ГЛАВА II
ТАНКИ

РАЗДЕЛ 4. ПОДВИЖНОСТЬ И ПРОХОДИМОСТЬ

§ 2. ТРАНСМИССИЯ ТАНКА

Трансмиссия танка должна обеспечить высокие тяговые качества при прямолинейном движении и повороте, хорошую надежность в течение длительного периода эксплуатации, легкость управления, высокий к.п.д., малый вес и особенно габариты агрегатов, дешевизну производства, удобство обслуживания и ремонта в полевых условиях.

Этим требованиям более полно удовлетворяют механические и гидромеханические трансмиссии, которые и применяются на современных танках. Вместе с тем в танках начинают применять и гидрообъемные передачи.

Что касается электромеханических трансмиссий, применяемых на транспортных машинах и обеспечивающих автоматическое изменение скорости в зависимости от сопротивления движению и легкость управления, то для танков они неприемлемы главным образом по габаритным и весовым данным.

Механические трансмиссии продолжают применяться на советских, английских и французских танках. Для них характерны высокий к.п.д., компактность и надежность, сравнительная дешевизна производства и простота ремонта. Их главный недостаток — ступенчатое изменение передаточных чисел, что приводит к недоиспользованию мощности двигателя и снижает среднюю скорость движения. Кроме того, при такой трансмиссии условия работы двигателя неблагоприятны, поскольку нагрузка на него непрерывно изменяется.


Механические трансмиссии современных танков совершенствуются в следующих направлениях: применение синхронизаторов или индивидуального фрикционного включения в простых коробках передач, замена простых коробок планетарными, переход на фрикционы и тормоза, работающие в масле, применение сервоприводов, использование демпферов крутильных колебаний двигателя и компенсирующих устройств в гусеничном движителе для повышения надежности.

Широкое распространение в механических трансмиссиях получили механизмы передач и поворота (МПП), объединяющие в общем картере главный фрикцион, коробку передач и механизм поворота с двойным подводом мощности, что позволяет улучшить поворотливость танка за счет обеспечения большого числа расчетных радиусов поворота без потерь мощности двигателя на трение во фрикционах или тормозах механизма поворота.

Отличительным признаком МПП в большинстве случаев является наличие суммирующих планетарных рядов, в которых эпициклы получают вращение от двигателя через коробку передач, а солнечные шестеренки — от двигателя через дополнительные передачи с постоянными передаточными числами (рис.


). Передаточные числа к солнечным шестерням правого и левого бортов при прямолинейном движении одинаковые, а при повороте разные. Благодаря этому и обеспечиваются изменение скоростей движения гусениц и поворот танка. Поскольку обороты эпициклов зависят от включенной в коробке передачи, а обороты {102} солнечных шестерен одинаковы на всех передачах (при неизменных оборотах двигателя), то на каждой передаче получается свой расчетный радиус поворота, тем больший, чем выше передача.

Дальнейшее совершенствование трансмиссий этого типа может привести к созданию механизмов передачи и поворота с непрерывной фрикционной или гидрообъемной передачей в дополнительном приводе.

Рис. 63. Обобщенная схема механизма передач и поворота

Рис. 63. Обобщенная схема механизма передач и поворота:
1 — двигатель; 2 — главный фрикцион; 3 — вал разветвления; 4 — дополнительный привод; 5 — коробка передач; 6 — суммирующий планетарный ряд; 7 — бортовая передача

Такая непрерывная передача позволяет получить любое передаточное число от двигателя к солнечным шестерням и таким образом обеспечивает на каждой передаче бесчисленное множество расчетных радиусов. Иначе говоря, механизм поворота танка приближается по своим параметрам к идеальному.


Гидромеханические трансмиссии (ГМТ), широко используемые в машинах народнохозяйственного назначения многих стран мира, применяются также и на ряде современных танков. В состав такой трансмиссии обычно входит комплексная гидропередача, которая при малых нагрузках работает как гидромуфта, а с увеличением нагрузки автоматически переходит на режим работы гидротрансформатора. Гидротрансформатор же обладает свойством приспосабливаться к изменению внешней нагрузки: с увеличением сопротивления обороты турбинного колеса трансформатора уменьшаются, а момент на нем возрастает.

Другими словами, трансформатор представляет собой непрерывную коробку передач, автоматически устанавливающую необходимое передаточное число между двигателем и ведущими колесами танка в зависимости от сопротивления движению. Однако диапазон автоматического изменения передаточных чисел комплексной гидропередачи при приемлемых к.п.д. не превышает 2—2,5, в то время как для обеспечения {103} высоких динамических качеств танка требуется диапазон не менее 10. Поэтому приходится наряду с комплексной гидропередачей в ГМТ иметь ступенчатую коробку передач на три—четыре ступени, включая и передачу заднего хода.

Таким образом, для гидромеханических трансмиссий характерны: непрерывное и автоматическое изменение тяговых усилий на гусеницах в диапазоне 2—2,5 в соответствии с изменяющимся сопротивлением, что увеличивает среднюю скорость и облегчает управление танком; более высокая надежность работы двигателя и трансмиссии благодаря эластичной их связи (энергия передается через жидкость в комплексной гидропередаче).


Рис. 64. Принципиальные схемы гидромеханических трансмиссий

Рис. 64. Принципиальные схемы гидромеханических трансмиссий:
а — параллельная; б — последовательная; 1 — двигатель; 2 — входной редуктор; 3 — вал разветвления; 4 — дополнительный привод; 5 — комплексная гидропередача; 6 — механическая коробка передач; 7 — суммирующие ряды; 8 — бортовые передачи

В современных гидромеханических трансмиссиях, как и в механических, широко применяют механизмы передач и поворота, заключая в общий картер комплексную гидропередачу с входным редуктором, механическую ступенчатую коробку передач, суммирующие планетарные ряды, дополнительный привод к солнечным шестерням, фрикционы и тормоза, необходимые для управления прямолинейным движением и поворотом, т. е. все агрегаты трансмиссии, кроме бортовых передач.

