Трансмиссии многоосных колесных машин

22–25 ноября 2022 года, Республика Беларусь, г. Минск

19 — 22 октября 2021 года, Россия, г.Москва

19 — 22 октября 2021 года, г. Москва

19 января 2021 (Вторник)

Свежие новости / Главное за сутки

Мнения

Интервью / Видео дня

Новости партнёров

Независимое военное обозрение

Блоги / Техника и вооружение

5:04 / 20.05.16
Специальные колесные шасси (часть 1)

В предыдущих статьях от 8.04 и 14.04 были представлены материалы по применению автомобилей и гусеничных машин в Вооружённых Силах (ВС) РФ. В настоящей статье представляется возможным рассмотреть вопросы, связанные с оснащением ВС РФ специальными колёсными шасси.

Прежде следует рассмотреть историю вопроса. В ХV111 веке в России имелась масса дорог либо вообще без покрытия или с щебёночным покрытием. Это потребовало создания транспортных средств, способных достаточно быстро перевозить грузы на большие расстояния в плохих дорожных условиях.

Талантливый русский механик-самоучка Фёдор Абрамович Блинов в 1880 году создал первый в мире гусеничный движитель, а в 1886 году представил на Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде первый в мире гусеничный трактор [1] .

С эти пор и возникает вопрос: что лучше – колёсный или гусеничный движители?() Колёсный движитель позволял развивать высокие скорости движения, имел достаточный ресурс, но уступал гусеничному в проходимости; гусеничный же движитель не позволял развивать высокие скорости и быстро изнашивался в шарнирных соединениях траков. Колёсный движитель легко повреждаем (проколы и прорывы шин), удельное давление на грунт у него колеблется в пределах для грузовых машин с шинами низкого давления примерно 6 -8 кГ/кв.см. у автомобилей с централизованной системой подкачки шин (СЦПШ) – в5 раз меньше [2].

В случае с гусеничным движителем удельное давление у танков составляет 0,85 – 1,07; у снегоболотоходов примерно 0,2 – 0,48 кГ/кв.см. Однако современные 4-х осные автомобили не уступают по проходимости гусеничным машинам.

Первый отечественный 4 – х осный автомобиль был разработан коллективом СКБ-1. В 1932 году его создали для производства на Ярославском автозаводе. Эта машина получила марку ЯГ-12. Цифра 12 означает, что все 12 колёс автомобиля были ведущими. (Два задних моста оснащались колёсами с двускатной ошиновкой) [3].

В ноябре 1932 года был изготовлен первый и единственный опытный образец экспериментального грузовика ЯГ-12 / Фото: www.denisovets.ru

Компоновка ЯГ-12 / Изображение: archive.is

На этой машине так же впервые применили лебёдку самовытаскивания. Но в производство машина не пошла. Этому помешали Война с белофинами, затем Великая Отечественная Война, после которой производство автомобилей было решено передать только что создаваемому Минскому автозаводу МАЗ.

Первую в России СЦПШ создали под руководством Главного конструктора СКБ ЗИС Виталия Грачёва для применения на бронетранспортёре (БТР) БТР-152, принятом на вооружение в 1952 году, а с 1958 года и на ЗИЛ-157 [4].

Современная система СЦПШ, применяемая, например, для БТР-80 способна обеспечить подвижность образца при получении движителем до 80-и повреждений от стрелкового оружия, в котором применяются патроны калибром 7,62 мм или выдержать подрыв одной гранаты типа Ф-1.

Огромный вклад в создание многоосных машин внесла кафедра Бронеавтомобилей Военной академии механизации и моторизации Красной Армии (ВАММ РККА, в последующем ВАБТВ). Академия создана в 1932 году.

Кафедру в течении 10 лет возглавлял генерал Евгений Чудаков, который одновременно был и заведующим кафедрой Автомобилей в МАМИ.

