Опорно-сцепные устройства с гидрообъемным приводом

Гидрообъемный привод, как и механический, имеет жесткую характеристику. В качестве гидроагрегатов используются стандартные насосы и двигатели поршневого типа, основные свойства и конструкции которых рассмотрены в технической литературе. Здесь излагаются сведения только о гидрообъемном приводе, применяемом для активизации колес прицепных звеньев ТС.

Гидрообъемные приводы активных колес прицепных звеньев можно разделить на два типа: «гидровад» и с гидромотор-колесами.

Характерной особенностью привода типа «гидровал» (рис. а) является широкое применение стандартных агрегатов. Однако при малом количестве гидроагрегатов (один насос и один двигатель) число механических агрегатов (главные передачи, дифференциалы, карданные передачи) в приводе может быть значительным.

Особенностью привода с гидромотор-колесами (рис. б) является отсутствие указанных механических агрегатор при значительном числе гидроагрегатов (гидродвигателей), установленных непосредственно в ведущих колесах. Кроме того, данному приводу присуще свойство гидродифференциальной (по аналогии с простым симметричным дифференциалом) связи между гидроагрегатами, когда наименее нагруженное колесо (по сцеплению) определяет давление в системе.

При пробуксовке одного колеса давление во всей системе и момент падают, а проходимость уменьшается. Этот эффект называется дифференциальным. Для его устранения используют блокирующие (отключающие) устройства или специальные системы управления работой гидропривода.

Компоновка агрегатов гидрообъемного бустерного привода осей полуприцепа представлена на рисунке. От коробки отбора мощности 2, прикрепленной к раздаточной коробке 10, с помощью карданной передачи 9 приводится в действие нерегулируемый поршневой аксиальный гидронасос 4. На полуприцепе установлен гидродвигатель 5. Гидроагрегаты соединены гибкими шлангами 3. Гидроагрегат через дополнительный редуктор 6 и карданный вал 7 приводит в движение два ведущих моста (тележку) 8 полуприцепа. Ведущая тележка полуприцепа полностью унифицирована с тележкой базового тягача.

Рис. Схемы гидроприводов типа «гидровал» (а) и с гидромоторколесами (б):
1 — тягач; 2 — полуприцеп; Д — двигатель; КП — коробка передач; РК,— раздаточная коробка; ГН — гидронасос; ГД — гидродвигатель; КОМ — коробка отбора мощности; Р — согласующий редуктор; BM — ведущий мост прицепного звена; ПМ, СМ, ЗМ — соответственно передний, средний и задний ведущий мосты тягача

Масляный бак 1 гидросистемы установлен на тягаче за его кабиной. Гидрообъемный привод полуприцепа оборудован механизмами автоматизированного управления. Привод на полуприцеп включается автоматически каждый раз, когда в раздаточной коробке устанавливается низшая передача, а в коробке передач включена I или II передача. При переключении со II передачи на III в коробке передач или с низшей на высшую передачу в раздаточной коробке передача мощности на тележку полуприцепа прекращается. Привод на активную тележку полуприцепа отключается, когда угол складывания между звеньями автопоезда превышает 30°.

Рис. Компоновка агрегатов гидрообъемного бустерного привода осей полуприцепа:
1 — масляный бак; 2 — коробка отбора мощности; 3 — шланг; 4 — гидронасос; 5 — гидродвигатель; 6 — дополнительный редуктор; 7 — карданный вал; 8 — ведущий мост полуприцепа; 9 — карданная передача; 10 — раздаточная коробка

Отечественная промышленность выпускает различные типы гидроагрегатов, отличающихся способом регулирования, мощностью и принципом управления.

На рисунке показано устройство мотор-колеса с высокооборотным гидродвигателем и понижающим редуктором, рассчитанного на эксплуатацию в системах с рабочим давлением 22 МПа (максимально допустимое давление 32 МПа). Передаваемая мощность 41,8… 157 кВт. В мотор-колесе использован аксиально-поршневой нерегулируемый гидродвигатель 4 с наклонным блоком цилиндров. Двигатель приводит во вращение вал 7, укрепленный в роликовых подшипниках в неподвижном корпусе 3. Вращение от вала 7 передается на вал 8 солнечной шестерни первого планетарного ряда. Коронная шестерня планетарного ряда, соединенная с корпусом 3, неподвижна. Вращение с водила 9 сателлитов передается на вал 10 солнечной шестерни второго планетарного ряда. Коронная шестерня планетарного ряда неподвижна. Вращение от водила 11 сателлитов передается на барабан 7, жестко соединенный со ступицей 2 колеса, которая через роликовые подшипники опирается на корпус. Мотор-колесо снабжено дисковым тормозом, имеющим гидравлическое управление. Сжатие дисков 6 тормоза осуществляется поршнем 5.