На ряде машин картер механизма передач и поворота жестко соединяется с двигателем, представляя моноблочную конструкцию, что упрощает крепление агрегатов силовой установки и трансмиссии и их взаимную центровку.

Комплексная гидропередача может соединяться с остальными агрегатами трансмиссии параллельно или последовательно. При параллельной схеме (рис. 64, а) поток мощности разветвляется до комплексной гидропередачи, т. е. через нее проходит лишь часть мощности двигателя, а другая часть идет к суммирующим рядам по механической ветви. По этой схеме выполнена трансмиссия «Кросс-Драйв» СД-850 американских средних и тяжелых танков. Полная кинематическая схема трансмиссии СД-850-6 танка М-60 приведена на рис. 65.


При последовательной схеме (рис. 64, б), применяемой на американских {104} легких танках, вся мощность двигателя проходит через комплексную гидропередачу и уже после этого разветвляется. Последовательная схема уступает параллельной по величине общего к.п.д. трансмиссии. При параллельных схемах к.п.д. выше, поскольку через гидропередачу проходит лишь часть мощности двигателя.

Рис. 65. Кинематическая схема трансмиссии «Кросс-Драйв» СД-850-6

Рис. 65. Кинематическая схема трансмиссии «Кросс-Драйв» СД-850-6:
1, 2 — дисковые остановочные тормоза; 3, 10 — привод к солнечным шестерням суммирующих рядов; 4, 9 — ленточные тормоза; 5 — цилиндрический дифференциал; 6 — вал, связанный с двигателем; 7 — вал эпициклов; 8 — блокировочный фрикцион; 11 — комплексная гидропередача

{105}

Наряду с преимуществами гидромеханических трансмиссий (по сравнению с механическими) имеются и недостатки, влияющие на боевые качества танка.


частности, уменьшается запас хода из-за больших потерь мощности при ее передаче через гидроагрегат; возникают компоновочные затруднения в связи с увеличением габаритов трансмиссии, в которой наряду с механической коробкой передач (на три — четыре ступени) появляется гидропередача со своими системами охлаждения и подпитки; усложняется производство танка и его ремонт, особенно в полевых условиях.

Рис. 66. Схема гидрообъемной трансмиссии

Рис. 66. Схема гидрообъемной трансмиссии:
1 — двигатель; 2 — гидронасосы; 3 — гидромоторы

Гидрообъемные передачи в последние годы начали применяться на транспортных машинах и могут оказаться перспективными для танков в связи с общими успехами гидромашиностроения, позволившими создать гидроагрегаты, работающие при высоком давлении (200—300 кгс/см2), с к.п.д., достигающим 0,75—0,85.

Всякая объемная гидропередача состоит из гидронасоса и гидромотора (рис. 66). Энергия в этих гидромашинах передается за счет статического напора, или, иначе говоря, давления жидкости. Чем выше давление, тем компактнее агрегат, но и тем труднее осуществить уплотнение. Насос выполняется так, что можно регулировать его производительность и менять местами всасывающую и напорную магистрали. Благодаря этому обеспечивается реверсирование движения.


Гидрообъемные передачи позволяют в широком диапазоне бесступенчато (непрерывно) изменять передаточные числа при удовлетворительном к.п.д. Правда, это изменение не автоматическое, но позволяет применить автоматические системы управления. Эти передачи при работе с большим давлением компактны, удобны для компоновки и исключают необходимость иметь главный фрикцион, коробку передач, механизм поворота и даже бортовые передачи. Наконец, они просты и удобны в управлении, позволяют осуществить почти полную его автоматизацию.

Однако гидрообъемным передачам присущи и недостатки. Главные {106} из них — низкий к.п.д. и недостаточная надежность при передаче больших мощностей из-за чувствительности этих передач к износам, нарушающим уплотнения. В выполненных танковых трансмиссиях делаются пока попытки использовать гидрообъемные передачи в механизмах передач и поворота в дополнительном приводе для улучшения поворотливости машины. В этом случае они нагружаются лишь частью мощности двигателя и работают только во время поворота.

Рис. 67. Принципиальная схема гидромеханической трансмиссии

Рис. 67. Принципиальная схема гидромеханической трансмиссии:
Д — двигатель; ГОП — гидрообъемная передача; ГП — комплексная гидропередача; КП — коробка передач


В качестве примера на рис. 67 приведена схема одного из вариантов гидромеханической трансмиссии с последовательно-параллельным включением комплексной гидропередачи и гидрообъемной передачей в дополнительном приводе.

Гидрообъемная передача состоит из гидронасоса с регулируемой производительностью и гидромотора, вал которого соединен с солнечными шестернями суммирующих рядов цилиндрической передачей. Поскольку цилиндрическая передача с одной стороны выполнена с дополнительной шестерней (паразиткой), то при вращении вала гидромотора солнечные шестерни будут вращаться в разные стороны.

При прямолинейном движении производительность насоса равна нулю (нулевой эксцентриситет), вал гидромотора не вращается и удерживает солнечные шестерни от вращения благодаря тому, что в цилиндрических передачах с одной стороны есть паразитка, а с другой ее нет. Для поворота водитель, воздействуя на органы управления, изменяет эксцентриситет насоса по величине и знаку, т. е. устанавливает определенное передаточное число между насосом и гидромотором. Солнечные шестерни вращаются с определенным числом оборотов в разные стороны {107} и обеспечивают устойчивый поворот танка с необходимым радиусом. При такой схеме все радиусы поворота оказываются расчетными.

Управление агрегатами трансмиссии, силовой установки и других систем современных зарубежных танков осуществляется, как правило, с помощью сервоприводов, из которых преимущественное распространение получили гидравлические.


оме того, применяются пневматические, электрические и комбинированные приводы. Большое внимание, уделяемое вопросам управления движением танка, объясняется тем, что тип и конструкция приводов управления оказывают непосредственное влияние на среднюю скорость движения танка и, что особенно важно, на утомляемость механика-водителя. Поскольку для танков в новых условиях характерны длительные марши и большие суточные переходы, то легкость и простота управления становятся важнейшими требованиями к приводам.