Евгений Чудаков / Фото: offroadvehicle.ru

Георгий Зимелев / Фото: img-fotki.yandex.ru

После Е. Чудакова кафедру возглавил генерал Георгий Зимелёв. Под его руководством кафедрой был создан уникальный колёсный артиллерийский тягач АТК-1, имеющий шифр «объект 1015» [5]. Его создание относится к 1957-58 годам. На АТК-1 применили электрическую трансмиссию с тяговыми электромоторами каждого моста, с индивидуальной подвеской колёс с бортовыми редукторами.

Эту конструкцию изучили Главный конструктор СКБ ЗИС Виталий Грачёв с сотрудниками и доктор технических наук заслуженный деятель науки и техники БССР Борис Шапошник — Главный конструктор СКБ МАЗ.

Последний прислал перегонную бригаду, которая и доставила АТК-1 в Минск, что бы использовать новейшие конструктивные решения в своём первом тягаче МАЗ-535.

Автомобиль MA3-535 / Фото: coollib.com

Кроме того, АТК-1 послужил в качестве прототипа для создания первого колёсного ракетоносца ЗИЛ-135К [6].

Далее представляется целесообразным рассмотреть машины, созданные Минским автомобильным заводом (МАЗ).

Уже в 1956 году из ворот экспериментального цеха выезжает опытный образец МАЗ-535 а с 1958 года начинается выпуск доработанного бортового автомобиля МАЗ-535А.

Машина имела ряд прорывных конструктивных решений: гидромеханическая трансмиссия, независимая подвеска всех колес, тележечная схема размещения осей. Две передние оси управляемые. Гидротрансформатор имел возможность блокировки. В трансмиссии использовались: промежуточный повышающий редуктор между двигателем и гидротрансформатором, раздаточная коробка и дополнительные межтележечные редукторы; межтележочный, межмостовые и межколёсные дифференциалы. Они обеспечивали исключение циркуляции мощности в агрегатах трансмиссии. Непосредственно в колёсах встроены планетарные ступичные редукторы.

Применённая планетарная трёхрядная автоматическая коробка передач обеспечивала возможность при малых габаритах передавать большой по величине силовой поток. Наличие двух насосов подачи масла в трансмиссии позволило обеспечить подачу масла к узлам коробки передач даже при буксировке машины, а блокировка гидротрансформатора позволяла обеспечить запуск машины методом буксировки. Следует отметить, что у большинства современных автомобилей с автоматическими коробками таких возможностей всё ещё не имеется.

Кроме этого на МАЗ-535А применили рулевое управление с гидроусилителем и рабочую тормозную систему с гидропневмогидравлическим приводом.

На машине применена СЦПШ и лебёдка.

Все отмеченное в сочетании с силовой установкой Д-12А-37 мощностью в 375 лошадиных сил (танковый дизельный двигатель) обеспечивало высокую проходимость и динамичность машины, её хорошую управляемость.

Машина оснащалась предпусковым подогревателем и жидкостно-воздушным отопителем четырёхместной кабины.

МАЗ-535А предназначался для буксировки артиллеристских систем большого калибра, служил в качестве буксировщика тележек с баллистическими ракетами РВСН Р-14, ГР-1, РТ-2; а так же четырёхосной подвижной стартовой установки СТ-10 опытного самолёта-снаряда (КР) «121» [7]. На МАЗе в 1959 году было организовано новое подразделение ПСКТ – производство специальных колёсных тягачей.

МАЗ-535А выпускался Минским заводом недолго, производство было перенесено в г. Курган, где завод «Уралсельмаш» был перепрофилирован в Курганский завод колёсных тягачей (КЗКТ). Производство машин было остановлено в 1964 году.

В 1959 году в СКБ-1 было создано шасси МАЗ-535Б для монтажа ПУ создаваемых тогда подвижных полевых реактивных систем: (пусковая установка Д-110К под ракетный комплекс «Онега») и установка для комплекса «Ладога». Дальнейшие работы по этой теме связаны с автомобилем МАЗ-537, оснащённом более мощной силовой установкой.

