Трансмиссия грейдера XCMG GR135

Трансмиссия автомобиля - это совокупность механизмов и агрегатов для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам машины. В её состав входит коробка передач, ШРУС, сцепление, главная передача, дифференциал и карданный вал.

Коробки передач автогрейдеров предназначены для изменения общего передаточного числа трансмиссии и, следовательно, скорости движения машины и необходимой силы тяги на ведущих колесах.

Коробка передач механической трансмиссии автогрейдеров (рис. 2) имеет три скорости вперед, одну для движения задним ходом и два диапазона — рабочий и транспортный. Таким образом, обеспечивается всего шесть скоростей переднего хода и две — заднего.

Рис. 2. Коробка передач механической трансмиссии (а) и узел блока шестерен заднего хода (б):

1 — шестерня II передачи, 2, 6, 15 — каретки, 3, 7 —зубчатки, 4 — шестерня III передачи, 5 — шестерня заднего хода, 8 — крышка картера, 9 — шестерня I передачи, 10 — вал первичный, 11 — промежуточный вал, 12, 17 — фланцы, 13 — выходной вал, 14, 16, 20, 21 — шестерни, 18 — насос, 19 — шестерня ведомая, 22 — ведущая шестерня привода насоса, 23 — картер, 24 — блок шестерен заднего хода, 25 — ось.

Коробка передач смонтирована в чугунном картере.

На первичном валу размещены шестерни II и III заднего хода, свободно вращающиеся на подшипниках катания. Между каждой парой шестерен на первичном валу, неподвижно, с помощью шлицев, закреплены зубчатки. Под ними заключается передача кареткой, которая, перемещаясь в зубчатке, входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и соединяет ее в одно целое с первичным валом. Таким образом крутящий момент от первичного вала передается на ведущую шестерню и далее на находящуюся с ней в зацеплении ведомую шестерню промежуточного вала, обороты которого зависят от того какая шестерня первичного вала включена (т. е. от выбранной передачи).

Шестерни промежуточного вала находятся в зацеплении с шестернями, соответственно рабочего и транспортного диапазонов, установленными на выходном валу. Диапазоны включают с помощью каретки.

Фланцы предназначены для карданного вала, соединяющего коробку передач с ведущим мостом, и установки трансмиссионного (стояночного) тормоза. На выходном валу установлена винтовая шестерня привода спидометра.

Задний ход в коробке передач включается шестерней первичного вала через блок шестерен и шестерню промежуточного вала. Блок шестерен заднего хода свободно, на подшипниках качения, вращается на оси, закрепленной в картере коробки передач.

В коробке передач предусмотрена принудительная система смазки всех подшипников первичного вала. Система включает в себя шестеренный насос, всасывающий и нагнетающий трубопроводы и маслопроводящие каналы для забора масла из поддона и подвода масла по осевому и радиальным сверлениям первичного вала к подшипникам.

Приводится насос шестернями непосредственно от первичного вала.

Давление в системе смазки ограничивается предохранительным шариковым клапаном, установленным в корпусе механизма управления коробкой передач. Остальные элементы коробки передач смазываются за счет разбрызгивания масла, стекающего из подшипников первичного вала. Заливается масло в картер коробки передач через заливную пробку, служащую одновременно уровнем. Сливается масло через пробку в нижней части поддона. Для предотвращения попадания в принудительную систему смазки грязи, продуктов износа и др. на поддоне выше уровня забора масла предусмотрена фильтрующая сетка. Уплотнение входного и выходных концов валов с фланцами обеспечивается самоподжимными резиновыми манжетами, пылеотражателями и маслосгонными кольцами.

Механизм переключения передач (рис. 3) установлен на картере коробки. Машинист, воздействуя на рычаг механизма переключения передач, может перемещать валик в осевом направлении влево и вправо от нейтрали и вводить рычаг, закрепленный на конце валика, в пазы вилок. Затем с помощью рычага машинист поворачивает валик вокруг его оси и тем самым производит осевое перемещение одной из вилок вместе со штоком. Таким образом происходит включение выбранной передачи, так как вилки перемещают связанные с ними каретки (см. рис. 2).