В новых условиях уже недопустимы усилия на рычагах и педалях, достигающие нескольких десятков килограммов, как это было на танках периода второй мировой войны, поэтому широкое распространение получили сервоприводы. Например, на танке «Чифтен» водитель, находящийся в положении полулежа, легко управляет танком с помощью электрогидравлических приводов. Танком «S» управляют два члена экипажа, сидящие спиной друг к другу. Это позволяет двигаться вперед и назад с одинаковыми скоростями, не разворачивая машину.

На американских средних танках управление коробкой передач и механизмом поворота производится с помощью гидроприводов от небольшой рукоятки и штурвала автомобильного типа. И только остановочные тормоза имеют механический привод, позволяющий удерживать танк на тормозах при неработающем двигателе.

Сервоприводами снабжены и все другие современные иностранные танки.


В сервоприводе всю работу по управлению агрегатом выполняет исполнительный сервомотор, получающий энергию от какого-либо внешнего источника, а водитель лишь подает сигнал, воздействуя на органы управления и тем самым обеспечивая соединение источника энергии с исполнительным сервомотором. Принципиальная схема гидравлического сервопривода показана на рис. 68. Сервоприводы такого типа пригодны для управления любыми агрегатами, требующими больших усилий.

Рис. 68. Принципиальная схема гидравлического сервопривода

Рис. 68. Принципиальная схема гидравлического сервопривода

Что касается автоматических систем управления движением, то применительно к трансмиссиям они пригодны лишь для переключения передач. Управление поворотом не поддается полной автоматизации, поскольку момент поворота может выбрать только механик-водитель. Для автоматического же переключения передач используются два внешних параметра: нагрузка на двигатель и скорость движения танка. Когда нагрузка на двигатель возрастает, а скорость падает, то автомат {108} включает низшую передачу, и, наоборот, при увеличении скорости движения и уменьшении нагрузки автоматически включается высшая передача. Таким образом, автоматическая система осуществляет переключения передач в соответствии с внешними условиями движения без всякого участия водителя. Однако водитель при желании может ограничить работу автомата и взять управление на себя.

Автоматика получается сравнительно простой при гидромеханических трансмиссиях, имеющих коробку передач всего на две — три ступени.

Применение сервоприводов и автоматических систем позволяет иметь в отделении управления простые и удобные для водителя органы управления в виде кнопок, небольших рукояток, педалей, штурвалов и т. п.

§ 3. ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ТАНКА

Ходовая часть танка состоит из системы подрессоривания и гусеничного движителя.

Система подрессоривания танка должна обеспечивать возможность реализации имеющейся удельной мощности в различных дорожных условиях. От параметров подвески и амортизаторов во многом зависят средние скорости движения, надежность и обитаемость танка.

Подвеска танка должна иметь резко выраженную нелинейную прогрессивную характеристику, позволяющую танку без ударов и толчков с хорошей плавностью хода двигаться как по дорогам с различными неровностями, так и вне дорог.

Для повышения проходимости танка большое значение имеют обеспечение переменного клиренса, уменьшение силуэта машины и посадка танка днищем на грунт, а также стопорение подвески в любом положении при ведении огня.

На большинстве современных иностранных танков применяется индивидуальная торсионная подвеска в сочетании с упругими подрессорниками и мощными гидравлическими амортизаторами двустороннего действия. Исключение составляют английские танки «Чифтен», имеющие блокированную подвеску.

В последние годы повысился интерес к гидропневматическим подвескам, в которых роль упругого элемента выполняет уже не металл, а воздух и специальная жидкость. Гидропневматическая подвеска выполняет одновременно и функции амортизатора. Как уже отмечалось выше, она облегчает регулировку клиренса, удобна для компоновки, так как может быть целиком вынесена из корпуса танка наружу.

Рис. 69. Схема гидропневматической подвески

Рис. 69. Схема гидропневматической подвески:
1 — клапан высокого давления; 2 — клапан прямого хода; 3 — корпус; 4 — калиброванное отверстие; 5 — поршень-разделитель; 6 — внутренний цилиндр; 7 — сверление; 8 — кольцевая полость; 9 — шток

Принципиальная схема гидропневматической подвески приведена на рис. 69. Подвеска состоит из корпуса 3, связанного с опорным катком, и штока 9 с поршнем, соединенного с корпусом танка. В корпусе 3 подвески помещаются внутренний цилиндр 6, поршень-разделитель 5, клапаны 2 прямого хода и 1 высокого давления. В кольцевой полости 8 находится воздух, а весь остальной объем заполнен специальной сжимаемой жидкостью. Надежное разделение воздуха и жидкости обеспечивает {109} поршень-разделитель. На прямом ходе (подъем катка) шток 9 с поршнем входит в цилиндр и вытесняет жидкость из полости штока во внутренний цилиндр по сверлению 7, а оттуда через калиброванное отверстие 4 и клапан 2 прямого хода в наружный цилиндр. Жидкость перемещает поршень-разделитель, который сжимает воздух в кольцевой полости 8. При определенном, ходе штока перекрывается сверление 7 и дальнейшее перемещение штока сопровождается сжатием жидкости внутри полости штока (в полости высокого давления). Одновременно продолжается и процесс сжатия воздуха, поскольку жидкость вытесняется из внутреннего цилиндра в наружный. Давление в полости штока возрастает до тех пор, пока откроется ограничительный клапан 1.

Таким образом, до перекрытия сверления 7 подвеска работает как пневматическая (участок а — б на рис. 70), после перекрытия как гидропневматическая (участок б — в), а после открытия ограничительного клапана 1 (рис. 69) снова как пневматическая (участок в — г на рис. 70).

На обратном ходе (опускание катка) жидкость вытесняется поршнем-разделителем из наружного цилиндра во внутренний под действием расширяющегося воздуха (кривая г — а). При этом клапаны 1 и 2 (рис. 69) окажутся закрытыми и перетекание возможно лишь через калиброванное отверстие 4, где теряется значительная часть энергии, как в амортизаторе. Потери энергии характеризует площадь абвга (рис. 70). Из рисунка видно, что гидропневматическая подвеска позволяет получить желаемую нелинейную характеристику и обеспечивает быстрое гашение колебаний.