В структуре СКБ-1 было подразделение, занимавшееся созданием большегрузных автопоездов. Так был создан седельный тягач МАЗ-537В. Из-за возросшей нагрузки на заднюю тележку пришлось независимую торсионную подвеску колёс задней тележки заменить на балансирную подвеску.

В 1960 году был разработан МАЗ-537, оснащавшийся силовой установкой Д-12А-525; это – уже двигатель мощностью в 525 лошадиных сил. Принципиально в плане конструкции эта машина была аналогичной предшественнику.

После перехода в Минске ПСКТ на производство машин МАЗ-543, производство МАЗ-537 передали на КЗКТ. Для применения в ВС СССР разработаны следующие модификации автомобилей:

• МАЗ-537 – седельный тягач для буксировки полуприцепов массой до 65 тонн
• МАЗ-537Е – седельный тягач, оборудованный генератором переменного тока и предназначенный для буксировки активного полуприцепа общей массой до 65 тонн
• МАЗ-537А – тягач с бортовой платформой
• МАЗ-537К – тягач с крановой установкой
• МАЗ-537Л – специальный балластный тягач с силовой установкой ЯМЗ-240НМ-1Б (мощность – 500 лошадиных сил) и штатным металлическим балластом массой в 16 тонн

В 1962 году Минский завод приступил к серийному выпуску автомобиля МАЗ-543/МАЗ-7310. МАЗ-543 принципиально ничем не отличается от МАЗ-537Г, получивших удлинённую колёсную базу, новые кабины и удлинённую монтажную базу рамы. Новинкой явились дисковые с составными литыми ступицами и многослойными широкопрофильными шинами ВИ-203 колёса. Применение этих шин позволило обеспечить требуемую величину удельного давления на грунт несмотря на возросшую полную массу машины (собственная масса в снаряженном состоянии плюс масса перевозимого груза).

Визитной карточкой машины явилась разнесённая кабина- принципиально новые с шумоизоляцией разнесённые по бортам и выполненные из полиэфирной смолы двухдверные и двухместные кабины с обратным наклоном ветровых стёкол, оборудованные вентиляцией, отоплением кабинные модули, оснащённые ТПУ (танковым переговорным устройством) и фарой-искателем на крыше. Правый кабинный модуль откидывался вперёд. Пространство между ними служило для размещения головной части ракеты или пускового контейнера.

Первые автомобили МАЗ-543 и МАЗ-543А имели две типовые кабины, сдвинутые вперёд на разные расстояния и моторные отсеки разной длины. А МАЗ-543М имел только один, левый, кабинный модуль, расположенный обок с моторным отсеком.() Завод пытался заменить семейство МАЗ-543 на семейство «Оплот». Но попытка закончилась неудачей. Некоторой комбинацией МАЗ-543 и Семейства «Оплот» стал специальный седельный тягач МАЗ-74106, нашедший применение в ПВО.

Самые распространённые в СА машины были трёх вариантов: МАЗ-543, 543А и 543М. Они выпускались серийно до распада СССР. До 1995 года их выпускали мелкими партиями для замены списанных шасси. Формально эти объекты до сих пор остаются в программе Минского завода колёсных тягачей (МЗКТ).

Основным назначением шасси МАЗ-543 являлась пусковая установка. Наиболее известной на шасси МАЗ-543 являлась самоходная пусковая установка (СПУ) 9П117 ракетного комплекса 9К72 с ракетой 8К14.

На этой базе монтировали так же первые СПУ берегового ракетного комплекса «Рубеж». Шасси использовалось так же под радиорелейные станции связи под пункты боевого управления, под автокран 9Т35 и под электростанции.

МАЗ-543 использовался под монтаж СПУ комплекса ОТРК «Темп-С» и под целый ряд машин боевого обеспечения стратегических ракетных систем.

Главным отличием модели 543А от модели 543 явилось незначительное перенесение кабинных модулей вперёд для увеличения монтажной базы шасси. Вторым важным применением машины стало использование её в качестве транспортно-заряжающей машины системы залпового огня «Смерч».

