Двухпоточная коробка передач гусеничного трактора Т-150

Особенностью трансмиссии гусеничного трактора ХТЗ Т-150 является включение в её состав гидромеханической КПП, выдающей два отдельных регулируемых переключением потока мощности, каждый из которых отдельно определяет скорость хода правого и левого гусеничного движителя машины. Таким образом, переключением отдельно передач левой и правой стороны, обеспечивается управление поворотами трактора. Учитывая эту особенность управления гусеничным трактором коробка Т-150, не смотря на свою гидромеханическую однотипность, имеет совершенно другую конструкцию по отношению к КПП колёсного трактора Т-150К. В соответствии с двухпоточной конструкцией коробки, ведущий мост трактора Т-150 также имеет две отдельные, левую и правую, главные передачи, передающие крутящий момент через соответствующие бортовые редукторы непосредственно на каждую отдельную гусеницу.

Функции и характеристики КПП

Исходя из конструкции узла и особенностей управления движением трактора — КПП гусеничного Т-150 своим переключением обеспечивает:

• При ступенчатом переключении диапазонов и бесступенчатом переключении скоростей формирование передаточного числа для выбранной скорости движения с соответствующим тяговым усилием машины как передним, так и задним ходом.
• Бесступенчатым управлением скоростей отдельно левой и правой стороны, с помощью соответствующих гидрораспределителей управляемых гидромуфт и тормозов ленточного типа, включённых в составе КПП, позволяет осуществлять изменение направления движения трактора, то есть выполнять функцию рулевого управления.

Также конструктивно через КПП, её пустотелый первичный вал, проходит вал привода отбора мощности трактора, обеспечивающий дополнительно привод гидронасосам коробки и гидронавесной системы.

Формируемые скорости

Коробка передач обеспечивает механическое переключение 3-х диапазонов переднего хода и 1-го диапазона заднего хода, и бесступенчатое включение четырёх скоростей в рамках каждого диапазона. Причем бесступенчатое переключение скоростей в диапазоне может осуществляться как одновременно на две гусеницы, так на отдельную гусеницу в соответствии с выбором стороны поворота трактора. Также для получения пониженных технологических передач КПП, трактора выпуска до 1983 года, имели дополнительный режим замедленной работы, при включении которого машина получает дополнительно 4 замедленные передачи переднего хода.

Таким образом, в целом гусеничный трактор, в рамках 3-х стандартных диапазонов переднего хода и 1-го диапазона заднего хода, получает 12 передач переднего хода и 4 передачи заднего хода, плюс первые советские версии трактора имели 4 передачи переднего замедленного хода при включении дополнительного замедленного режима.

Формируемые скорости движения и тяговые усилия по передачам

Также нужно отметить, что новые модификации гусеничных тракторов ХТЗ Т-150-05-09-25(06), с двигателем ЯМЗ 236 оснащаются, коробками передач идентичной конструкции гидромеханического типа с формированием 3-х диапазонов переднего хода и 1 диапазон заднего хода с 3-мя передачами в каждом диапазоне в отличии от более старых коробок, где в рамках одного диапазона включаются бесступенчато четыре передачи. Таким образом КПП выдает девять передач в рамках трёх диапазонов переднего хода и три передачи заднего хода в рамках одного заднего диапазона.

Схема переключения передач

С учетом того, что часть редуктора КПП, отвечающего за переключение диапазонов имеет вид простого зубчатого механизма в составе с цилиндрическими прямозубыми шестернями, где смена передаточного числа осуществляется взаимным вхождением в зацепление зубчатых пар скользящим осевым движением по валам, то переключение возможно только при полном разрыве потока мощности выключением муфты сцепления, по рекомендации производителя при полной остановке трактора.

Схема переключения диапазонов КПП гусеничного трактора Т 150 выпуска до 1983 года с дополнительным диапазоном ходоуменьшения и стандартная схема переключения трактора выпуска после 1983 года советского периода 

Понимая, что валы КПП размещены продольно, то соответственно линия нейтрали переключения диапазонов имеет поперечный ход относительно оси движения трактора. Соответственно сами диапазоны включаются в продольном движении рычага при соответствующем его положении в секторе нейтрали.

Схема переключения КПП гусеничного трактора в современной модификациях ХТЗ Т-150 05 09 25 или ХТЗ Т 181

Четыре передачи в рамках включённого диапазона трактора старой комплектации и три скорости КПП новых модификаций тракторов переключаются бесступенчато без разрыва мощности обеими рычагами при прямолинейном движении, и отдельно левым или правым рычагом при осуществлении манёвра. Рычаги переключения фиксируются в положении включённой скорости, переход от нижней передачи к повышенной осуществляется движением рычага в перед.