Гидрообъемные передачи позволяют отказаться от зубчатых механизмов и карданных валов при конструктивном выполнении их в виде гидромотор-колеса. В качестве гидродвигателя в этом случае чаще всего используются радиально-поршневые машины. Поскольку от насоса до гидромотор-колес дополнительного редуцирования нет, то гидродвигатели обязательно должны быть высокомоментными. В гидромотор-колесе к фланцу 14 балки моста крепится болтами цилиндрический опорный кронштейн 10.

В него запрессован и застопорен во избежание проворачивания статор 9. Торцевые поверхности уплотнены резиновыми кольцами 11. В статоре расточены в два ряда цилиндры, в которых под напором жидкости могут перемещаться в радиальном направлении поршни 6. Цилиндры на примыкающих стенках имеют прорези. Каждая пара поршней посажена на оси 5, на средней части которых имеется ролик, смонтированный на игольчатых подшипниках. Ролики взаимодействуют с фигурными кулаками ротора 17, состоящего из центральной части и двух крышек. Части ротора стянуты болтами 16. Ротор установлен на двух подшипниках 7, опирающихся на статор. К наружной крышке ротора крепится диск 1 колеса, а к внутренней — тормозной барабан 8.

Под действием давления жидкости, подаваемой от гидронасоса, часть поршней, связанных с магистралью нагнетания, будет перемешаться от центра к периферии и вызывать движение роликов по профилю кулаков ротора. Возникающие на кулаках окружные силы создают вращающий момент, который приводит во вращение колеса полуприцепа. Другая часть поршней вstqвремя вытесняет жидкость из нерабочих цилиндров во всасывающую магистраль системы. Гидродвигатели колес магистралями 12 и 13 соединены с гидронасосом тягача. В зависимости от направления движения одна из них попеременно служит нагнетательной, другая отсасывающей магистралью. Подача рабочей жидкости в гидродвигатели из нагнетательной магистрали и отсос жидкости из гидродвигателя к гидронасосу осуществляются через гильзу 15 и распределитель 3, которые снабжены радиальными и осевыми каналами. Гильза неподвижна: она застопорена штифтом 2. Распределитель вращается вместе с колесом, так как он связан поводком 4 с наружной крышкой ротора. Торцы распределителя около поводков уплотнены резиновыми кольцами.

Рис. Устройство мотор-колеса с высокооборотным гидродвигателем и понижающим редуктором:
1 — барабан; 2 — ступица колеса; 3 — неподвижный корпус; 4 — гидродвигатель; 5 — поршень тормоза; 6 — диски тормоза; 7 — вал гидродвигателя; 8, 10 — вал редуктора; 9, 11 — водила

Рис. Устройство мотор-колеса с высокомоментным гидродвигателем:
1 — диск колеса; 2 — штифт; 3 — распределитель; 4 — поводок; 5 — ось; 6 — поршень; 7 — подшипник; 8 — тормозной барабан; 9 — статор; 10 — кронштейн; II — уплотняющие резиновые кольца; 12, 13 — магистрали; 14 — фланец; 15 — гильза; 16 — болт; 17 — ротор

Гидродвигатели ведущих колес прицепных звеньев некоторых конструкций рассчитаны на передачу моментов 2 000… 3 000 Нм при перепаде давлений 15 …20 МПа. В одном гидродвигателе имеется 5 — 9 цилиндров при диаметре поршней 30…50 мм.

Гидрообъемные приводы активных колес прицепных звеньев кроме указанных особенностей, присущих данному типу гидропривода, обладают как достоинствами, так и недостатками, что в совокупности определяет область их рационального применения.

К числу достоинств гидропривода следует отнести:

• устойчивость работу при малых скоростях и больших нагрузках;
• удобство компоновки;
• легкость и простоту реверсирования;
• надежную защиту от перегрузок (с помощью предохранительных клапанов и ограничителей давления);
• минимальные конструктивные изменения серийных тягачей и прицепных звеньев, входящих в состав ТС.

Недостатками гидропривода являются:

• более низкий КПД, чем у механического привода (из-за двойного преобразования энергии);
• сложность эксплуатации в условиях низких температур;
• ограниченная возможность применения в длиннобазных ТС из-за больших потерь в трубопроводах;
• сложность эксплуатации и ремонта.