Следующей модификацией явилась машина МАЗ-543П. Это – многоцелевой автомобиль с кузовом, который предназначался под балластный тягач.

Автомобиль МАЗ-543М отличался одной кабиной, размещавшейся с левой стороны, и длинной свободной рамой. Эту машину с 1989 года по лицензии производят в КНР под маркой Wanshan.

МАЗ-543М широко применяется в качестве СПУ серии 5П85 комплекса ПВО С-300 и принята на вооружение в 1982 году.

Всё семейство МАЗ-543 рассчитано на грузоподъёмность в 20 тонн, максимальная масса прицепа допускается до 25 тонн.() Однако возрастание масс ракетного оружия потребовало создания и новых СПУ.

Так Командующий РВСН РФ генерал-полковник Сергей Каракаев 10 мая 2016 года заявил, что ракетному комплексу «Ярс» будет уделяться первостепенное значение [8] . К 21 году РК «Ярс» будет составлять примерно до половины боевого состава РВСН РФ.

С этой точки зрения следует рассмотреть специальные колёсные шасси, предназначенные для применения в подвижных ракетных комплексах МБР «Тополь-М» РС-12М2 и МБР РС-24 ПГРК «Ярс».

Созданием этих объектов занялись в образованном в 1991 году на базе ПСКТ Минском заводе колёсных тягачей (МЗКТ). В 1992 году был создан опытный МЗКТ-79221. Принципиально на нём применили новый двигатель ЯМЗ-847.10 мощностью в 800 лошадиных сил, имеющий ресурс до КР 5000 часов (двигатель типа Д-12 имеет ресурс 500 часов) и с пониженным расходом масла на угар. Для машины создали новую усиленную гидромеханическую передачу (ГМП) и применили новые редукторы мостов, одновременно являющиеся и раздаточными коробками.

Машина имеет колёсную формулу 16х16. При этом управляемыми являются 3 передних и 3 задних оси. Последнее позволило значительно уменьшить радиус поворота, но затрудняет отъезд от препятствия типа «стена». Рама изделия способна деформироваться в предсказуемых параметрах, что потребовало ввести крепление кузова (контейнера) на трёх точках опоры. На машине применена микропроцессорная система управления, контролирующая 20 параметров состояния силовой установки, ходовой части и т.д. Применение объекта под АПУ началось в 2000 году (первый пуск ракеты с ПГРК состоялся 27.09.2000года).

Шасси МЗКТ служит для монтажа АПУ ракетных комплексов «Тополь-М» и создаваемого ПГРК «Ярс».

На базе МЗКТ-79221 в Кургане создан седельный тягач КЗКТ-74281 «Русич», имеющий не разделённую по модульному принципу кабину. К величайшему сожалению при попустительстве бывшего Министра обороны РФ полковника запаса (на момент отставки в 2012 году) А. Сердюкова [9] завод обанкрочен и перестал функционировать в 2010 году [10] .

Следует так же несколько слов добавить о машине МЗКТ-7930 и её модификациях – семейство «Зубр».

Принципиально этот объект отличается от семейства 543-х машин наличием другой силовой установки ЯМЗ-846 мощностью 500 лошадиных сил и цельной, т.е. не разнесённой кабиной. Машина имеет грузоподъёмность 22-24 тонны. Наиболее приспособлена МЗКТ-7930-300 под ОТРК «Искандер», под береговые противокорабельные комплексы «Бал-Э», «Берег» и «Бастион», применяется в качестве ТЗМ ЗРК С-300, С-400 и под другое вооружение.

Из анализа рассмотренных материалов очевидно, что новых прорывных конструкционных решений в настоящее время на МЗКТ не наблюдается.

На этом представляется достаточным рассматривать широкую гамму многоосных машин завода МАЗ и МЗКТ. Конечно предприятие разработало и выпускает широкий спектр машин, но они не являются столь актуальными с точки зрения оснащения ВС РФ.

Продолжение следует.

Автор Анатолий Черкашин кандидат военных наук

1. Самые знаменитые изобретатели России/Автор-составитель С.В. Истомин.-М.:Вече, 2000-406с.