Устройство

Гидромеханический узел переключения передач представляет собой механизм, состоящий из следующих частей:

• основной редуктор
• механизм переключения
• привод вспомогательных узлов
• гидравлическая система коробки

Валы коробки

Общая конструкция редукторной части КПП представляет собой узел в отдельном литом корпусе с продольно размещёнными в нём пятью валами с зубчатыми передачами постоянного и скользящего осевого зацепления, в том числе и зубчатыми парами постоянного зацепления, включаемыми бесступенчато гидроподжимными фрикционными многодисковыми муфтами.

Основной корпус КПП

В состав редуктора входят пять основных валов:

• Первичный
• Заднего хода и замедленных передач
• Промежуточный
• Два идентичных вторичных вала — правый и левый

Коробка передач Т -150

Схема устройства редуктора коробки передач гусеничного Т-150

Первичный вал

Деталь принимает крутящий момент от двигателя трактора через муфту сцепления. Через внутреннюю полость вала проходит вал привода ВОМ. На самом валу размещены ведущие шестерни и скользящая зубчатая муфта включения рабочего и транспортного ряда 20, через которые осуществляется первичный привод всех режимов работы КПП. Своими шестернями вал взаимодействует с промежуточным валом и валом замедленных передач и заднего хода. На заднем конце внутреннего вала привода ВОМ размещены ведущая шестерня привода насоса гидросистемы КПП и насоса гидронавесной системы трактора, а также зубчатая муфта включения вала отбора мощности.

Первичный вал с шестернями

Вал заднего хода и замедленных передач

Взаимодействует с первичным валом и промежуточным валом для получения заднего хода. В своем составе вал имеет скользящий двойной зубчатый блок включения диапазона заднего хода и первого диапазона переднего хода, скользящий блок включения дополнительного диапазона замедленных передач и шестерню, через которую вал получает привод от первичного вала.

Промежуточный вал и вал заднего хода КПП

Промежуточный вал

Взаимодействует с первичным валом и через шестерню включения диапазона задних передач с валом заднего хода, а также постоянным зацеплением с нижерасположенными двумя вторичными валами своими четырьмя ведущими шестернями формирования скоростей. Именно на этапе передачи сформированного передаточного числа от промежуточного вала на вторичные валы происходит разделение общего потока мощности на два отдельных потока. Далее с помощью отдельной работы гидроподжимных муфт каждого отдельного вторичного вала формируется отдельное передаточное число дающее привод правой и левой гусенице.

Вторичные (бустерные) валы

Представляют собой два одинаковых гидромеханических вращающиеся узла с размещенными на них четырьмя ведомыми шестернями передач и гидроподжимными фрикционными муфтами включения передаточных чисел. На каждом валу, в соответствии с формированием 4-х передач в каждом диапазоне, размещены по четыре шестерни, и по две спаренные гидромуфты. На передние края валов установлены отдельные распределители управления гидромуфтами.

Передняя сдвоенная гидромуфта вторичного вала КПП

Вторичный вал с задней двойной гидромуфтой

Давление масла к гидромуфтам подаётся по отдельным каналам в валу, через открываемые золотником распределителя сверления на переднем его крае. Задние края вторичных валов оборудованы барабанами с управляемыми тормозными фрикционными лентами для осуществления остановки любого из валов в соответствии со стороной поворота, либо для полного затормаживания трактора.

Порядок взаимодействия шестерен КПП по диапазонам

Передаточное число диапазонов формируется механическим переключением зубчатых передач, размещенных на первичном валу и вале заднего и замедленного хода с конечной передачей на промежуточный вал. Как упоминалось выше любое переключение диапазонов требует полной остановки трактора и обязательный разрыв потока мощности сцеплением.

Первый рабочий: от первичного вала 2, при включении зубчатой муфты 20 смещением влево и зацеплением с ведущей шестерней рабочего ряда 19, вращательный момент передается на шестерню 46 промежуточного вала 16.

Рабочий ускоренный: от первичного вала 2, при включении зубчатой муфты 20 смещением вправо и зацеплении с зубчатым венцом спаренного блока шестерен 23, 24 и далее через шестерню 24 на шестерню 25 промежуточного вала 16.

Замедленный: с первичного вала 2, через шестерню 29 на шестерню 27 вала замедленных передач и заднего хода 15, далее при смещении зубчатого блока в право и зацеплением шестерён 22 и 23, вращательный момент передается через шестерни 24 и 25 на промежуточный вал 16.

