000 об/хв. Танк повернеться вправо, причому даному співвідношенню швидкостей гусениць відповідає розрахунковий радіус повороту 6В.
Припустимо, що на першій передачі сонячні ходи роблять 1200 об/хв. Оскільки вінці пов'язані з двигуном крім коробки передач, їх обороти як і рівні 200 об/хв. Водила в цьому випадку роблять близько 350 об/хв. При гальмуванні лівого вінця обороти лівого водила зростуть майже до 500 об/хв, а обороти правого зменшаться до 250 об/хв. При такому співвідношенні швидкостей гусениць радіус повороту дорівнює 2В.
Таким чином, завдяки подвійному зв'язку планетарної передачі з двигуном — через коробку передач і крім неї — відносини швидкостей гусениць, що забігають і відстають, а отже, і розрахункові радіуси повороту на різних передачах будуть різні. Що передача, то більше вписувалося радіус повороту і навпаки. Так, на третій передачі при зупинці вінця обороти одного водила збільшуються, а іншого зменшуються всього на 10%, тоді як на першій передачі через меншу швидкість сонячної шестерні зміна оборотів досягає 30%.
Таким жеточно працює передача, якщо з веденим валом коробки з'єднаний вінець, і півосями диференціала — сонячні шестерні.
Отже, кількість розрахункових радіусів відповідає кількості передач коробки. Крім того, за такої трансмісії можливий поворот танка з Rр=B і Rр=B/2 Неважко переконатися, що трансмісія працює з циркуляцією потужності.
Керування поворотом зводиться до затягування гальма, як із простому диференціалі.
ТРАНСМІСІЯ БЕЗ ДИФЕРЕНЦІАЛУ (НЕЗАЛЕЖНА)
Схема незалежної трансмісії (без диференціала) показано на рис. 522.
Мал. 522 Схема незалежної трансмісії з подвійним підведенням потужності
У ній диференціал замінено двома фрикціонами. Ведучий барабан кожного фрикціону з'єднаний з колінчастим валом двигуна за допомогою циліндричних та конічних шестерень, крім коробки передач. Ведений барабан фрикціону пов'язаний із сонячною шестернею планетарного механізму, на валу якої, крім того, встановлено гальмо.
Коли танк рухається прямолінійно, обидва гальма сонячних шестерень затягнуті, а фрикціони вимкнені. Сонячні шестерні не обертаються (положення А). Двигун через коробку передач та нижній поперечний вал обертає зубчасті вінці. Сателіти, котячись навколо сонячних шестерень, захоплюють за собою водила і пов'язані з ними провідні колеса танка.
Щоб повернути танк, треба відпустити гальмо сонячної шестерні та включити фрикціон (положення Б). Сонячна шестерня почне обертатися у бік, протилежний напряму обертання зубчастого вінця.
Так як вінець захоплює водило в один бік, а сонячна шестерня намагається захопити його в іншу, кількість обертів водила і з'єднаної з ним гусениці зменшується, тому танк повертається у бік включеного фрикціону.
Розрахунковийрадіус повороту визначається співвідношенням чисел обертів вінця та сонячної шестерні. Оберти сонячної шестерні не залежать від передачі, включеної в коробку, так як фрикціон з'єднує сонячну шестерню з двигуном, минаючи коробку, а число обертів вінця тим менше, ніж передача; тому розрахункові радіуси різних передачах будуть різними, як й у попередньому випадку.
На відміну від розглянутого вище диференціального механізму, даний механізм не збільшує швидкості гусениці, що забігає при повороті, так як число оборотів її вінця залишається колишнім, а сонячна шестерня не обертається. У цьому полягає одна з переваг цієї трансмісії порівняно з диференціальною. Іншою перевагою щойно розглянутої трансмісії є те, що за допомогою фрикціонів можна збільшувати силу тяги на провідних колесах, не переходячи на нижчу передачу. Якщо на обох бортах відпустити гальма та включити фрикціони, кількість обертів провідних коліс зменшиться, а сила тяги зросте. Це означає, що розглянутим планетарним механізмом можна як демультиплікатором; у цьому відношенні він схожий на двоступінчастий планетарний механізм повороту.
При прямолінійному русі танка з включеними фрикціонами поворот проводиться шляхом вимикання одного фрикціону і затягування зупинного гальма, як із звичайному бортовому фрикціоні. Розрахунковий радіус повороту в цьому випадку завжди дорівнюватиме ширині колії.
З'ясуємо, якої величини мають бути розрахункові радіуси, щоб танк мав можливість повертатись на всіх передачах.
Нехай розрахункові швидкості танка на передачах відомі. Тоді можна, використовуючи дані графіка на рис, 489, визначити потужність зовнішніх опорів для всіх радіусів. На рис. 523 наведені підраховані таким шляхом потужностідля трансмісії без диференціалу
Мал. 523 Залежність питомої потужності зовнішніх опорів від радіусу допорота та швидкості на передачах у трансмісії без диференціала
Зрозуміло, що вище передача (більше швидкість), то більше і потужність зовнішніх опорів.
Графік дозволяє визначити розрахункові радіуси кожної з передач. Справді, потужність зовнішніх опорів має перевищувати потужність двигуна, інакше поворот буде неможливий. Нехай питома потужність двигуна дорівнює 15 л. Тоді перетин горизонтальної лінії, що відповідає 15 л.с/т, з кривими графіка визначить найменшу величину розрахункового радіусу для даної передачі. Так, на четвертій передачі розрахунковий радіус має бути не менше ніж 10В. Якщо прийняти його рівним 6В (див. рис. 523), танк на цьому радіусі з цією швидкістю повернутися не зможе, тому що не вистачить потужності двигуна.
На рис. 524 наведений подібний графік для трансмісії з диференціалом.
Мал. 524 Залежність потужності зовнішніх опорів від радіусу повороту та швидкості на передачах у трансмісії з диференціалом
Збільшення потужності в цьому випадку пояснюється тим, що швидкість гусениці, що забігає, при повороті буде більше, ніж вона була при прямолінійному русі, Збільшення швидкості гусениці, що забігає, тим більше, чим менше радіус повороту.
Цілком природно, що розрахункові радіуси для диференціальної трансмісії виходять більшими, ніж для трансмісії без диференціала.