Два в одном (часть 2)
Трансмиссии ходовой части базовых тракторов бульдозеров — это гидромеханические (ГМТ), механические (МТ), реже электрические (ЭТ) и гидростатические (ГСТ) трансмиссии.
ГМТ состоит из двух блоков. Первый блок трансмиссии включает в себя комплексный гидротрансформатор с коэффициентом трансформации момента в пределах 2,3...3,3 и планетарную коробку передач (КПП), переключаемую на ходу без разрыва потока мощности. При этом гидротрансформатор и КПП работают как бесступенчатый редуктор, и поток мощности, направляемый на движитель, полностью проходит через гидротрансформатор с неизбежными значительными потерями.
Фирмой Caterpillar для исключения таких последствий используется присоединенный к валу двигателя распределитель крутящего момента, в котором происходит разветвление потока мощности на два параллельных в следующем соотношении: 70...75% передается через одноступенчатый комплексный гидротрансформатор и 25...30% — через дифференциальную зубчатую передачу с последующим их суммированием на выходном валу блока. При этом КПД этого агрегата будет не меньше, чем КПД гидронасоса.
Второй блок трансмиссии включает в себя задний мост, в корпусе которого смонтирован редуктор с конической передачей, распределяющей поток мощности на обе гусеницы через механизмы поворота (бортовые фрикционы с тормозами) и бортовые редукторы. Задний мост соединяется с коробкой передач сзади — как у фирмы «Caterpillar» или спереди — как у фирм Komatsu, Fiat-Hitachi, а также может соединяться в единое целое — как у бульдозеров отечественного производства. У бульдозеров фирмы Liebherr конечный привод, состоящий из двухступенчатого планетарного редуктора и гидромоторов, вмонтирован в каждую из рам ходовой тележки. Это позволяет исключить при передаче мощности на ведущие звездочки ряд агрегатов — задний мост и механизмы поворота — и тем самым снизить ее потери.
На модели D8R и (по заказу) на моделях D6R, D7R, D9R фирмы «Caterpillar» и на моделях модификации X фирмы «Komatsu» используется дифференциальный привод поворота бульдозера. Применение такого привода, в отличие от традиционного механизма поворота машин с ГМТ, позволяет осуществлять плавный и точный поворот бульдозера при планировочных работах, обеспечивает хорошую маневренность в стесненных условиях и устойчивость разворота бульдозера на крутых склонах за счет вращения машины на месте, которое достигается путем вращения ведущих звездочек гусениц в разных направлениях. Кроме того, такой привод позволяет бульдозеру прямолинейно перемещаться при поперечном зарезании отвала. Дифференциальный привод поворота включает в себя три планетарные передачи, реверсивный регулируемый аксиально-поршневой гидронасос, вращение которому передается от раздаточного редуктора и маховика двигателя, и нерегулируемый гидромотор, вращающий планетарную передачу поворота. Возможны три режима работы такого привода, которые реализованы в моделях бульдозеров фирмы «Caterpillar».
На первом режиме осуществляется холостой поворот бульдозера на месте только от работающего гидромотора, ГМТ отключена. На втором режиме осуществляется поворот трактора при бульдозировании, когда работает ГМТ и включен гидромотор. При этом происходит плавный поворот за счет увеличения скорости движения одной гусеничной ленты и одновременного замедления скорости движения другой. Такой режим применяется при движении на легких грунтах, когда надо свести к минимуму сдвиг грунта при развороте бульдозера. Кроме того, работа одновременно двух трансмиссий позволяет преодолевать кратковременные нагрузки, возникающие при встрече конца отвала с препятствиями в виде пней, каменистых включений и др., .за счет автоматического включения в работу гидротрансформатора. На третьем режиме осуществляется прямолинейное движение бульдозера в рабочем режиме при отключенном гидромоторе, когда вращение на ведущие звездочки передается от ГМТ.
Бульдозеры фирмы Dressta оборудованы гидромеханичесг кой ходовой трансмиссией модульного типа с механизмом поворота включающим двухступенчатую бортовую передачу. Это позволяет использовать полную мощность на обеих гусеницах базового трактора при осуществлении поворотов в рабочем режиме бульдозера. Включение низкой и высокой ступеней передач осуществляется гидравлически, а их расцепление — с помощью пружин.