2. Сайт Лаврентьев . Библия внедорожника.

3. Сайт История создания многоосных машин в России.

4. Сайт Википедии — свободной энциклопедии, БТР-152.

5. Сайт История создания многоосных машин в России.

6. Сайт А.А. Бабин, В.Д. Тимофеев История кафедры «Автомобильная техника» Общевойсковой Академии ВС РФ.

7. «Русская сила» современное оружие, отечественное оружие и его создатели после WW 11

Многоосные колесные шасси и тягачи: упрямство, достойное лучшего применения

Последние неудачи Камcкого автозавода с проектом «Платформа-О» позволили Минскому заводу колесных тягачей пока сохранить позиции основного поставщика шасси для пусковых установок российских мобильных ракетных комплексов.

30 августа во время демонстрационного показа в рамках форума «Армия-2018» новейшего колесного шасси КамАЗ-7850 из семейства «Платформа-О», с колесной формулой 16×16 произошел сбой в бортовой электронике машины, несколько колес по обеим ее бортам повернулись в противоположном направлении. На видео, приведенном рядом интернет-ресурсов, видны проблемы с колесами 3-й, 4-й и последней осей.

Пикантность ситуации придает то обстоятельство, что днем раньше министр обороны России Сергей Шойгу уже отчитался об успешном завершении государственных испытаний новейших колесных шасси марки «КамАЗ» для стратегических ракетных комплексов. По его словам: «Мы показали «Платформу-О», потому что закончили госиспытания и, я думаю, на следующей неделе будем подписывать контрактные документы».

Как будет развиваться ситуация с новинкой в дальнейшем — не ясно. Представители Минобороны России и организаторы форума отказались по горячим следам комментировать проблемы камазовского ракетного транспортера.

Наперекор доводам разума

Очевидно, есть необходимость напомнить, что в 2008 году КамАЗ в условиях отсутствия основных конкурентов (Брянского и Уральского автозаводов, а также Курганского завода колесных тягачей) был назван победителем конкурса Министерства обороны РФ на проведение научно-исследовательских работ (НИР) по теме «Платформа», предусматривающих создание собственных российских специальных колесных шасси и тягачей (СКШТ).

На первом этапе (2008-2010 годы) было начато выполнение НИР с шифром «Платформа». По непонятным причинам сроки выполнения НИР были существенно сокращены, вследствие чего не были выполнены исследования всех возможных режимов движения будущих машин, а также не учтены требования к ним ключевых разработчиков систем и комплексов вооружения и военной техники.

К концу 2010 года достаточно неожиданно НИР «Платформа» переросли в опытно-конструкторские работы (ОКР) «Платформа-О». На этом этапе заказчик в лице Минобороны уточнил свои требования. Результатом ОКР должна была стать разработка межвидового семейства СКШТ в составе: шасси КамАЗ-7850 (колесная формула 16х16.1) и КамАЗ-78509 (12х12.1), седельный тягач КамАЗ-78504 (8х8.1) и балластный тягач КамАЗ-78508 (8х8.1). Не исключалось, что в последующем семейство может быть дополнено и другими моделями, в том числе шасси 8х8.1.

Особо было подчеркнуто, что часть этих машин предназначается для замены в Ракетных войсках стратегического назначения (РВСН) РФ шасси Минского завода колесных тягачей, на которых базируются автономные пусковые установки (АПУ) подвижных грунтовых ракетных комплексов (ПГРК) стратегического назначения «Тополь», «Тополь-М» и «Ярс». Несмотря на то, что у российских военных к ним нет претензий, в Москве, очевидно, посчитали, что негоже державе размером в 1/8 земной поверхности зависеть от своевольного «прыщика» на карте.

Надеясь выиграть конкуренцию у МЗКТ с большим преимуществом, на КамАЗе сделали ставку на использование нетрадиционного технического решения в ходовой части: дизель-электрического привода с электромоторами, которые встроены в ступицы колес.

