Принцип работы коробки передач Voith Diwa 851.3

При включенной первой передаче замкнуты входное сцепление 3 и тормоз эпициклической шестерни выходного дифференциала 9 (см. рис 31).

Рисунок 33.

Кинематическая схема первой передачи.

Мощность, приходящая в передачу от двигателя, делится в переднем дифференциале на два потока (рис. 33). Часть мощности через солнечную шестерню входного дифференциала подводится к насосному колесу гидротрансформатора, а другая часть через вал водила попадает на выходной вал передачи. Момент насоса преобразуется в гидротрансформаторе и с вала турбины попадает на солнечную шестерню выходного дифференциала. Поток мощности со второго дифференциала снимается с вала водила и попадает на выходной вал передачи, где суммируется с потоком мощности, попадающего на выходной вал с водила первого дифференциала. Таким образом, через гидротрансформатор в рассматриваемой передаче проходит только часть общей мощности двигателя, а другая ее часть проходит на выходной вал с водила первого дифференциала, минуя гидротрансформатор. Соотношение мощностей, проходимых на выходной вал через гидротрансформатор и через механические звенья, непрерывно меняется в зависимости от соотношения частот вращения отдельных звеньев дифференциалов.

В случае, когда локомотив не начал движение, в заднем дифференциале остановлены два звена – водило и эпициклическая шестерня. Следовательно, остановлена и солнечная шестерня, а значит, остановлена турбина гидротрансформатора. В переднем дифференциале остановлено водило, эпициклическая и солнечная шестерни вращаются в противоположных направлениях.

Вся мощность двигателя затрачивается на преодоление сопротивления масла в гидротрансформаторе. Вращающий момент от турбинного колеса гидротрансформатора создает реакцию в зацеплении солнечной шестерни с сателлитами, на оси водила реализуется реакция, создающая вращающий момент на выходном валу передачи, который суммируется с моментом, снимаемым на выходном валу с водила переднего дифференциала. Когда суммарный момент на выходном валу передачи превысит приведенный к этому валу момент сопротивления движению, локомотив начнет движение. При этом по мере разгона локомотива уменьшается частота вращения насосного колеса гидротрансформатора и часть мощности, проходящей на выходной вал через гидротрансформатор, также уменьшается. Такая схема передачи позволяет полностью использовать трансформирующие свойства гидротрансформатора в момент трогания с места, а по мере разгона локомотива уменьшение части мощности, проходящей через гидротрансформатор, позволяет уменьшить потери, свойственные полнопоточной гидродинамической передаче.

Заметим, что после начала движения направление вращения насосного и турбинного колес гидротрансформатора противоположны, то есть в данном случае применен гидротрансформатор обратного хода.

После разгона на I передаче до скорости, составляющей 33...35% от максимальной скорости, автоматическивключается II передача (рис 34).

Рисунок 34.

Кинематическая схема второй передачи.

При этом включено входное сцепление 3 входного дифференциала и включается тормоз насоса 5 входного дифференциала. Включение тормоза насоса останавливает вал солнечной шестерни входного дифференциала и соответственно останавливает насосное колесо гидротрансформатора. В этом случае входной дифференциал работает, как планетарный редуктор, частота вращения выходного вала передачи, на шлицах которого установлено водило входного дифференциала, меньше частоты вращения входного вала, с которым связана эпициклическая шестерня этого дифференциала. В выходном дифференциале сцепление 9 выключено, сателлиты на осях, закрепленных в водиле выходного дифференциала, свободно обкатываются по солнечной шестерне, связанной с турбиной гидротрансформатора. Заметим, что при включенной II передаче гидротрансформатор в передаче и трансформации крутящего момента не участвует, передача превращается в механическую с планетарным редуктором.

После разгона на II передаче до скорости, составляющей 44…60% от максимальной в зависимости от настройки системы управления, автоматически включается III передача.

Рисунок 35.

Кинематическая схема третьей передачи.