Дополнительный замедленный: от первичного вала 2, через шестерню 29 на шестерню 27 вала замедленных передач и заднего хода 15, далее при смещении зубчатого блока 26 влево и зацеплении с шестерней 24 вращательный момент передаётся на промежуточный вал 16 через шестерню 25.

Задний ход: с первичного вала 2, через шестерню 29 на шестерню 27 вала замедленных передач и заднего хода 15 при смещении спаренного зубчатого блока влево и зацеплении шестерни 21 с шестерней 46, размещенной на промежуточном валу 16.

Дальнейшее формирование передаточного числа с участием промежуточного вала и вторичных валов гидромеханическим включением передаточных чисел определяется активированной скоростью в сформированном предварительно диапазоне отдельно на каждом вторичном валу с выходом на привод гусеничного движителя трактора.

Привод вспомогательных узлов

К вспомогательным узлам относятся два шестерёнчатые насоса: один для создания давления в гидросистеме самой КПП, второй для работы гидронавесной системы трактора.

Картер привода вспомогательных узлов коробки Т 150

Независимый привод данным узлам обеспечивается непосредственно от вала привода ВОМ, получающего вращение непосредственно от коленчатого вала двигателя, и конструктивно проходящего через внутреннюю полость трубчатого вала муфты сцепления и первичного вала коробки.

Коробка передач Т-150

Зубчатый редуктор привода насосов размещён в отдельном вертикальном картере, прикреплённом к задней стенке основного корпуса КПП, где задний край вала привода ВОМ опирается на два подшипника через ведущую часть соединительной зубчатой муфты включения ВОМ. Одновременно с торцевым венцом включения ВОМ ведущая часть муфты имеет зубчатый венец в средней своей части, который сверху взаимодействует с со скользящим зубчатым блоком включения привода насоса ГНС трактора, а снизу с промежуточной шестерней привода насоса КПП.

Ось со скользящей шестерней включения насоса ГНС размещена на двух подшипниках в корпусе, к наружной стенке которого своим фланцем присоединён гидронасос.
Промежуточная шестерня привода насоса КПП 35 размещена на отдельной оси в корпусе и вращается на двух шарикоподшипниках. С низу с ней в зацепление входит ведома шестерня привода насоса КПП 37.

Подшипники КПП

Для гидромеханических узлов подобных коробке передач тракторов Т-150, Т-150К, К-700 очень важно не допущение в механизме осевых и радиальных биений вращающихся деталей в результате выработки их опор. Зазоры в опорах будут приводить к общему падению давления масла в механизме, а возникающие ударные динамические нагрузки будут приводить к интенсивному износу его ресурса. Особенно чувствителен к износу механизм в части его взаимодействия с распределителем управления гидромуфтами, где любое радиальное или осевое биение будет провоцировать некорректность работы переключения и невозможность работы гидроподжимных муфт.

Механизм переключения

Управление коробкой передач гусеничного трактора осуществляется отдельным рычагом для переключения диапазонов и двумя рычагами переключения скоростей — левой и правой гусеницы. Механизм переключения диапазонов переставляет собой два валика с размещёнными на них вилками, которые передвигают зубчатые блоки по валам КПП в соответствии с выбранным диапазоном по указанной выше схеме.

Устройство механизма переключения передач

Для соблюдения безопасности и предотвращения случайного переключения диапазонов в состав механизма переключения входит устройство блокировки. Механизм представляет собой блокировочный валик в строенный в механизм переключения, связанный тягой с приводом управления муфтой сцепления. Работа блокировки заключается в невозможности включения передачи без отключения муфты сцепления.

Бесступенчатое переключение скоростей осуществляется двумя левым и правым рычагами, которые связаны тягами с соответствующими распределителями, установленными на передних краях вторичных валов.

Устройство тормозов вторичных валов

Также учитывая, что управление переключением скоростей связано с управлением направления движения трактора к механизму управления коробкой можно отнести рычажный механизм, связывающий рулевое колесо с тормозными лентами барабанов вторичных валов. Этот же рычажный привод параллельно связан с клапанами сброса давления в контурах, которые сбрасывают давление в контуре в соответствии со стороной выбранного поворота трактора.

Гидросистема КПП

В функции гидросистемы коробки передач входят обеспечение смазки нагруженных точек механизма и обеспечение давлением масла переключения передач.

Гидропанель КПП

Отдельная замкнутая гидросистема КПП имеет вид двухконтурной системы, обеспечивающей автономное раздельное управление гидромуфтами левого и правого вторичного вала, получая потенциал давления от общего гидронасоса.