У такого варианта в теории, вроде бы, есть целый ряд преимуществ перед традиционными конструкциями многоосных колесных шасси.

Во-первых, отсутствие сложной трансмиссии: нет сцепления, коробки передач, раздаточной коробки, приводных валов, дифференциалов, что серьезно снижает вес шасси.

Во-вторых, ходовые электродвигатели позволяют развивать максимальный крутящий момент, как только на них подается питание.

В-третьих, такая схема позволяет каждому из колес шасси вращаться со своей скоростью и даже в своем направлении.

В-четвертых, появляется возможность рекуперации энергии торможения.

В-пятых, упрощается создание комплекса активной безопасности движения, любые алгоритмы систем типа ABS программируются в электронном блоке управления и могут воздействовать на каждое колесо индивидуально. И это далеко не все достоинства электромеханической трансмиссии (ЭМТ).

Все эти достоинства и обусловили выбор разработчиков Камского автозавода, которые проигнорировали тот факт, что идея с мотор-колесами на серийной внедорожной военной технике нигде в мире не реализована до сих пор. Главным образом потому, что у инновационной схемы, наряду с преимуществами, оказались весомые недостатки.

Так, при движении колесной техники на электроприводе вне дорог, возникают большие динамические нагрузки на неподрессоренные мотор-колеса, что может вызвать перемещение статора и ротора относительно друг друга, соприкосновение обмоток мотор-колеса, а это неизбежно влечет за собой выход всего узла из строя.

Еще одна головная боль — выход ЭМТ из строя при низких температурах, в случаях, если придется обесточить оборудование (например, для маскировки). Через некоторое время влага начинает конденсироваться на обмотках электромоторов, что при последующей подаче электропитания может привести к замыканию со всеми вытекающими последствиями. Отсюда и сложность эксплуатации машин с ЭМТ во влажном климате. Ну а глубокий брод такие машины вряд ли вообще смогут преодолеть: вода, являющаяся отличным проводником, быстро выведет их ходовую часть из строя.

Но не только вода первый враг ЭМТ, причиной короткого замыкания в ней может стать и высокая запыленность. В этот перечень следует добавить и большое излучение в инфракрасном спектре, неустойчивость управляющей электроники к электромагнитному импульсу и т.д. Все эти проблемы сегодня либо не могут быть решены в принципе, либо требуют серьезной проработки на уровне прикладной науки, а возможно, и на уровне фундаментальных исследований. А так как по сию пору нигде в мире (включая США) не удалось создать надежные СКШТ с мотор-колесами, то от новаторской конструкции можно ждать и иных сюрпризов.

Поэтому инициаторам программы «Платформа», прежде чем за нее браться, следовало бы ознакомится с опытом того же Минского завода колесных тягачей в области конструирования СКШТ с дизель-электрическим приводом.

Хорошо забытое старое

Первой такой машиной стал изготовленный в 1978 году экспериментальный образец бортового автомобиля-тягача МАЗ-547Э мощностью 800 л.с., разработанного под руководством В. Е. Чвялева на шасси 547А. Основной целью его создания являлась отработка конструкции привода всех колес машины с использованием индивидуальных электродвигателей переменного тока.

Вместо обычного для таких машин дизельного двигателя танкового типа, на шасси 547Э был смонтирован компактный газотурбинный двигатель ГТД-1000А мощностью 1000 л.с., который создавался для танка Т-80. ГТД приводил в действие электрогенератор мощностью 625 кВт, вырабатывавшего переменный ток частотой 1200 Гц и напряжением 380 В. От него электроэнергия поступала на тяговые синхронные электромоторы с частотным тиристорным регулированием и воздушно-масляной системой охлаждения, встроенные во все колесные ступицы с планетарными редукторами.

Снаряженная масса машины составляла 28 т, полная — 84 т. Максимальная скорость движения — 47 км/ч. Испытания автомобиля подтвердили правильность общего подхода и перспективность общей конструкции машины. Но от опытного образца до шасси, пригодного для службы в войсках — дистанция большого размера. Впоследствии похожая схема ЭМТ была применена на опытных многоосных шасси МАЗ-7923.