Рис. 70. Характеристика гидропневматической подвески

Рис. 70. Характеристика гидропневматической подвески

Такого типа подвеску имеет шведская безбашенная машина «S», в которой пушка закреплена в корпусе жестко и наводится в вертикальной плоскости за счет перемещения корпуса на подвеске относительно катков. Например, для придания пушке угла возвышения жидкость перекачивается из задних подвесок в передние.

За рубежом ведутся исследовательские работы по созданию системы подрессоривания с автоматическим регулированием жесткости упругого элемента подвески и сопротивления амортизатора.

Гусеничный движитель, несмотря на свои недостатки, продолжает оставаться единственно приемлемым для танков, так как только он способен обеспечить высокую проходимость и высокую надежность в боевых условиях. Поэтому все без исключения современные танки имеют гусеничный движитель.

Основные направления совершенствования гусеничного движителя определяются его недостатками, главные из которых: недостаточный срок службы, низкий к.п.д. и относительно большой вес.

Стремление повысить долговечность движителя обусловило применение наряду с обычной гусеницей гусениц с резино-металлическим шарниром. Такой шарнир служит в несколько раз дольше открытого благодаря тому, что характерное для открытого шарнира трение скольжения {110} металла по металлу с абразивом заменяется внутренним трением деформирующихся слоев резины.

Для гусениц с резино-металлическим шарниром оказываются необходимыми компенсирующие устройства, обеспечивающие примерное постоянство натяжения в гусеничном обводе при колебаниях корпуса. С помощью этих устройств передний опорный каток связывается с направляющим колесом так, что при подъеме катка направляющее колесо перемещается вперед, компенсируя ослабление гусеницы. Для этой же цели может применяться натяжной ролик, помещаемый на задней наклонной ветви гусеницы между крайним опорным катком и ведущим колесом.

Компенсирующие устройства необходимы прежде всего для предотвращения спадания, характерного для гусениц с упругим резинометаллическим шарниром. Вместе с тем эти устройства уменьшают динамические нагрузки, улучшая условия работы трансмиссии и двигателя.

Уменьшение веса гусеничного движителя, как и в целом ходовой части, особенно необходимое для скоростных машин, достигается использованием для деталей и узлов ходовой части легких сплавов и пластмасс. Легкие сплавы используются уже, например, в ходовой части американских серийных танков M60 и «Шеридан».

§ 4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДВОДНОГО ВОЖДЕНИЯ И ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ПЛАВСРЕДСТВА

Вопросам форсирования водных преград в послевоенные годы было уделено особое внимание.

Поскольку большинство театров военных действий характеризуется обилием водных рубежей, то трудно себе представить боевые действия, в ходе которых не потребовалось бы преодолевать несколько рек различной ширины и глубины.

В этих условиях высокие темпы наступления и стремительный характер боевых действий возможны только в том случае, если реки будут форсироваться с ходу и в короткие сроки. А для этого необходимо, чтобы каждый танк и бронетранспортер с мотопехотой мог самостоятельно преодолевать водный рубеж и продолжать выполнение боевой задачи на противоположном берегу.

Для преодоления водных преград с ходу создаются плавающие гусеничные машины, танки оснащаются оборудованием для подводного вождения (ОПВТ) и индивидуальными плавсредствами. Некоторые танки имеют и ОПВТ, и плавсредства (М60А1, «Чифтен» и др.).

Плавающие танки и бронетранспортеры, — как правило, легкобронированные машины с водоизмещением, превосходящим их вес. Эти танки обычно выполняют разведывательные задачи и участвуют в десантных операциях, а бронетранспортеры служат для перевозки личного состава или военных грузов. Образцами таких машин являются советские танки ПТ-76, бронетранспортеры БТР-50П, американские бронетранспортеры M113, Ml14, танки морской пехоты LVTH6 и другие.

Для движения на плаву используются гидрореактивный водомет, гребной винт или гребная гусеница, верхняя ветвь которой при нахождении в воде закрывается специальным гидродинамическим кожухом. Это позволяет увеличить упор и силу, движущую танк.

Оборудование для подводного вождения является принадлежностью большинства современных средних танков. Для обеспечения подводного вождения танки должны быть герметизированы и иметь несложное съемное оборудование, в которое входят воздухопитающая труба, различные {111} уплотнения и клапаны для выхлопных патрубков, предотвращающие попадание воды в двигатель при заглохании его под водой. На танке М-60 двигатель герметизирован и может работать в воде.

После выхода танка с ОПВТ на берег воздухопитающая труба сбрасывается (изнутри машины) и танк готов к движению и бою. На рис. 71 показан танк М60А1 с ОПВТ.

Рис. 71. Танк М60А1 с ОПВТ

Рис. 71. Танк М60А1 с ОПВТ

Индивидуальные плавсредства на ряде зарубежных танков в виде раздвижных чехлов или навесных легкосъемных понтонов позволяют придать танку плавучесть за счет увеличения его водоизмещения. Скорость движения с этими средствами на плаву достигает 10 км/ч.

Индивидуальные плавсредства в виде навесных понтонов состоят из нескольких частей. В задних понтонах помещаются винты с приводом от ведущих колес танка. После выхода на берег понтоны легко сбрасываются без выхода экипажа из танка.

Такое плавсредство в отличие от раздвижного чехла позволяет танку вести огонь на плаву и при выходе на берег. Кроме того, оно стойко от ружейно-пулеметного огня, поскольку понтоны заполнены незатоп- ляемым легким материалом с удельным весом около 0,05 г/см3.

Плавающие машины, танки с ОПВТ и плавсредствами снабжаются водооткачивающими насосами, навигационным оборудованием и спасательными средствами для членов экипажа.

