Гідромеханічна передача (рис. 71) спрощує управління автобусом, особливо в умовах напруженого міського руху з частими зупинками. Перемикання ГМП здійснюється автоматично в залежності від швидкості руху автобуса і ступеня натискання на педаль акселератора. Це полегшує працю водія, підвищує безпеку і комфортабельність руху, забезпечує запуск двигуна буксируванням автобуса, гальмування двигуном на будь-якій передачі, а також рух накатом. Гідромеханічна передача з'єднана з двигуном карданної передачею, являє собою складну конструкцію, що вимагає серйозних знань по її експлуатації та технічного обслуговування.
Для кращого розуміння роботи ГМП нагадаємо основні властивості рідини: плинність і нестисливі. Так само, як і тверді тіла, рідина може передавати механічну енергію. У коробках передач автомобілів масло необхідно для змазування підшипників і деталей. У ГМП роль масла зростає. Крім змащування, масло використовується для охолодження, включення, перемикання передач і для передачі крутного моменту двигуна. Масло в ГМП називають робочою рідиною.
Мал. 71. Загальний вигляд гидромеханической передачі:
1 - важіль приводу відцентрового регулятора; 2 - корпус поршня включення заднього ходу; 3 - кришка механізму перемикання передач; 4 - трубка клапана блокування; 5 - кришка сполучної панелі механізму гідравлічного перемикача; 6 - перемикач периферійних золотників з кришкою в зборі; 7 - картер гідротрансформатора; 8 - клапан блокування в зборі; 9 - корпус опори гідротрансформатора; 10 - клапан зливу; 11 - провідний фланець; 12 - кронштейн передньої опори; 13 - пробка редукційного клапана; 14 - картер коробки передач; 1S - кришка оглядового люка; 16 - піддон; 17 - трубка піддону; 18 - датчик приводу спідометра; 19 - магнітна пробка; 20 - ведений фланець; 21 - кронштейн задньої опори
У автобуса ЛіАЗ-5256 ГМП складається з гідротрансформатора, механічної триступеневої коробки передач, масляної системи, системи управління, системи охолодження і гідродинамічного сповільнювач.
Принцип роботи гідротрансформатора. Розглянемо модель: що випливає з бака під дією напору струмінь рідини вдаряє в лопаті колеса і обертає його. Енергія напору рідини перетворюється в кінетичну енергію струменя рідини, яка повідомляється колесу і витрачається на привід робочого механізму. Еслі.представіть собі зворотну картину - лопатеве колесо обертається від якогось стороннього двигуна, тоді, навпаки, колесо буде повідомляти кінетичну енергію рідини, що знаходиться на лопатках колеса.
Гідротрансформатор автобуса ЛіАЗ-5256 складається з колеса 1 насоса (рис. 72, а), колеса 2 турбіни і коліс 3 реактора (статора). Колеса реактора встановлені на реактивному валу на муфтах вільного ходу, тому гідротрансформатор може працювати в режимі гідромуфти.
Колесо насоса є робочим колесом, між внутрішнім і зовнішнім торцем якого відлили робочі лопаті; із зовнішнього боку колеса - вентиляційні лопаті, службовці для обдування гідротрансформатора. Колесо насоса пов'язане з насосним валом і двигуном. Колесо турбіни складається з робочого колеса з лопатями, з'єднаного з турбінним валом і провідним валом коробки передач. Реактор (статор) складається з двох лопатевих робочих коліс, з'єднаних муфтами вільного ходу, які подібно муфті включення стартера дають можливість реактору обертатися в одну сторону вільно, а в іншу немає.
Внутрішня порожнина гідротрансформатора заповнюється робочою рідиною. При роботі двигуна обертаються колесо насоса і рідина, вміщена всередині. Лопатки колеса передають рідини кінетичну енергію, отриману від двигуна. Рідина починає переміщатися від меншого радіуса колеса до більшого. Рідина з лопаток колеса насоса потрапляє на лопатки колеса турбіни і віддає їм отриману кінетичну енергію. Рідина з лопаток колеса турбіни надходить на лопатки колеса реактора. Лопатки колеса реактора змінюють напрямок потоку рідини таким чином, щоб він потрапляв на лопатки колеса насоса під певним кутом. Завдяки наявності колеса реактора відбувається зміна величини крутного моменту на колесі турбіни.