При включении III передачи выключается входное сцепление 3 входного дифференциала, включается разделительное сцепление 4 входного дифференциала и тормоз 5 насоса. При включенном разделительном сцеплении 4 жестко связываются эпициклическая шестерня, и водило входного дифференциала, весь дифференциал блокируется, чем обеспечивается прямая передача. Заметим, что третья передача также чисто механическая, гидротрансформатор в передаче и трансформации крутящего момента не участвует.

Таким образом, передача является гидромеханической только при включении I передачи и заднего хода, при включении II и III передач Voith представляет собой механическую передачу с третьей прямой ступенью.

При торможении при помощи гидротрансформатора (гидродинамического тормоза-замедлителя или ретардера) может быть задействовано три ступени интенсивности замедления. Торможение двигателем вкупе с гидротрансформатором позволяет не прибегать к штатной пневматической тормозной системе вплоть до скорости 5-6 км/ч. что существенно снижает износ тормозных накладок. Схема блокирования фрикционов и передачи моментов следующая:

 

Реверс-редуктор

Реверс-редуктор(рис. 38)позволяет изменять (реверсировать) направление движения тепловоза и уменьшать число оборотов на выходном вале. Устанавливается на опоры подрамника главной рамы и крепится болтовым соединением жестко, т.е без резиновых амортизаторов.

Рис. 38. Реверс-редуктор

1 – крышка; 2 – верхний корпус; 3 – средний корпус; 4 – нижний корпус; 5 – сливная пробка; 6 – щелевой фильтр; 7 – масломерный щуп; 8 – трубопровод системы смазки; 9 – заливная горловина; 10 – крышка заливной горловины; 11 – сетка; 12 – фиксатор; 13 – механизм переключения реверса; 14 – вал входной; 15 – вал промежуточный; 16 – вал средний; 17 – вал выходной; 18 – шестерня; 18а – вал-шестерня масляного насоса; 19 – насос масляный.

 

Корпус реверс - редуктора отлит из стали, и состоит из крышки 1, корпуса верхнего 2, корпуса среднего 3 и корпуса нижнего 4, соединенных между собой по плоскости разъема болтами. Все плоскости разъема расположены горизонтально и проходят по осям: вала входного 14, вала среднего 16 и вала выходного 17.

В крышке 1 смонтирован механизм переключения реверса 13, состоящий из вала с переключающей вилкой и фиксатором 12, обеспечивающего два фиксированных положения – «назад» и «вперед». Он предназначен для автоматического переключения реверса и блокировки от самопроизвольного переключения. Для фиксации этих положений на валу имеются канавки, а в корпусе крышки крепится фиксатор, состоящий из шарика, пружины и регулировочного винта.

Вал имеет каналы для подвода масла к трущимся поверхностям вилки и зубчатой муфты.Для предохранения от попадания пыли и грязи, а также от вытекания смазки, конец вала уплотнен резиновым кольцом. В крышке редуктора имеется смотровой люк, закрытый крышкой с заливной горловиной 9, обеспечивающий доступ к осмотру механизма переключения. Заливная горловина снабжена сеткой 11 и закрывается резьбовой крышкой 10.

В верхней части редуктора, вместе разъема крышки 1 и верхнего корпуса 2 расположен входной вал 14 Средняя часть вала имеет шлицы, по которым свободно перемещается в осевом направлении муфта переключения реверса, а на цилиндрическую поверхность вала установлены две свободно вращающиеся на шарикоподшипниках шестерни.

При включении «назад» или «вперед» муфта входит в зацепление с одной из этих шестерен, которые передают крутящий момент – одна на шестерню промежуточного вала 15 и далее на вал средний 16, а другая сразу на вал средний 16. В этом случае происходит реверсирование движения. Промежуточный вал 15 установлен в верхнем корпусе 2.

В месте разъема верхнего 2 и среднего 3 корпусов расположен средний вал 16.

В месте разъема среднего 3 и нижнего 4 корпусов редуктора находится выходной вал 17.

На выходном вале 17 расположено колесо и шестерня привода масляного насоса 18. На концы вала установлены фланцы.

