Трансмиссия танка. Часть девятая: задний ход в безвальных КПП
Предыдущий пост. Больше постов серии по тегу.
В прошлый раз я рассказывал о принципе редукторной части безвальных КПП, то есть о шестернях, валах, муфтах и о том, как из всех этих штук составляются разные передачи и почему безвальные КПП отличаются наименьшими габаритами при максимальном числе передач и отличном диапазоне скоростей. Сегодня я продолжу разговор на эту тему и опишу изящную реализацию заднего хода.
Реализация заднего хода.
В прошлом посте я продемонстрировал (надеюсь, получилось наглядно) важнейшую особенность безвальных КПП - возможность при минимуме шестерней минимального размера получить максимальное число передач с максимальным диапазоном скоростей, что уже само по себе заманчиво. Это же касается и заднего хода, причём, пожалуй, даже в большей степени.
Итак, в двухвальных и трёхвальных КПП для реализации заднего хода нужны дополнительные шестерни, и чем больше нужно передач заднего хода, тем больше нужно шестерней, поэтому обычно ограничиваются 1-2 передачами заднего хода. Безвальные КПП интересны тем, что шестерни передач переднего хода можно использовать и для заднего хода, а потому достаточно добавить одну пару шестерней заднего хода и у нас получится сразу несколько передач назад!
Давайте посмотрим, как это делается. Возьмём нашу схему четырёхскоростной безвальной КПП и немножко её доработаем. Во-первых, ведомый вал теперь связан с муфтой m4 двухстороннего действия, которая позволяет подключать вал ко второй или к третьей паре шестерней. Во-вторых, я добавил две шестерни заднего хода z7 и z8, а также вал и муфту m5 для включения передач назад. Весь блок, ответственный за задний ход я выделил голубым цветом для удобства.
Если включить муфту m3 и выключить муфту m5, то будет включена одна из скоростей переднего хода. Если выключить муфту m3 и включить муфту заднего хода m5, то включится одна из скоростей заднего хода. Ничего проще и придумать нельзя! Правда, данная особенность обуславливает несколько необычное управление безвальными КПП. В обычных вальных КПП передачи переднего и заднего хода, а также нейтральное положение как правило выбираются при помощи одного рычага. В безвальных же КПП рычага два: один задаёт нужную передачу, а другой может находиться в трёх положениях: передний ход, задний ход и нейтраль.
На валу рычага задания направления расположены две вилки, которые передвигают муфты m3 и m5. Обратите внимание: на схеме муфта m3 включается движением влево, а муфта m5 - вправо. Это значит, что в зависимости от направления движения рычага включится только одна из муфт. К слову, на схеме не очень наглядно видно, но шестерня z8 связана с шестернёй z6. Я её так криво начертил потому, что она оказывается как бы под шестернёй z5, а оси вращения шестерён образуют треугольник. Вот как это выглядит на безвальной КПП Pz.III, даже рычаг задания направления начерчен:
Ну очень большая кликабельная картинка, самому было лень чертить.
Схемы передач.
Теперь посмотрим, как это работает. Включим простую передачу вперёд. Муфта m3 включена, муфта m5 выключена, танк двигается вперёд. Обратите внимание на то, что в этой передаче задействовано две шестерни на разных валах.
Выключим муфту m3 и включим муфту заднего хода m5. Теперь поток мощности пойдёт через три шестерни на разных валах (шестерню z8 считать не будем, так как она не меняет направление вращения относительно z7). Было чётное число, теперь нечётное, так что это скорость заднего хода.
Теперь включим простую передачу, задействованы 4 шестерни на разных осях вращения (снова не будем считать те шестерни, которые не меняют напралвение вращения).
Теперь выключим муфту m3 и снова включим муфту заднего хода m5.
Теперь задействовано пять шестерней на разных осях, то есть нечётное число и обратное направление вращения.
Обратите внимание на две особенности. Во-первых, шестерня z4 вращается на подшипниках и вообще не связана жёстко с каким-либо валом. Это то, о чём я писал в прошлый раз: в безвальных КПП каждая шестерня не только связана со своим валом, но некоторые шестерни вообще могут и не иметь своего вала. Во-вторых, максимальное число скоростей заднего хода вдвое меньше переднего, поскольку муфта m3 и шестерня z5 не участвуют в создании разных комбинаций, соответствующих передачам, а посему на всех передачах заднего хода положение муфт у третьей пары шестерён одно и то же, а оставшихся муфт с двумя рядами шестерён хватает как раз на две скорости. Вот и получаются 4 скорости вперёд и 2 назад, то есть вдвое меньше. При 4 парах шестерён (не считая блока заднего хода) можно получить уже 8 передач вперёд и 4 назад. Так что когда вы лихо газуете на 4 передаче Тигра задним ходом, смеясь над Пантерами и Шерманами, скажите спасибо его безвальной КПП.
Правда, как и в случае с передачами заднего хода невозможен рациональный подбор передаточных чисел, а на сложной передаче КПД чуть меньше. Впрочем, эти недостатки с лихвой окупаются достоинствами такой простой и изящной реализации.
В следующий раз речь пойдёт о слабых местах безвальных КПП: о механизмах синхронизации и переключения передач, поскольку традиционные решения на них малоприменимы.