Мал. 72. Гидротрансформатор
У момент рушання автобуса колесо турбіни нерухомо, на нього діє найбільший тиск рідини і відбувається найбільше збільшення крутного моменту. При розгоні автобуса в міру збільшення оборотів колеса турбіни крутний момент на ньому зменшується і при певному передатному відношенні стає рівним крутним моментом на колесі насоса. Тиск рідини на лопатки реактора змінює свій напрямок на протилежне і викликає розклинення муфти вільного ходу. Реактори починають обертання в одному напрямку з колесом турбіни і колесом насоса в загальному потоці рідини.
Гідротрансформатор, як уже зазначалося вище, працює в режимі гідромуфти. Крутний момент на колесі турбіни в цьому режимі декілька нижче, ніж на колесі насоса, так як між колесами відсутня жорстка зв'язок. Для збільшення коефіцієнта корисної дії гідротрансформатора на прямій передачі колесо насоса і колесо турбіни блокуються переднім фрикціоном.
Орієнтовна форма лопаток колеса насоса і колеса турбіни гідротрансформатора і крутний момент показані на рис. 72, б. Стрілками позначений шлях рідини і напрямок дії крутного моменту, що передається рідиною на лопатки коліс. Зміна величини крутного моменту на турбінному колесі відбувається плавно і безступінчатий. Зміна крутного моменту гидротрансформатором недостатньо для різних умов руху автобуса, тому він працює з дво- (автобус ЛіАЗ-677М) або триступеневої (автобус ЛіАЗ-5256) коробкою передач.
Механічна триступенева коробка передач. Картер механічної коробки передач переднім фланцем з'єднаний з картером гідротрансформатора. На задній стінці картера встановлюється статор сповільнювач. Зверху на картері встановлений корпус перемикача розташовані ведучий вал з шестернями, ведений вал з шестернею, перший і другий проміжні вали. На першому проміжному валу на шліцах встановлені фрикціон першої і другої передач, ведуча шестерня і ротор сповільнювач. По обидва боки фрикциона розташовані шестерні 15 і 18 першої і другої передач. На другому проміжному валу встановлені подвійний фрикціон 6 третьої передачі і фрикціон передачі заднього ходу, а також ведуча шестерня. По обидва боки фрикциона розташовані шестерні третьої передачі і шестерня передачі заднього ходу.
У першому і другому проміжних валах є отвори для підведення масла до подвійних фрикційні. Подвійні фрікціони забезпечують перемикання передач і передачу крутного моменту через відповідні шестерні до веденого валу.
Подвійний фрикціон складається з ведучого барабана (рис. 74), що утворює два гідроциліндра, поршнів ведених і ведучих дисків і зворотних пружин, опорних кілець 9. На поверхні барабана є майданчики для установки периферійних клапанів 5, що включають і вимикають фрікціони. Масло до клапанів постійно підведено від головної магістралі. Кільце забезпечує одночасне переміщення периферійних золотників. При переміщенні периферійних золотників від нейтрального положення вправо або вліво масло під тиском надходить в циліндр під поршень відповідного фрикциона. Поршень, переміщаючись, стискає пакет дисків. Крутний момент передається від маточини дисків на шестерню і далі на проміжний вал.
Масляний піддон з литими ребрами для охолодження закриває знизу картер механічної коробки передач і служить резервуаром для масла. У днище піддону є отвори, через які здійснюється доступ до маслоприймачів і проводиться зміна фільтруючих елементів. Масло зливається через отвір, що закривається магнітною пробкою.
Гідродинамічний сповільнювач складається з статора (рис. 75), встановленого в задній стінці картера механічної коробки передач, ротора на задньому кінці першого проміжного вала. У статорі є масляні канали, розміщені гільза головного золотника і шестерня приводу спідометра. Знизу до статора прикріплений корпус клапана керування сповільнювачем. До кришки сповільнювач прикріплений корпус силового регулятора з ексцентриком. Управління гидромеханическим сповільнювачем здійснюється краном управління або пневматичними клапанами, розташованими в кабіні водія.