Нижний корпус 4 является ванной для масла. Смазка трущихся поверхностей осуществляется принудительно от масляного насоса через систему трубопроводов 8 и жиклеров только при движении тепловоза. Контроль давления масла в реверс-редукторе осуществляется датчиком давления с выведенной контрольной лампой «аварийного давления масла в реверс-редукторе» (рис.5, поз.2). Загоревшая во время движения тепловоза лампочка показывает отсутствие давления масла в системе смазки реверс-редуктора. Движение при отсутствии давления масла запрещено! Контроль уровня масла осуществляется щупом 7. Масляный насос получает крутящий момент от выходного вала через шестерню 18, вал-шестерню 18а и торсионный валик. Масляный фильтр – пластинчатый, крепится к нижнему корпусу реверс-редуктора болтами. В нижней части корпуса фильтра 6 установлен подпорный клапан, поддерживающий давление в системе смазки 0,09…01,4МПа (0,9…1,4кгс/см²), при расходе масла через клапан на слив до 25 л/мин.

Движение тепловоза «назад» и «вперед» осуществляется только реверс-редуктором. Переключение производится только при полной остановке тепловоза во избежание поломки. Кнопку «назад» на пульте управления гидропередачи 13 (см. рис.9) не включать.

 

6.1.5. Редуктор

Редуктор (рис. 39) предназначен для понижения числа оборотов и передачи крутящего момента на тележки. Редуктор двухступенчатый. Общее передаточное число равно 1.41, устанавливается редуктор 7 (см.рис. 18) на основание 14, приваренное к специальным кронштейнам между хребтовыми балками главной рамы и жёстко крепится болтовым соединением.

Корпус редуктора сварной и состоит из отдельных корпусов: корпуса верхнего 5, корпуса среднего верхнего 6, корпуса среднего нижнего 7 и корпуса нижнего 8.

Все плоскости разъемов отдельных корпусов проходят по осям валов: входного 9, промежуточного 10 и выходного 11.

Входной вал 9 состоит из фланца, установленного на входной конец вала на шлицевое соединение, зубчатого колеса, собственно вала и подшипников.

Промежуточный вал 10 состоит из собственно вала, зубчатого колеса и подшипников.

Выходной вал 11 состоит из собственно вала двух фланцах на шлицевом соединении, зубчатого колеса и подшипников.

Все подшипники закрыты глухими крышками 3 и крышками вала 4.

В средней части корпуса редуктора (корпус средний верхний, корпус средний нижний), где установлен промежуточный вал 10, установлены перегородки и днище (сварены из листового проката) с разъемом по оси промежуточного вала, создающие емкость для масла, обеспечивающего смазку зубчатых колес и подшипников первой ступени редуктора за счет разбрызгивания.

На верхней части корпуса верхнего 5 находятся крышка люка, крышка заливной горловины и сапун 2. Крышка люка крепится к корпусу редуктора через прокладку болтами.

Люк предназначен для осмотра состояния зубчатого зацепления.

Уровень масла в средней части редуктора проверяется щупом 1. Трубка маслоуказателя приварена к сливной трубке, которая глушится сливной пробкой. На щупе нанесены риски «min» и «max». Нормально залитый редуктор – это отметка «max».

 

 

Рис. 39. Редуктор

1 – щуп, стойка маслоуказателя, сливная пробка; 2 – крышка люка, крышка горловины, сапун; 3 – крышка глухая; 4 – крышка проходная; 5 – корпус верхний; 6 – корпус средний верхний; 7 – корпус средний нижний; 8 – корпус нижний; 9 – вал входной; 10 – вал промежуточный; 11 – вал выходной.

 

 

Нижний корпус редуктора 8 является ванной для масла, обеспечивающего смазку зубчатых колес и подшипников второй ступени редуктора.

На среднем верхнем корпусе редуктора 6 находится люк, который предназначен для осмотра зубчатого зацепления второй ступени. Люк закрывается аналогично верхнему.

Уровень масла в нижней части корпуса редуктора проверяется аналогично средней части редуктора.