Фирма «Komatsu» использует в своих бульдозерах ГМТ с планетарной коробкой передач и трехэлементного гидротрансформатора. Переключение передач в КПП осуществляется на ходу. Фирмы «Fiat-Hitachi» и «Dressta» применяет на своих машинах ГМТ с трехэлементным гидротрансформатором и КПП с неподвижными осями валов, шестерни которой переключаются с помощью фрикционных муфт без разрыва потока мощности и остановки бульдозера. Серийный выпуск бульдозеров с гидростатической трансмиссией фирмой «Liebherr» начат более 30 лет назад. На бульдозере установлен электронный ограничитель нагрузки, который снижает скорость передвижения бульдозера для того, чтобы можно было достичь полной реализации усилия на отвале при максимально используемой мощности. Гидростатическая трансмиссия бульдозеров позволяет получить непрерывные потоки мощности, подводимые к обоим гусеничным движителям, как в прямолинейном движении, так и при поворотах, что существенно расширит эффективность и области использования машин. Эта трансмиссия позволяет бульдозерам в любой ситуации осуществить строго круговое вращение на месте даже в условиях крутого откоса, где машины с другими трансмиссиями могут сползать. Система привода предусматривает свободные от износа тормоза. Рабочее торможение осуществляется изменением скорости гидромотора. Стояночный тормоз включается автоматически при нейтральном положении рычага управления движением или при нажатии бульдозеристом кнопки экстренного торможения. Конструктивно получается элегантная модульная гидросистема с компактными гидромоторами конечных передач, имеющими функционально оптимизированное расположение и легкий доступ для техобслуживания. Гидростатический привод хода при незначительном числе его элементов позволяет с минимальными потерями мощности двигателя реализовывать ее в эффективную работу бульдозера. У бульдозеров Liebherr нет педалей управления, и все операции управления движением и поворотом бульдозера осуществляются левым, а рабочим оборудованием — правым джойстиком.
Бульдозеры АО «Чебоксарский завод промышленных тракторов», выпускаемые на базе трактора Т-330, имеют ГМТ, которая включает в себя одноступенчатый комплексный трехэлементный гидротрансформатор с КПП. Коробка передач обеспечивает синхронный отбор мощности и позволяет, наряду с изменением скорости, тягового усилия и направления движения, осуществлять поворот бульдозера вокруг его центра. Крутящий момент от коробки передач через карданные валы передается раздельно к правой и левой бортовым передачам. Бортовые передачи представляют собой двухступенчатые редукторы с первой ступенью, состоящей из пары шестерен внешнего зацепления, и второй — планетарного типа. Бульдозеры на других тракторах этого завода оборудованы ГМТ с планетарной коробкой передач, переключаемой на ходу.
На бульдозерах Челябинского завода мощных тракторов используется механическая трансмиссия с КПП с неподвижными осями валов. Переключение передач происходит зубчатыми муфтами при остановке трактора. КПП с неподвижными осями валов обладают большими габаритами и массой, так как имеют большое число передач, чтобы перекрыть скоростной диапазон трактора. Кроме того, их применение не обеспечивает полное использование мощности двигателя и вследствие этого ведет к дополнительным потерям производительности бульдозера.
На бульдозерах ДЭТ-250М2Б1Р1 ИДЭТ-350Б1Р1 Челябинского завода мощных тракторов смонтирована электромеханическая трансмиссия привода хода, состоящая из генератора и регулируемого двигателя постоянного тока, которые через главную коническую передачу приводят во вращение планетарные редукторы механизма поворота и планетарные конечные редукторы привода каждой гусеницы.
Элементы трансмиссии всех бульдозеров закрепляются на раме трактора. К передней оси рамы трактора крепится балансирная балка, края которой опираются на рамы гусеничных тележек посредством резиновых амортизаторов или соединяются с последними с помощью шарниров. При этом рамы гусеничных тележек могут качаться в вертикальной плоскости вокруг трубчатой оси, расположенной впереди осей ведущих звездочек.
Такая подвеска рам гусеничных тележек к раме трактора, применяемая, как правило, на всех промышленных средних и тяжелых классов тракторах, получила название трехточечной подвески. Применение балансирной балки позволяет гусеничным тележкам совершать разнонаправленные качания вокруг оси рамы трактора, обеспечивая при этом постоянный контакт обеих гусениц с поверхностью земли при наезде одной из них на препятствие. Вместо балансириой балки у бульдозеров на базе тракторов Т-170 Челябинского завода мощных тракторов применяется многолистовая рессора.