Рис. 3. Механизм переключения передач:

1 — рычаг, 2, 3 —штоки, 4 — валик, 5, 5 —вилки, 7 —пружина, 8, 9 — шарик»

Величина хода вилки при включении передачи влево и вправе от нейтрального положения ограничивается шариками, которые под действием пружины западают и прижимаются в соответствующем одном из трех углублений в штоках. Поэтому при переключении передач необходимо приложить определенное усилие к рычагу, чтобы преодолеть сопротивление пружины. Этим же достигается четкая фиксация включения передачи, ощутимая на рычаге.

В механизме предусмотрена блокировка, исключающая возможность одновременного включения двух передач, т. е. одновременного перемещения двух вилок. Для этого в корпусе механизма имеется замочное устройство, состоящее из трех шариков 9. При движении одного штока другой шток запирается шариком, который входит в его паз.

Механизм переключения диапазонов расположен сбоку на картере коробки передач. Конструкция его аналогична механизму, описанному выше. Отличием является то, что шток вилки включения диапазона имеет только два углубления под шариковый фиксатор может быть включен рабочий или транспортный диапазон, нейтральное положение отсутствует.

Основной регулировкой коробки передач является регулировка сжатия пружин механизмов переключения передач и диапазонов, обеспечивающая усилие на рычаге передач не более 5-6 кгс и диапазона не более 12-15 кгс, а также надежную фиксацию включенных передач.

В процессе эксплуатации возможно нарушение этого требования из-за осадки пружины шарикового фиксатора. Регулируют пружину, снимая или подкладывая прокладочные шайбы.

Гидромеханическая коробка передач автогрейдеров (рис. 4) выполнена в одном блоке с гидротрансформатором.

Рис. 4. Гидромеханическая коробка передач:

С — разрез по валу шестерни заднего моста; Е — разрез по сливной пробке; 1 — реактор; 2 – колесо насосное; 3, 46, 49 — полости; 4 – втулка распределительная; 5 — подвод; 6, 10, 13 – муфты; 7 – диск ведомый; 8 – диск ведущий; 9 – жиклер; 11 – диск опорный; 12 – плита переходная; 14 – поршень; 15 – полукольцо; 16 – крышка распределительная; 17 – обойма наружная; 18 – ролик; 19 – обойма внутренняя; 20, 28 – пружины; 21 – болт; 22 – выступ; 23 – планка стопорная; 24 – сухарь; 25, 30, 45 — каналы; 26 – вал первичный; 27 — шайба опорная; 29 – пробка; 31, 34 — шестерни; 32 – вал; 33 – зубчатка; 35 – каретка; 36 — поддон; 37 — сетка фильтрующая; 38 — фланец; 39 — корпус; 40 — отверстие; 41 – картер переходный; 42 — вал неподвижный; 43, 48 – подшипники; 44 — картер; 47 — вал входной; 50 — колесо турбинное; 51 — крышка. На редукторе заднего моста установлен стояночный дисковый тормоз 3.

Для преобразования крутящего момента, передаваемого от дизеля к заднему мосту автогрейдера, служит гидромеханическая коробка передач (ГМКП) которая (рис.4) состоит из двух преобразователей крутящего момента — гидравлического и механического. Гидравлический преобразователь – гидротрансформатор (ГТ) -автоматически регулирует скорость автогрейдера в зависимости от сопротивления на рабочем органе. Это свойство ГТ создает оптимальные условия для работы дизеля, улучшает динамику и проходимость машины. Наличие в трансмиссии гидравлического элемента сглаживает динамические нагрузки, увеличивая долговечность дизеля и трансмиссии. Механическая часть ГМКП состоит из основного редуктора (ОР) с механическим переключением диапазонов. Переключение передач переднего и заднего хода внутри каждого диапазона ОР осуществляется гидравлическими фрикционными муфтами. Применение муфт уменьшает время на переключение передач и реверсирование хода машины, что снижает утомляемость машиниста, сокращает цикл работы машины и увеличивает производительность.