Мал. 73. Механічна трухступенчатая коробка передач
Мал. 74. Проміжний вал з подвійним фрикціоном
Мал. 75. Гідромеханічний сповільнювач з силовим і відцентровим регуляторами і приводом головного золотника:
1 - статор; 2 - ротор; 3 - головний золотник; 4 - гільза головного золотника; 5 - кришка сповільнювач; 6 - шестигранна головка штовхача; 7 - регулювальний гвинт; 8, 13 - кришки; 9 - головний важіль силового регулятора; 10 - чашка відцентрового регулятора; 11 - шарнк; 12 - водило відцентрового регулятора; 14 - клапан керування сповільнювачем
Масляна система (рис. 76). Система має два масляних насоса: великий і малий. Привід великого насоса здійснюється від маточини насосного колеса, малого - від переднього кінця першого проміжного вала, постійно обертається під час руху автобуса, що дозволяє забезпечувати пуск двигуна буксируванням автобуса. Масло з піддона через маслоприймачі надходить до великого масляного насоса, далі через зворотний клапан в головну магістраль і до регулятора тиску масла. Тиск масла в магістралі підтримується регулятором режиму тиску. На робочих режимах ГМП тиск масла становить 395-685 кПа. Подає масло в головну магістраль і малий насос через фільтр тонкого очищення, запірний кульковий клапан. Надлишок масла через регулятор тиску надходить на злив у всмоктувальну порожнину великого насоса, який працює на себе. Як тільки подача малим масляним насосом буде достатня для харчування масляної системи ГМП і підтримки в ній робочого тиску, відбувається автоматичне відключення великого масляного насоса від головної магістралі. Зворотний клапан закривається і харчування всієї системи ГМП забезпечується малим масляним насосом. Регулятор тиску управляє підживленням гідротрансформатора. Масло в гідротрансформатор надходить під тиском не менше 372 кПа.
З головної магістралі масло надходить до клапана блокування, периферійним золотникам подвійних фрикційних, головному золотника, клапану управління сповільнювачем, в механічну коробку передач. З гідротрансформатора масло надходить через регулятор тиску гідротрансформатора, через клапан управління сповільнювачем до теплообмінника і далі через той же клапан управління сповільнювачем в піддон ГМП. Регулятор тиску підтримує в порожнині гідротрансформатора надлишковий тиск масла, необхідне для включення фрикциона блокування. Регулятор відкриває злив масла при тиску 294 кПа і підтримує витрата масла через гідротрансформатор в межах 26-40 л / хв. При меншому тиску регулятор закриває слив з гідротрансформатора. Через клапан масло надходить з головної магістралі в порожнину фрикциона блокування. По каналах в механічній коробці передач, статора сповільнювач масло надходить до головного золотника. У міру збільшення швидкості руху автобуса головний золотник переміщається і подає масло до вмикач третьої передачі і далі до вмикач блокування.
Включення гідродинамічного сповільнювач відбувається при подачі повітря від крана управління, при цьому золотник клапана переміщається, займаючи певні (врівноважені) положення, при яких відбувається регульоване наповнення робочої порожнини сповільнювач маслом, чим і досягається ефективність уповільнення. При виключенні сповільнювач його робоча порожнину з'єднується зі зливом.
Масло в ГМП охолоджується в водомасляного теплообміннику, який встановлений в автобусі і включений в систему охолодження двигуна. Допустимий межа температур масла на зливі з гідротрансформатора або сповільнювач не повинен перевищувати 130 ° С. Для контролю теплового режиму ГМП передбачені датчики температури масла в піддоні і аварійного перегріву масла на зливі з гідротрансформатора і сповільнювач. На щитку приладів кабіни водія встановлено термометр масла і сигнальна лампа перегріву.
Система управління. Вона забезпечує автоматичне перемикання передач переднього ходу в залежності від швидкості руху автобуса і положення педалі подачі палива, а також включення і управління гідродинамічним сповільнювачем. Примусово може бути включена знижує передача для певних умов руху і передача заднього ходу. Вузли системи управління встановлені як на гідропередачі, так і в кабіні автобуса. На гідропередачі є: відцентровий і силовий регулятори і їх приводи, головний золотник, вмикач блокування, вмикачі третьої і другої передач, перемикачі периферійних золотників, периферійні золотники (див. Рис. 76) і їх приводи, клапан 6 блокування і клапан управління сповільнювачем.