Лист гидропанели КПП гусеничного

Конструктивно в гидросистему КПП входят:

1. Корпус-гидропанель смонтирована на нижнюю часть корпуса КПП и является масляным картером гидросистемы, где размещаются часть гидроузлов узлов.
2. Масляный заборный фильтр предварительной очистки масла.
3. Шестерёнчатый масляный насос НМШ-50 для создания давления в системе.
4. Перепускной распределитель обеспечивает перераспределение давления двумя своими клапанами на левый и правый распределитель управления гидромуфтами и поддерживают в каждом отдельном контуре гидросистемы рабочее давление 10-12 кгс/см², также в узел встроен предохранительный шариковый клапан предохраняющий систему в случае залегания перепускного клапана и повышения давления выше уровня 16 кгс/см².
5. Два распределителя управления гидромуфтами для отдельного управления на каждом вторичном валу.
6. Пара масляных фильтров обеспечивают очистку рабочей жидкости в каждом отдельном контуре системы.
7. По две спаренные гидромуфты включения на каждом вторичном валу для включения 4-х передач в рамках каждого диапазона.
8. Два датчика давления масла для контроля работоспособности отдельно правого и левого гидромеханического узла КПП (вторичного вала с гидромуфтами).
9. Пара перепускных золотниковых клапана поворота выполняют функцию сброса давления при осуществлении разворота трактора на минимальном радиусе при полном затормаживании одного вторичного вала коробки поворотом руля в соответствующем повороту контуре гидросистемы КПП.
10. Два гидроаккумулятора, обеспечивающие сглаживание перепадов давления при переходе от одной передачи к другой на каждом отдельном вторичном валу.

Устройство фильтра КПП Т-150

Устройство гидроаккумулятора и сбросного клапана КПП гусеничного Т-150

Перепускной распределитель КПП

 Давление масла в коробке

Нормальное рабочее давление масла в КПП (на обеих датчиках) должно быть в пределах 10-12 кгс/см² при оборотах двигателя от 1500 до 2100 в минуту. Работать под нагрузкой при падении давления масла ниже 10 кгс/см² запрещено. Допускается кратковременное падение давления масла до уровня 4.5-5.5 кгс/см² в момент переключения с последующим быстрым восстановлением до рабочего уровня.

Распределители КПП

Узлы взаимодействуют своими золотниками с вторичными валами через золотниковую втулку. Каждый золотник получает привод управления через систему тяг с рычагами переключения скоростей. Положение включённой передачи фиксируется подпружиненным роликом, установленным в корпусе узла и упирающимся в ось переключения золотника.

Распределитель правый КПП гусеничного Т-150

Нормальный рабочий зазор между хвостовиком вторичного вала и золотниковой втулкой не должен превышать 0.1 мм.

Правый и левый отличаются своими корпусами и не являются взаимозаменяемыми. Распределитель правой стороны является полностью взаимозаменяемый с распределителем управления бесступенчатого переключения передач КПП колёсного трактора Т-150К.

Обслуживание

Так как работа гидравлического включения муфт чувствительна к вязкости рабочей жидкости гидросистемы КПП в зависимости от погодного сезона в узел заливаются масла разной вязкости. Так для работы в летний период гидросистему заправляют моторным маслом повышенной вязкости М10Г2К в зимний период эксплуатации в узел заливают масло пониженной вязкости марки М8Г2К.

В коробку гусеничного трактора Т-150 заправляется 32.8 литров масла. Заправочная точка находится под полом кабины в виде отверстия в верхней части КПП с резьбовой пробкой под ключ на 22.

При эксплуатации трактора в температурных условиях ниже -20 С° для понижения вязкости рабочей жидкости в гидросистеме коробки к двум частям стандартного масла добавляют одну часть веретённого масла (веретёнки) АУ.

Смену масла осуществляют при каждом межсезонном техническом обслуживании трактора или после наработки 1000 моточасов при каждом ТО 3. Контроль уровня в коробке и его дозаправку осуществляют при каждом ТО 1 через каждые 250 моточасов. Проверку уровня осуществляют через смотровое окно: при температуре выше +5 С° через 10-15 минут после остановки дизеля, при температуре ниже +5 С° через 30-35 С° после остановки двигателя.

Замену фильтрующих элементов и промывку корпусов масляных фильтров осуществляют при ТО 2 и ТО 3, через каждые 500 моточасов.

Промывку заборных сеток гидросистемы КПП и очистку магнитов крышек коробки проводят после каждой наработки 1000 моточасов трактором.

Регламентную регулировку тормозных лент на барабанах вторичных валов осуществляется при каждом ТО 1, через каждые 250 моточасов, где зазор между накладками лент и барабанами должен быть в пределах 1.5-0.5 мм.