Гидротрансформатор – одноступенчатый, комплексный, полупрозрачный, имеет три алюминиевых колеса (рис.4.): насосное, турбинное, реактор на муфтах свободного хода роликового типа. ГТ помещается на чугунном картере, который через переходный картер крепится к основному корпусу коробки передач. Опорные диски и поршни фрикционных муфт имеют на наружной поверхности те же шлицы, что и на корпусах. При сборке муфт выступы опорных дисков входят во впадины шлицев корпуса, заводятся поворотом в кольцевую канавку выступов корпусов и фиксируются шестью сухарями. Сухари крепятся к опорным дискам двумя болтами и контрятся стопорными планками. Масло, попадая по каналам и отверстиям в подпоршневые полости муфт, перемещает поршни в осевом направлении, причем, когда одна из трех полостей находится под давлением, две другие соединены со сливом, обеспечивая тем самым включение только одной передачи. Поршни, сжимая пакеты дисков, обеспечивают передачу крутящего момента с первичного вала на ведомые шестерни. Для возврата поршней в исходное положение (при снятии давления) служат цилиндрические витые пружины (двенадцать на каждую фрикционную муфту), которые с одной стороны опираются на поршень, а с другой – на опорную шайбу. Опорные шайбы запираются на корпусах муфт с помощью полуколец. В подпоршневых полостях при разомкнутом положении дисков всегда будут оставаться некоторые объемы масла, наличие которых отрицательно сказывается на работе муфт. В частности, при большой частоте вращения в этих полостях может создаваться давление на поршень, который подожмет пакет, что приведет к повышенному износу Дисков и ухудшению тяговых качеств автогрейдера. Для отвода этого вредного объема на периферии каждой полости ввернуты жиклеры слива. Жиклеры помогают также процессу опорожнения под-поршневой полости от масла при выключении муфты, но несколько затягивают процесс включения. Все шестерни первичного и выходного валов установлены на подшипниках качения. Смазка дисков муфт и подшипников шестерен первичного вала производится принудительно под давлением подпитки ГТ, для чего в первичном валу имеется специальный канал смазки. В канал смазка поступает из полости. Из канала смазки к дискам и подшипникам масло попадает по маслопроводящим отверстиям и далее по специальным отверстиям во втулках, либо по торцевым прорезям на корпусе муфт. Смазка подшипников валов, зубчатых зацеплений осуществляется разбрызгиванием масла, выходящего из вышеуказанных отверстий, жиклеров 9 и отверстий слива из золотников управления, подпорного и регулирующего клапанов, а также за счет утечек масла по уплотнительным кольцам.

Рис. 5. Механизм переключения диапазонов:
1 – рычаг; 2 – ось; 3 – поводок; 4 – вилка; 5 – шток; 6 – фиксатор шариковый.

Переключение с диапазона на диапазон осуществляется зубчатой муфтой, расположенной на выходном валу (рис. 5.). При перемещении влево каретка соединяет зубчатый венец шестерни с зубчаткой, при этом включается диапазон рабочих передач. При перемещении вправо – соединяет зубчатый венец с зубчаткой, при этом включается диапазон транспортных передач. Перемещение каретки осуществляется посредством рычага. Каретка имеет два фиксируемых положения. В привод управления кареткой диапазонов входят: вилка (рис. 5.), шток и шариковый фиксатор. Благодаря шлицевому соединению рычага с осью поводка управления кареткой диапазонов установочное положение его относительно оси может меняться в каждом конкретном случае установки ГМПК на автогрейдер. Во избежание поломок зубчатой муфты переключение следует производить при остановленном выходном вале (остановленном автогрейдере) на холостых оборотах дизеля. Не допускается самовыключение каретки диапазонов и переключение с усилием на внешнем рычаге, превышающим 250 Н (25 кгс).

Переключение передач внутри каждого диапазона может производиться без сброса «газа», что достигается посредством трех многодисковых фрикционных муфт (см.рис. 4.), установленных на первичном валу редуктора. Для выключения любой передачи требуется замкнуть только одну из муфт. При крайнем левом положении каретки фрикционной муфтой включается первая передача, муфтой — вторая передача и муфтой — первая п ередача заднего хода. При крайнем правом положении каретки муфтами включаются соответственно третья и четвертая передача в перед и вторая передачи заднего хода.