В прошлый раз я рассказывал о принципе редукторной части безвальных КПП, то есть о шестернях, валах, муфтах и о том, как из всех этих штук составляются разные передачи и почему безвальные КПП отличаются наименьшими габаритами при максимальном числе передач и отличном диапазоне скоростей. Сегодня я продолжу разговор на эту тему и опишу изящную реализацию заднего хода.
Реализация заднего хода.
В прошлом посте я продемонстрировал (надеюсь, получилось наглядно) важнейшую особенность безвальных КПП - возможность при минимуме шестерней минимального размера получить максимальное число передач с максимальным диапазоном скоростей, что уже само по себе заманчиво. Это же касается и заднего хода, причём, пожалуй, даже в большей степени.
Итак, в двухвальных и трёхвальных КПП для реализации заднего хода нужны дополнительные шестерни, и чем больше нужно передач заднего хода, тем больше нужно шестерней, поэтому обычно ограничиваются 1-2 передачами заднего хода. Безвальные КПП интересны тем, что шестерни передач переднего хода можно использовать и для заднего хода, а потому достаточно добавить одну пару шестерней заднего хода и у нас получится сразу несколько передач назад!
Давайте посмотрим, как это делается. Возьмём нашу схему четырёхскоростной безвальной КПП и немножко её доработаем. Во-первых, ведомый вал теперь связан с муфтой m4 двухстороннего действия, которая позволяет подключать вал ко второй или к третьей паре шестерней. Во-вторых, я добавил две шестерни заднего хода z7 и z8, а также вал и муфту m5 для включения передач назад. Весь блок, ответственный за задний ход я выделил голубым цветом для удобства.
Если включить муфту m3 и выключить муфту m5, то будет включена одна из скоростей переднего хода. Если выключить муфту m3 и включить муфту заднего хода m5, то включится одна из скоростей заднего хода. Ничего проще и придумать нельзя! Правда, данная особенность обуславливает несколько необычное управление безвальными КПП. В обычных вальных КПП передачи переднего и заднего хода, а также нейтральное положение как правило выбираются при помощи одного рычага. В безвальных же КПП рычага два: один задаёт нужную передачу, а другой может находиться в трёх положениях: передний ход, задний ход и нейтраль.
На валу рычага задания направления расположены две вилки, которые передвигают муфты m3 и m5. Обратите внимание: на схеме муфта m3 включается движением влево, а муфта m5 - вправо. Это значит, что в зависимости от направления движения рычага включится только одна из муфт. К слову, на схеме не очень наглядно видно, но шестерня z8 связана с шестернёй z6. Я её так криво начертил потому, что она оказывается как бы под шестернёй z5, а оси вращения шестерён образуют треугольник. Вот как это выглядит на безвальной КПП Pz.III, даже рычаг задания направления начерчен:
Ну очень большая кликабельная картинка, самому было лень чертить.
Схемы передач.
Теперь посмотрим, как это работает. Включим простую передачу вперёд. Муфта m3 включена, муфта m5 выключена, танк двигается вперёд. Обратите внимание на то, что в этой передаче задействовано две шестерни на разных валах.
Выключим муфту m3 и включим муфту заднего хода m5. Теперь поток мощности пойдёт через три шестерни на разных валах (шестерню z8 считать не будем, так как она не меняет направление вращения относительно z7). Было чётное число, теперь нечётное, так что это скорость заднего хода.
Теперь включим простую передачу, задействованы 4 шестерни на разных осях вращения (снова не будем считать те шестерни, которые не меняют напралвение вращения).
Теперь выключим муфту m3 и снова включим муфту заднего хода m5.
Теперь задействовано пять шестерней на разных осях, то есть нечётное число и обратное направление вращения.
Обратите внимание на две особенности. Во-первых, шестерня z4 вращается на подшипниках и вообще не связана жёстко с каким-либо валом. Это то, о чём я писал в прошлый раз: в безвальных КПП каждая шестерня не только связана со своим валом, но некоторые шестерни вообще могут и не иметь своего вала. Во-вторых, максимальное число скоростей заднего хода вдвое меньше переднего, поскольку муфта m3 и шестерня z5 не участвуют в создании разных комбинаций, соответствующих передачам, а посему на всех передачах заднего хода положение муфт у третьей пары шестерён одно и то же, а оставшихся муфт с двумя рядами шестерён хватает как раз на две скорости. Вот и получаются 4 скорости вперёд и 2 назад, то есть вдвое меньше. При 4 парах шестерён (не считая блока заднего хода) можно получить уже 8 передач вперёд и 4 назад. Так что когда вы лихо газуете на 4 передаче Тигра задним ходом, смеясь над Пантерами и Шерманами, скажите спасибо его безвальной КПП.
Правда, как и в случае с передачами заднего хода невозможен рациональный подбор передаточных чисел, а на сложной передаче КПД чуть меньше. Впрочем, эти недостатки с лихвой окупаются достоинствами такой простой и изящной реализации.
В следующий раз речь пойдёт о слабых местах безвальных КПП: о механизмах синхронизации и переключения передач, поскольку традиционные решения на них малоприменимы.