В кабіні автобуса встановлені: кран управління сповільнювачем, контролер (рис. 77), компенсатор ходу в приводі силового регулятора. Положення контролера забезпечує режим роботи гідромеханічної передачі: N - нейтраль, все елементи системи управління відключаються від електроживлення; 2А - відбувається послідовне автоматичне включення першої, другої і третьої передач з блокуванням гідротрансформатора; ЗА - відбувається послідовне автоматичне включення першої, другої передач і другий з блокуванням гідротрансформатора; 1 - примусово включається перша передача; R - включається передача заднього ходу. При нейтральному положенні всі фрикціони вимкнені, провідний вал, проміжні вали другий (рис. 78) і перший, а також ведений вал роз'єднані. Для руху автобуса з автоматичним перемиканням передач на контролері встановлюються положення. При установці першого положення на контролері через замкнуті контакти мікропереключателей, вмикачів третьої і другої передач ток, що включає першу передачу, надходить до електромагніту.
Перша передача включається фрикціоном. Шестерня жорстко з'єднана з першим проміжним валом. Потужність від двигуна передається через насосне та турбінне колеса гідротрансформатора, провідний вал, шестерні, фрикціон, перший проміжний вал, шестерні до веденого валу. При збільшенні швидкості руху відцентровий регулятор починає пересувати головний золотник, який з'єднує головну масляну магістраль з каналом включателя першої передачі. Спрацьовує мікроперемикач. Електромагніт першої передачі вимикається, включається електромагніт, що включає другу передачу. Друга передача вмикається фрикціоном, шестерня жорстко з'єднана з першим проміжним валом. Потужність від двигуна передається через колеса гідротрансформатора, провідний вал, шестерні, фрикціон, перший проміжний вал, шестерні до веденого валу.
Мал. 77. Клавішний контролер ГМП
Мал. 78. Схема роботи гідромеханічної передачі автобуса ЛіАЗ-5256: / - перша передача; II - друга передача; III - третя передача; IV - третя передача з блокуванням гідротрансформатора; V - передача заднього ходу; VI - робота гідромеханічного сповільнювач: 1 - колесо насоса гідротрансформатора; 2 - колесо турбіни гідротрансформатора; 3 - колесо реактора (статора); 4 - реактивний вал (вал реактора); 5 - передній фрикціон; 6 - муфта вільного ходу; 7, 8, 15. 17. 20 - шестерні; 9 - провідний вал; 10 - другий проміжний вал; 11 - шестерня третьої передачі; 12 - фрикціон третьої передачі; 13 - фрикціон передачі заднього ходу; 14 - шестерня передачі заднього ходу; 16, 21 - шестерня першої передачі; 18 - ведений вал; 19 - ротор сповільнювач; 22 - фрикціон першої передачі; 23 - фрикціон другої передачі; 24 - шестерня другої передачі; 25 - перший проміжний вал
Третя передача включається фрикціоном. Шестерня жорстко з'єднана з другим проміжним валом. Потужність від двигуна передається через колеса гідротрансформатора, провідний вал, шестерні, фрикціон, другий проміжний вал, шестерні до веденого валу.
При подальшому збільшенні швидкості автобуса головний золотник з'єднує з головною масляною магістраллю канал включателя блокування. Спрацьовує мікроперемикач і включається електромагніт клапана блокування, при цьому третя передача залишається включеною, а фрикціон гідротрансформатора блокується. Третя пряма передача з блокуванням гідротрансформатора включається фрікціонами. Потужність від двигуна передається через фрикціон 5, провідний вал, шестерні, фрикціон, другий проміжний вал, шестерні до веденого валу.
Передача заднього ходу включається фрикціоном. Шестерня жорстко з'єднана з другим проміжним валом. Потужність від двигуна передається через колеса гідротрансформатора, провідний вал, шестерні, фрикціон, другий проміжний вал, шестерні до веденого валу.
При установці другого положення на контролері відбувається послідовне автоматичне включення першої і другої передач з блокуванням гідротрансформатора.
До атегорія: - Автобуси