Корпуса муфт жестко (на шпонках) посажены на первичный вал. Конструктивно муфты второй (четвертой) передачи и заднего хода собраны в одном корпусе. На наружных шлицах корпусов муфт посажены стальные ведущие диски (см.рис. 4.). Ведомые диски установлены на подвижных шлицах ступиц первичного вала. Ведомые диски стальные, для повышения коэффициента трения снабжены металлокерамическими накладками. Для более интенсивного охлаждения нагретого масла на поверхности накладок нанесены спиральные и тангенциальные канавки. В картере 44 смонтирован привод двух обслуживающих насосов (шестереночного типа). Привод обоих насосов осуществляется от шестерни, выполненной совместно с входным валом коробки передач. Крутящий момент от двигателя передается на входной вал и далее через крышку на насосное колесо ГТ. Насосное колесо установлено на двух подшипниках. Турбинное колесо через шлицевую ступицу связано с первичным валом основного редуктора ГМКП. Между насосным и турбинным колесами помещен реактор. Реактор через муфты свободного хода связан с неподвижным валом. Муфты свободного хода роликового типа состоят из следующих деталей: наружной обоймы, запрессованной в колесо реактора, роликов, пружины и внутренней обоймы, установленной на шлицах вала реактора. Муфта свободного хода работает следующим образом: npiji повороте наружной обоймы по часовой стрелке (если смотреть со стороны турбинного колеса), что соответствует режиму гидромуфты, ролики отжимаются от наклонной поверхности обоймы и позволяют ей, а, следовательно, и колесу реактора свободно вращаться по часовой стрелке вокруг неподвижной втулки. Когда же наружная обойма стремится повернуться против часовой стрелки, что соответствует режиму трансформации момента, ролики заклиниваются между наклонной поверхностью обоймы и внутренней втулкой, что препятствует вращению реактора в этом направлении. Пружины постоянно прижимают ролики к рабочим поверхностям обоймы и втулки. Внутренняя полость ГТ заполнена маслом под избыточным давлением. Масло в ГТ подается в полость по каналам в корпусе ОР, неподвижному валу реактора и переходной плите, сливается из полости по другим подобным каналам в этих деталях. Подвод и слив масла ГТ осуществляется аналогично подводу масла к фрикционной муфте заднего хода. Разделителем масляных каналов в валу реактора является запрессованная в него распределительная втулка. Основной редуктор — двухдиапазонный, четырехступенчатый с двумя передачами заднего хода. Питание фрикционных муфт маслом осуществляется по специальным каналам в картере, валу реактора, крышках и сверлениям в первичном валу ГМКП, причем питание муфты заднего хода осуществляется по каналам вала реактора муфт первой (третьей) передачи в торце вала и второй (четвертой) передачи по каналам в задней распределительной крышке (см.рис. 4.).

Система маслораспределения гидравлической коробки передач (рис. 6) регулирует питание маслом гидротрансформатора и фрикционов, включает и выключает передачи в зависимости от положения рычага управления коробкой, обеспечивает смазку подшипников, шестерен, дисков фрикционных муфт и других трущихся поверхностей, отвод тепла от деталей коробки, а также очистку и охлаждение масла. Гидросистема включает в себя масляный бак, питающий и откачивающий насосы, регулятор давления, подпорный клапан, золотник реверса, золотник передач, золотник принудительной нейтрали (блокировки КП), фильтры, масляный радиатор и соединительные трубопроводы, обратные клапаны. На коробке передач установлены все элементты гидросистемы, за исключением масляного бака, фильтров и радиатора. Золотники реверса, передач и принудительной нейтрали собраны в одном корпусе (золотниковой коробке). Регулятор давления, подпорный клапан и золотниковая коробка через специальную переходную плиту крепятся к основному корпусу КП. Всасывающий патрубок откачивающего насоса трубопроводом и специальным сверлением в корпусе соединен с поддоном коробки передач. В поддон (см.рис. 4.) для фильтрации отработанного масла установлена фильтрующая сетка. Напорный патрубок соединяется с масляным баком.