Оглавление | Продолжение

armor.kiev.ua

В пятой части мы добавили в конструкцию главный фрикцион. Теперь можно соединить двигатель с КПП посредством оного фрикциона, а КПП с ведущими колёсами. Ура, можно ехать! Вот только путешествие наше будет весьма недолгим, поскольку мы способны двигаться только вперёд, пусть и с разными скоростями. Поворачивать мы ещё не умеем, но это поправимо.

КДПВ — механизм поворота M4 Sherman:
Трансмиссия танка

Ленточные тормоза.
Для того, чтобы осуществить поворот танка, нам нужно притормозить одну гусеницу. Кроме того, необходимы тормоза, удерживающие танк при остановке на склоне.

Ленточный тормоз устроен следующим образом:
Трансмиссия танка
На валу закреплен барабан, вокруг которого находится металлическая лента с приклёпанными накладками. Когда тормоз выключен, лента оттягивается пружинами и не касается барабана. Если мехвод тянет за рычаг тормоза, то лента прижимает накладки к барабану и происходит торможение.

Бортовые фрикционы.
В простейшем случае поворот осуществляется следующим образом. Сперва одна из гусениц отключается от коробки передач, затем её тормоз затягивается. В результате одна гусеница вращается как и прежде, а вторая заблокирована, танк осуществляет крутой поворот. Для того, чтобы поворачивать с большим радиусом, нужно не до конца затягивать тормоз или вовсе его не затягивать. Отключать ведущее колесо от КПП вполне можно при помощи фрикциона, называемого бортовым. Принципиально бортовой фрикцион ничем не отличается от главного.

Итак, наша трансмиссия приняла следующий вид:
Трансмиссия танка

Двигатель вращает ведущий вал КПП через главный фрикцион (ГФ). Ведомый вал соединён при помощи конических шестерён с валом механизма поворота. Этот вал вращает ведущие части бортовых фрикционов. Ведомые части бортовых фрикционов валами связаны с тормозными барабанами и вращают через бортовые редукторы зубчатые колёса, которые перематывают гусеничные ленты. Вот теперь наша трансмиссия действительно готова!

Заведём двигатель, включим главный фрикцион. Валы коробки передач вращаются, но танк находится в покое. Включим бортовые фрикционы. Танк начал прямолинейное движение:

Трансмиссия танка

Теперь осуществим поворот. Для этого отключим один бортовой фрикцион и затянем ленточный тормоз:

Трансмиссия танка

Хотя этот механизм очень прост, он вполне позволяет управлять настоящим танком на поле боя. Танки серии БТ и Т-34, к примеру, управляются примерно таким образом. Впрочем, это семейство мы ещё успеем подробно рассмотреть.

Бортовая передача из Лего.
Помните, я делал главный фрикцион из Лего? Так вот, его можно без труда превратить в бортовой фрикцион. Для этого нам нужен ленточный тормоз. Мне как раз очень удачно подвернулась под руку резиновая гусеница. Я вывернул её наизнанку, а выступающие площадки послужили тормозными накладками:
Трансмиссия танка

Трансмиссия танка

Отключаем фрикцион и затягиваем тормоз:
Трансмиссия танка

Данная конструкция очень хорошо себя показала. При затянутом до упора тормозе фрикцион полностью пробуксовывает, хотя в штатном режиме фрикцион не пробуксовывал вообще.

Это, к слову, хорошая мысль. Необязательно вводить в конструкцию отдельный тормозной барабан, в роли тормозного барабана вполне может послужить ведомая часть фрикциона.

Задний ход в трёхвальных КПП.
Если взять пару шестерён, то направление вращения ведомого вала будет противоположным относительно ведущего. Если передавать поток мощности через три шестерни, то направление вращения будет тем же. Это ключ к реализации заднего хода: если на передачах переднего хода задействовано чётное число шестерён, но на передаче заднего хода оно должно быть нечётным и наоборот.

Возьмём нашу трёхвальную КПП компактной структуры.

КПП и бортовые редукторы.png

На первой передаче нагружены 6 шестерней. На передачах 2-5 нагружены по две шестерни. Вывод: для передачи заднего хода нам нужно нечётное число шестерён. Для этого нам нужна шестерня, меняющая направление вращения. Называется она паразитной (выделена красным):

Трансмиссия танка

Если мы сдвинем муфту m3, то включится первая передача, на которой задействованы 6 шестерён. Если мы сдвинем муфту m4, то включится передача заднего хода, на которой задействованы 7 шестерён, что даёт обратное направление вращения ведомого вала. Как видите, ничего сложного.

Задний ход и двухвальные КПП.
Вообще, задний ход можно реализовывать разными способами. Можно аналогично предыдущему примеру ввести ещё один ряд шестерён с паразитной шестернёй:

Трансмиссия танка

Недостаток заключается в том, что КПП стала длиннее.

Вместо введения дополнительного ряда с паразитной шестернёй можно добавить вал заднего хода без увеличения длинны КПП:

Трансмиссия танка

Шестерня z10 сцеплена с  шестернёй z8, а z9 — с z5. Понимаю, схема вышла кривой, но что поделать. Вал заднего хода расположен под ведущим и ведомым валами, я же для удобства обозрения вынес его вниз, из-за чего пришлось разрезать шестерню z10. Если посмотреть сбоку, то выглядит это примерно так:

Трансмиссия танка

На передачах переднего хода нагружены две шестерни, а ведомый вал вращается в противоположную сторону относительно ведущего. На передаче заднего хода задействованы ещё и две шестерни вала заднего хода, поэтому получается следующее. Вал заднего хода вращается в противоположном направлении относительно ведущего. Ведомый вал относительно вала заднего хода вращается также в противоположном направлении, но в том же направлении относительно ведущего вала. Так что хотя задний ход реализуется четырьмя шестернями (чётное число, как и передний ход), шестерни z9 и z10 вращаются на одной оси и направление вращения меняется.

