第二节 传动机构与组件
本节内容适用于单流机械传动,动液传动和双流传动也可以参考。
一、传动机构
传动机构不是指的传动组件,而是从传动装置的工作原理方面着眼,划分而成的若干基本机构。以中坦克传动装置为例(图1-6),它由下列传动机构组成。
图1-6 中坦克传动机构的组成
(1)变速机构,横置定轴式,位置在f、g两轴之间。
(2)转向机构:二级独立式,左右各一个,位置在变速机构两侧的h轴。
以上两种主要的机构,任何履带车辆都应具备。
(3)主离合器:定轴式变速机构需要一个主离合器,选用干式多片离合器,位置在变速机构之前的e轴。
有的行星式变速机构不需要主离合器。
(4)前传动:发动机曲轴与变速机构之间的传动机构称为前传动。本例中前传动又分为两个部分。发动机曲轴a与主离合器轴e之间有很大距离,因此用一组圆柱齿轮传动连接起来。为了减小外廓尺寸,在主动、被动齿轮之间装一个中间齿轮,三个齿轮位置在b、c、d轴。这是前传动的第一部分。由于主离合器与g轴应避免干涉,故e轴与f轴应错开些,e、f两轴之间用一对圆柱齿轮连接起来。这是前传动的第二部分。
传动装置的组成与布置应使发动机的旋转方向与坦克前进行驶方向相配合,所以将发动机曲轴输出端向右,同时前传动、主离合器也布置在右侧。
其他车辆可以有多种类型的前传动,可以按其需要设计成圆柱齿轮、圆锥齿轮、行星排等类型。这和总布置、发动机与传动件的类型、传动比的分配等都有关系。例如发动机纵置、变速机构横置时,需要有一对锥齿轮的前传动。
(5)后传动:变速机构与行动装置之间的传动机构称后传动。本例中,后传动只有一个组成部分,即侧传动。采用一级外啮合式的侧减速器。
履带车辆一般都具备侧减速器。变速机构纵置时,需要锥齿轮后传动,同时仍有侧减速器。那么,后传动就由两部分组成。
(6)停车制动器:干式单带制动器。
(7)对主离合器、变速机构、转向机构、停车制动器的操纵机构。
(8)风扇传动:中坦克动力装置冷却系的风扇布置在车体后部,因此风扇传动布置在传动部分,从传动装置中得到动力。
(9)里程表传动。
其他车辆的传动装置也往往有驱动风扇、油泵、压气机、里程表等的传动机构。
以上各机构对其他单流机械传动装置大体上适用,动液传动装置还要有动液元件及其辅助系统,双流传动装置还要有汇流行星排。
二、传动组件
所有各传动机构并不是完全互相独立的,为了装配、修理、保养的方便而互相组合起来,成为若干组件。中坦克传动装置的组件如下。
(1)齿轮传动箱:前传动的第一部分。
(2)主离合器。
(3)变速箱:包括前传动的第二部分、变速机构、风扇传动的齿轮部分和里程表传动。
(4)转向机:包括侧减速器的主动齿轮轴,不包括停车制动器的和转向制动器的制动带。
(5)制动器:停车、转向制动器的制动带及其支承。
(6)侧减速器。
(7)主离合器操纵装置。
(8)变速操纵装置。
(9)转向操纵装置。
(10)风扇传动,除包括在变速箱之内的部分。
其他车辆的组件划分随传动装置的类型而定,例如有的没有传动箱,有的有万向传动轴,水陆车辆还可能有水上推进和水门操纵等组件。
三、装配单元
所有各组件在总装之前,组成若干装配单元,往车体上安装。例如中坦克,除了操纵装置之外,共有以下五个装配单元:①齿轮传动箱;②变速箱,连同装在变速箱主轴上的主离合器,合为一个装配单元;③左右转向机,连同侧减速器的主动齿轮轴;④左右制动器;⑤左右侧减速器(被动部分)。
此外,在发动机、传动箱、变速箱、转向机之间用四个联轴器连接起来。
其他车辆的装配单元大体上有两种类型。一种是分散式的,像中坦克那样,分为若干较小的装配单元,分别往车体上安装。一种是整体式的,变速、转向等主要传动机构组合为一个大的单元,称为综合变速箱或只称变速箱,整体装在车体上。有的传动装置与发动机再综合为一个整体,称为动力传动装置。
分散式的总装和调整工作量大,发生故障的机会多些,但便于单独修理或更换个别组件,整体式的省去了联轴器,总装和调整工作量小,机构的正常工作主要靠制造保证,适于整体换件修理。野战条件下更换大件是不方便的。
确定了传动机构、组件划分和装配关系之后,可以绘制传动装置的方案简图,即传动简图。
四、应用
目前世界各国主战坦克采用的传动装置有两大类,第一种类型是机械传动装置,它是依靠机械元件传递动力的传动装置。如俄罗斯T-72和T-80系列主战坦克等就采用了这种传动装置。其中,T-72坦克的机械传动装置有7个前进挡和1个倒挡,一挡的最大车速为7.32km/h,二挡为13.59km/h,三挡为17.16km/h,四挡为21.47km/h,五挡为29.51km/h,六挡为40.81km/h,七挡为60km/h;倒挡为4.18km/h。第二种类型是液体传动装置,它又分为两种类型:依靠液体的动能元件传递动力的,称为液力或动液传动装置;依靠液压元件传递动能的,称为液压或静液传动装置。美国M1和德国“豹”1和“豹”2、法国MAX-32和“勒克莱尔”、英国“挑战者”1/2、日本90式等主战坦克都采用液力机械传动装置,其中,M1主战坦克的X-1100型传动装置有4个前进挡和2个倒挡,前进一挡最大车速为15.9km/h,二挡为31.2km/h,三挡为49.3km/h,四挡为72km/h,倒一挡最大车速为11.3km/h,倒二挡约为41km/h,为高速倒挡。在野战条件下,坦克利用反斜面掩护进行战斗,射击后,使用高速倒挡,迅速后撤,以反斜面隐蔽自己,免遭敌坦克炮火还击。因此,具有高速倒挡的坦克,在起伏地和丘陵地形作战,就会更加灵活机动。
关于坦克速度的变化范围,机械传动装置是有级的,如不切断发动机动力,车速就不能降到零。液体传动装置由于有液体元件,液体元件的主、被动部分是由液体来传递能量,所以可使坦克速度连续变化,能降低速度到零而保持足够的牵引力。
关于发动机的功率利用状况,在机械传动中,发动机功率的利用程度受挡数的限制,挡数越多,功率利用越好,当然,一般不如液体传动。液体传动可使发动机在其最大功率范围内工作,从而可充分利用发动机的功率。
虽然机械传动装置传动效率高,且结构简单,但坦克行驶时,驾驶员要根据地面阻力的变化,不断地换挡。为减少换挡次数,减小驾驶员操作的疲劳强度,西方多数主战坦克采用液力机械传动装置,这类传动装置就是在发动机与变速箱之间安装了一个液力变矩器,以增强适应地面阻力变化的能力,提高坦克的起步加速性能和在松软地面的通过性能。