Рис. 6. Принципиальная схема гидросистемы гидромеханической коробки передач (ГМКП):

1, 8, 9 – магистрали; 2, 3, 4, 10, 12 — кромки; 5 – торец; 6 – полость подпитки ГТ; 7, 11 – полости сливные; I — коробка передач (КП); II — коробка золотниковая; III — регулятор давления; IV — клапан подпорный; V — плита переходная; VI – фильтр; VII — радиатор охлаждения; VIII – бак; IX – манометр ГТ; X — манометр КП; XI — клапан обратный; XII — датчик давления гидротрансформатора; XIII — место установки подпорного клапана; XIV — место установки регулятора давления; XV – место установки коробки золотниковой; XVI — место установки переходной плиты; А — магистраль слива в КП; В — магистраль I передачи; С — магистраль II передачи; Е — магистраль заднего хода; — направление потока масла; г- — магистрали и трубопроводы КП; Г- трубопроводы и элементы гидросистемы, не входящие в КП.

Всасывающий патрубок питающего насоса соединяется с масляным баком, напорный патрубок через фильтр – с входным отверстием 40 (см. рис. 4.) на переходной плите (вход в регулятор Давления), слив из ГТ — с системой охлаждения КП (масляным Радиатором), манометрический датчик ГТ – с указателем давления подпитки ГТ в кабине машиниста. Манометрическая трубка Указателя давления 6 главной магистрали подводится к специальному штуцеру на золотниковой коробке.

Рис. 7. Механическая коробка передач автогрейдера ДЗ-180А:

1, 14, 32, 35, 36, 40 – шестерни; 2 – втулки; 3, 7, 11, 23, 29, 33, 39 — шестерни; 4, 25 — муфты; 5, 24 – шестерни; 6, 13, 20, 22, 38, 41 – подшипники; 8; 37 — корпус коробки; 9, 12, 31, 42 — валы; 10 – крышка; 15 – манжета; 16 – кольцо; 17 – фланец; 18 – шайба; 19, 28 – прокладки; 21, 25 — уплотнение; 26 — магнитная прокладка; 27 — корпус; 30 — привод спидометра; 34 — червяк.

Работа гидромеханической коробки передач (ГМКП) при давлении в гидротрансформаторе (ГТ) ниже ОД МПа (1,0 кгс/см2) не допускается.

Наряду с гидромеханической коробкой передач в конструкции автогрейдеров продолжает применяться механическая коробка передач (рис. 7.), которая устанавливается на кронштейны рамы автогрейдера с запресованными в кронштейны амортизаторами. Коробка передач (рис. 7.) крепится к раме болтами. Механическая коробка передач имеет шесть скоростей движения вперед и две назад.

Первичный вал (см. рис. 3.) коробки передач вращается на подшипниках, посаженных в корпусе. На первичном валу на шлицах закреплена ведущая шестерня, которая находится в постоянном зацеплении с шестерней вторичного вала. Кроме того, на первичном валу на подшипниках посажена шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестернями, и шестерня, которая находится в постоянном зацеплении с шестерней промежуточного вала. На первичном валу на шлицах закреплена шестерня, по которой скользит зубчатая муфта. На вторичном валу на подшипниках посажены шестерни и на шлицах шестерни (см. рис. 3.). По шестерне скользит зубчатая муфта. Зубчатые муфты управляются рычагом из кабины водителя. На промежуточном валу (см. рис. 3.) на шлицах неподвижно закреплены шестерни. Шестерни находятся в постоянном зацеплении соответственно с шестернями ведомого вала, посаженными на подшипниках. По шестерне, закрепленной неподвижно на шлицах на ведомом валу, скользит зубчатая муфта, управляемая рычагом 5 из кабины водителя. На шлицах ведомого вала (см. рис. 3.) установлен червяк привода спидометра, который находится в зацеплении с шестерней, сидящей на валике, соединенном со спидометром гибким валом. Коробка передач соединена с муфтой сцепления двигателя карданным валом, для остановки которого установлен тормозок (см. рис. 3.).