Уфф… мы на финишной прямой. Передачи переключаются, тормоза тормозят, бортовые фрикционы расцепляются. Следующий пост НАКОНЕЦ-ТО будет посвящён реальной конструкции. Троекратное ура!

kedoki.livejournal.com

КДПВ: пятискоростная (судя по приводам к тягам) КПП Т-34, бортовые фрикционы и генератор.

Трансмиссия танка

Не так давно я успел всех задолбать своей серией из шести постов, которая посвящена танковым трансмиссиям. Напоминаю, что найти её можно по тегу "Раз заклёпка, два заклёпка" (отмотайте к старым записям). В этих шести постах я рассмотрел теорию: передаточные числа, диапазон скоростей, двухвальные и трёхвальные КПП, назначение главного фрикциона и простейшие механизмы поворота с бортовыми фрикционами. За время перерыва мы отдохнули, а потому можно перейти к практике.

Я не долго думал, с какого именно танка начать и остановился на Т-34. Во-первых, это очень известный танк, о нём написано множество книг с подробными схемами внутреннего устройства, да и на обилие фотографий жаловаться не приходится. Во-вторых, трансмиссия Т-34 (особенно ранних выпусков) очень проста и примитивна, она мало отличается от той воображаемой схемы, которую я рассматривал в шестой части. В-третьих, Т-34 стал жертвой пропаганды. Сами понимаете, во времена совка отечественные танки было принято или хвалить, или забывать. Т-60 и Т-70 предпочли держать в тени, поскольку сделаны эти колесницы были отнюдь не от хорошей жизни и ТТХ не блистали, ну а легенды советского танкопрома обязаны быть если не лучшими, то хотя бы замечательными. Ранние Т-34 из-за их технических проблем, конечно, проще было забыть, но они стали слишком массовыми и знаменитыми, потому вопреки всякому здравому смыслу даже недостатки Т-34 перехваливали так, что они превращались в достоинства. Мы же отбросим весь бред и сделаем выводы только после изучения устройства Т-34 на основе фактов.

Сразу скажу две вещи. 1) Я не считаю, что Т-34 — лучший танк войны. 2) И думаю так не потому, что есть какой-то другой лучший танк войны, скрываемый властями, а потому, что я вообще не считаю возможным определить лучший танк войны. ИМХО, даже словосочетание это весьма глупое, а чем дальше я изучаю историю военной техники, тем меньше и меньше мне хочется выдавать фразы в духе "этот танк однозначно говно" или "это танк ну стопудов лучший". Танк хорош не только по своим ТТХ в вакууме, но и при войсковом применении в конкретной армии и в конкретных условиях. Америка, Германия и СССР воевали в разных условиях, а потому им нужны были разные танки под разные задачи. Если взять танк, который великолепно себя показал, скажем, в советской армии и отправить его в Америку, то не факт, что он так же хорошо себя и там покажет.

Историческая часть
Нередко можно услышать, что Т-34 был революционным танком. Я не буду пытаться охватывать необъятное и возьму конкретную часть Т-34 — трансмиссию, сравню её с предками и приведу схемы. А уж насколько эта конкретная часть революционна — решать вам.

Начнём рассказ с Уолтера Кристи и его танков и самоходных шасси. Надо сказать, что для Кристи характерны две вещи: стремление к скорости, компактности и облегчению конструкции, а также многократное применение удачных решений. Ещё в годы Первой мировой войны Кристи применял на своих самоходных шасси двухвальные КПП с надвижными шестернями. В дальнейшем ими оснащались и его колёсно-гусеничные танки, в том числе знаменитый M.1940 — отец серии советских быстроходных танков.

M.1940
Трансмиссия танка
А вот и схема его КПП:
Трансмиссия танка
КПП состоит из конической передачи, двух валов и четырёх пар шестерён. Четырёх скоростей вперёд и одной назад за счёт вала заднего хода было более чем достаточно с учётом отличной удельной мощности.

Схема КПП данной компоновки:
Трансмиссия танка
Очень простая и вполне работоспособная схема. Благодаря поперечному расположению КПП очень удобно компонуется в корме танка за двигателем. Давайте сравним её с продольной четырёхскоростной КПП из предыдущего поста:
Трансмиссия танка
Комментарии излишни. Надо ли говорить, что КПП поперечной компоновки очень активно использовались в СССР и Англии, поскольку именно в этих странах значительное развитие получили танки с кормовым расположением трансмиссии. И наоборот, в Германии и США использовали продольную компоновку, ведь слева и справа от длинной и узкой КПП как раз помещались механик-водитель и стрелок-бездельник.

В начале 30-х при налаживании серийного производства танков серии БТ из-за удручающих возможностей промышленности КПП пришлось упростить, поэтому БТ-7 могли "похвастать" убогой трёхскоростной КПП с надвижными шестернями, которая по своим качествам была даже хуже, чем куда более древние коробки передач M.1940 и его родственников.

На опытном танке А-20 вернулись к четырёхскоростной КПП, которая по схеме почти аналогична КПП Кристи на M.1940. По схеме трансмиссия ранних Т-34 была схожа с таковой у А-20, но с некоторыми изменениями: отсутствовал ход на колёсах, а из-за возросшей массы увеличили передаточные числа редукторов и уменьшили максимальную скорость, разменяв её на тягу.

Нужно понимать одну важную вещь. Для своего времени Кристи предлагал вполне адекватные двигатели и трансмиссии собственной разработки. Но шли годы, в танкостроении внедрялись новые прогрессивные решения: планетарные механизмы поворота, КПП с шестернями постоянного зацепления и синхронизацией. А серия БТ, А-20 и ранние Т-34 так и топтались на месте: там убрали пару шестерён, сям снова добавили, а тут изменили бортовой редуктор, но суть-то не менялась, а вместе с сутью и присущие недостатки: бОльший износ шестерён и тугое переключение передач.

Техническая часть
Итак, на Т-34 использовалась трансмиссия, аналогичная по схеме трансмиссиям А-20, БТ и M.1940. Она состоит из главного фрикциона, двухвальной КПП поперечной компоновки с 4 скоростями вперёд и задним ходом, двух бортовых фрикционов и двух бортовых редукторов, соединённых с ведущими колёсами.

Общий вид. Обратите внимание, как КПП похожа на КПП Кристи:
Трансмиссия танка
Давайте рассмотрим каждый узел по-отдельности и оценим его характеристики.

1. Главный фрикцион
По сравнению с А-20 и А-32 вес Т-34 значительно возрос, а это означает необходимость переделки фрикционов. Существует два способа устранения пробуксовки главного фрикциона и обеспечения достаточной силы трения. Во-первых, можно применить т.н. фрикционные накладки с большими коэффициентами трения. Во-вторых, можно использовать обычные стальные диски, но увеличить их количество. Так как фрикционные накладки были в дефиците, инженеры пошли по второму пути. В самом деле, требовалось создать танк, пригодный для крупносерийного производства, активное применение дефицитных материалов неизбежно бы сорвало выпуск Т-34.

Трансмиссия танка

Да, обошлись многодисковым фрикционом сталь по стали. Но какой ценой… В главном фрикционе Пантеры было 6 пар трения, в ГФ Черчилля — 2 пары, в ГФ Иса-2 — 8 пар, в большинстве автомобильных сцеплений — всего одна пара. А главный фрикцион Т-34 состоял аж из ДВАДЦАТИ ДВУХ ДИСКОВ. Ход выжимного диска составляет 6-7 мм в зависимости от регулировки. Это значит, что при расцеплении каждый диск должен отойти от соседних дисков на 0,3 миллиметра. Разумеется, из-за очень небольшого требуемого зазора при малейшем перекосе диски начинали локально соприкасаться, а это сопровождается трением и перегревом. Диски толщиной 3,2 мм коробились от перегрева, а фрикцион не обеспечивал полного и чистого расцепления двигателя и коробки передач. Это приводило к двум последствиям. Во-первых, главный фрикцион был очень чувствителен к качеству изготовления, обслуживанию и к навыкам водителя. Согласитесь, это не очень хорошие новости для самого массового среднего танка Советского Союза ВМВ. Во-вторых, из-за применения архаичной КПП без синхронизации переключать передачи при отвратительной работе главного фрикциона было чрезвычайно тяжело, а стрелку-радисту приходилось помогать мехводу двигать тугие рычаги. То есть недостатки главного фрикциона и КПП совместились и на выходе получилась неудачная гадость.

Т-34 так всю войну и проездил с таким главным фрикционом, даже на Т-34-85, служивших после войны, сцепление работало отвратно. Мой дед после войны служил в ГДР танкистом и был инструктором-мехводом, мастером вождения танка. Он вспоминал, что в целом танк управлялся хорошо, если бы не одно но — очень тугая педаль сцепления.

2. КПП
Конечно, КПП с надвижными шестернями по своим характеристикам хуже, чем с шестернями постоянного зацепления и синхронизаторами, но и с такой архаикой вполне можно жить при условии адекватно работающего сцепления, средний танк Т-28 тому лучшее подтверждение — да, архаика, но никаких нареканий. А вот у Т-34 с этим были серьёзные проблемы, которые выявились ещё во время знаменитого зимнего пробега. Я читал обо всех технических неполадках во время пробега и даже многократно отмечал поломки главного фрикциона, но сбился со счёта и забил.

Картер:
Трансмиссия танка
Сверху справа выходят приводы к вилкам, сдвигающим каретки.

КПП внутри:
Трансмиссия танка

КПП сбоку. Виден вал заднего хода:
Трансмиссия танка
Над КПП находится генератор (на схеме обрезан):
Трансмиссия танка

Приводы к наддвижным шестерням:
Трансмиссия танка

Производственники всеми силами пытались улучшить трансмиссию, использовали разные марки сталей и подбирали допуски, но всё было тщетно. Недостатки крылись в фундаментальных принципах и особенностях. В 1942 году советские инженеры разработали хорошие КПП с постоянным зацеплением шестерён для КВ-1С и Т-34, но на Т-34 новинку удалось внедрить далеко не сразу. Да, новая пятискоростная КПП была хороша и по габаритам вставала в корпус как влитая, но в производстве она была сложнее из-за большего числа шестерён и, самое главное, игольчатых подшипников. К счастью, Т-34-85 воевали с нормальными пятискоростными КПП, которые не стыдно сравнить с западными аналогами, но они так и не смогли до конца скомпенсировать косяки главного фрикциона.

3. Механизм поворота
На танках Кристи, БТ-2/5/7, А-20 и Т-34 стояли примитивные механизмы поворота, состоящие из двух бортовых фрикционов и ленточных тормозов. Для крутого разворота один из фрикционов полностью расцепляется, а ленточный тормоз затягивается, блокируя гусеницу. Вторая гусеница продолжает перематываться, а танк поворачивает почти на месте. Данная схема довольно проста, но отличается целым рядом недостатков. Фрикционы нужно часто регулировать и обслуживать, они к этому весьма чувствительны. Но главная проблема заключается в относительно низкой экономичности данного механизма поворота. Предположим, нужно плавно повернуть на небольшой угол. Один из бортовых фрикционов частично расцепляется, а диски начинают пробуксовывать. Да, скорость гусеницы снижается, но часть мощности двигателя расходуется не на преодоление внешнего сопротивления, а на трение и нагрев. Более совершенные механизмы поворота отличаются лучшей экономичностью, а при замедлении скорости гусеницы возрастает сила тяги, о чём Т-34 не может даже мечтать.

Бортовые фрикционы тоже многодисковые. Я бы даже сказал, очень многодисковые:
Трансмиссия танка

4. Тормоза
Для торможения гусениц использовались ленточные тормоза, конструктивно объединённые с бортовыми фрикционами для экономии места. Ленты оттягивались пружинами, прикреплёнными к стенкам бронекорпуса.

Трансмиссия танка

Трансмиссия танка

С самого начала инженеры пытались облегчить управление танком. На опытных образцах использовались пневматические усилители, которые на серийных образцах заменили на механические тяги с пружинами. Мехвод поворачивал танком при помощи двух рычагов, каждый из которых связывался с соответствующим бортовым фрикционом и ленточным тормозом. Когда мехвод начинал плавно двигать рычаг, то сперва бортовой фрикцион плавно расцеплялся, а затем по мере движения рычага он расцеплялся полностью, после чего затягивался ленточный тормоз. Тяги были устроены таким образом, что сперва фрикцион расцеплялся, а только потом тормоз начинал затягиваться. Затягивать тормоз при включённом фрикционе не имеет смысла, так как двигатель будет вращать барабан и сжигать чугуниевые накладки зазря.

Трансмиссия танка

5. Бортовые редукторы
Наконец, вращение от ведомых вылов бортовых фрикционов передавалось на простые однорядные бортовые редукторы. Именно благодаря ним на корме Т-34 имеются две литые выступающие детали. Для сравнения, на Черчиллях применялись планетарные бортовые редукторы с соосными ведущими и ведомыми валами, поэтому никаких литых выступающих деталей нет.

Трансмиссия танка

Трансмиссия танка

Выводы и моё ИМХО
1. Конструкторами поставили задачу сделать трансмиссию компактной, пригодной для крупносерийного производства с учётом состояния советской промышленности и малочувствительной к дефициту. Задачу они выполнили.

2. Трансмиссия Т-34 — гость из прошлого. Это не революция в танкостроении, а эволюция, уходящая корнями в годы Первой мировой войны.

3. По сравнению с зарубежными коллегами Т-34 архаичен с точки зрения трансмиссии. Немцы применяли бортовые фрикционы на Pz.I, а начиная с Pz.II механизмы поворота были планетарными. Даже на Pz.II коробка передач была намного совершеннее и современнее, чем на ранних Т-34. При сравнении с американцами, чехами и англичанами расклад примерно такой же.

4. Я бы не хотел служить на Т-34 и предпочёл бы водить и ремонтировать Черчилль. О нём, к слову, стоит запилить отдельный пост.

Всем заинтересованным предлагаю прочитать интересный пост о трансмиссии Т-34, её недостатках и замене КПП. Ну а у меня всё.

thunder-games.livejournal.com

Данные берём отсюда:
РЕВЕРСИВНАЯ ТРАНСМИССИЯ
Реверсивная трансмиссия предназначена для увеличения скоростного режима танка при движении передним и задним ходом (ЗХ). Повышенные (ускоренные) передачи заднего хода обеспечивают, при необходимости, быструю смену позиций в боевых условиях без разворота танка. Трансмиссия адаптирована к системе автоматизированного управления и оснащена датчиком частоты вращения.
Реверсивная трансмиссия состоит из коробки передач (КП) и соединена соосно с реверсивной бортовой передачей. По расположению в танке трансмиссии классифицируют как правую и левую. Они располагаются в правом и левом бортах корпуса соосно с выходным валом двигателя.
Коробки передач
Коробки передач планетарного типа с фрикционным включением передач. Коробки передач обеспечивают 7 передач вперед и 1 назад.
Реверсивные бортовые передачи
Реверсивные бортовые передачи состоят из двух планетарных рядов. Включение прямого хода и реверса осуществляется зубчатой муфтой, что обеспечивает дополнительно четыре передачи заднего хода.
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТАНКА
Комплексная система управления движением танка (КСУД) предназначена для повышения показателей подвижности и управляемости танка в различных дорожных условиях и снижения утомляемости механика-водителя.
КСУД выполняет следующие функции:
— трогание и движение танка вперед и назад
— автоматическое переключение передач в трансмиссии в зависимости от изменения дорожных условий
— обеспечение плавного изменения радиуса поворота танка
— ручной (дублирующий) режим управления трансмиссией
— блокировку от неправильных действий механика-водителя
— встроенный контроль аппаратуры управления движением

Состав комплекта КСУД:
1. Аппаратура управления:
— электронный блок управления
— пульт индикации номера передачи
— блок защиты и настройки
— блок управления блокировками в ручном режиме управления
— электронный блок анализа текущего состояния трансмиссии

2. Органы управления:
— штурвал
— избиратель выбора режима управления движением и переключением передач в ручном режиме,

— оборудованный пультом сигнальным трансмиссии
— педаль подачи топлива
— педаль сцепления

3. Исполнительные устройства:
— электро-гидромеханические механизмы управления левой и правой трансмиссией
— приводы управления

4. Датчики системы управления движением:
— датчик измерения частоты вращения коленчатых валов двигателя
— датчик положения реек топливных насосов
— датчики измерения частоты вращения ведущих колес левой и правой трансмиссий
— датчик скорости
— датчики положения органов управления

5. Монтажный комплект:
— жгуты
— трубопроводы
— метизы

Технические характеристики КСУД
Автоматизированный режим управления
  № передачи                                    скорость, км/час
вперед 1…7                                               0…69,3
назад 1…4                                                 0…31,3
Ручной режим управления
вперед 1…6                                               0…69,3
назад 1…3                                                 0…25,0

Диапазон радиусов поворота, от 1,4 м…
На машине по сути стоит всё та же МТ 7+1, на выходном валу которой установлена реверсивная БП, обеспечивающая назад ещё 3 передачи.
Дополнительные передачи ЗХ реализованы еще на чистой Т-84 с МТ 7+4. Это, просто еще один планетарный ряд в реверсивной бортовой передаче (поправьте, если что).
В БМ «Оплот» устанавливают радиально поршневую (по принципу) гидробъёмную передачу ГОП-900.
Как система работает в режиме «мы довели управляемость машины с автоматизированной механической КП до уровня управляемости машины с бесступенчатой ГОМТ»?
Переключением передач в автоматическом режиме и процессом поворота машины, судя по всему, заведует электронная система.
Плавность изменения скорости обеспечивается проскальзыванием фрикционов в масле.
В случае чего система продублирована обычной механикой.

Сообщение отредактировал rasty82: 19 окт 2013 — 19:11

forum.worldoftanks.ru

Трансмиссия танка

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.