Несколько другой иной ЭМТ использовался в шасси МАЗ-7907 (24×24) грузоподъемностью 150 т, которые создавались под ракетный комплекс «Молодец». Работы над ним начались в марте 1983 года, первый прототип был готов в марте 1985 года, второй — во втором квартале того же года.

В качестве силового агрегата на МАЗ-7907 использовалась трехвальная газовая турбина ГТД-1000ТФМ (версия танкового двигателя ГТД-1250) номинальной мощностью 1200 л.с., двигатель приводил в действие электрогенератор переменного тока, от которого электроэнергия поступала на узлы трансмиссии и на 24 синхронных тяговых электромотора с частотной системой регулирования с тиристорными преобразователями и воздушно-масляным охлаждением, смонтированных внутри рамы шасси.

Машина прошла ряд испытаний, по результатам которых была рекомендована ее дальнейшая доработка. Однако перестройка положила конец этому интересному проекту.

Правда, в последующей истории этих машин был еще один эпизод. Летом 1996 года с помощью шасси МАЗ-7907 была осуществлена транспортировка речного теплохода весом 88 т и длиной 40 м с реки Березины на озеро Нарочь на расстояние 250 км. Во время разгрузки вода попала в трансмиссию и на обратном пути все электромоторы шасси вышли из строя, на завод оно было возвращено на буксире.

В 2006 году из элементов двух построенных в советское время машин МАЗ-7907 была собрана одна, которая сейчас является одним из экспонатов экспозиции продукции Минского завода колесных тягачей.

Уже после распада СССР было сконструировано еще одно шасси с электроприводом МЗКТ-7923 (16х16), которое параллельно с МЗКТ-7922 традиционной схемы создавалось под первый российский ПГРК «Тополь-М» (оно и по решению заказчика пошло в серию), а испытания МЗКТ-7923 так не были проведены из-за прекращения финансирования.

Известно, что в его конструкции использовалась модернизированная электромеханическая трансмиссия с частотным регулированием, состоявшая из компактного газотурбинного танкового двигателя ГТД-1000А мощностью 1000 л.с. от МАЗ-547Э и модернизированной генераторной установки (от МАЗ-7907). От генератора электроэнергия подавалась на синхронные тяговые электродвигатели (электромотор-колеса) с полностью масляным охлаждением, встроенные в ступицы всех 16 ведущих колес с планетарными редукторами. Т.е. аналогия с СКШТ семейства «Платформа» — налицо.

Куда можно заехать на «Платформе»

Однако, и упомянутые выше соображения, и опыт предшественников не были приняты во внимание. К 2013 году было изготовлено несколько образцов СКШТ «Платформа» первой партии, но они оказались настолько «сырыми», что руководство Минобороны России их не приняло. Во второй половине 2015 года на государственные испытания были представлены образцы второй партии. Но не прошло и месяца, как первый испытываемый образец сгорел, восстановить его не удалось.

О причинах аварии официальных сообщений не последовало. Если основываться на данных признанного эксперта в области автомобилестроения Александра Привалова, возгорание могло стать следствием короткого замыкания в результате механического повреждения ЭМТ.

В ходе выполнения ОКР «Платформа-О» заказчик в лице Минобороны РФ выдвинул требования по защищенности конструкции. Выполнение этого требования для схемы мотор-колесо оказалось трудноисполнимым: хотя испытуемый образец был оснащен бронированной кабиной и протектированными топливными баками; узлы и агрегаты, кабели и шланги шасси оказались никак не защищенными.

В боевых условиях, при подрыве на мине может произойти замыкание высоковольтного оборудования (напряжение до 900 В) и возгорание масла гидросистемы. Рискнем предположить, что к аналогичному результату может привести повреждение элементов трансмиссии СКШТ при движении по пересеченной местности. И хотя в дальнейшем возгораний больше не случалось, других огрехов вылезло великое множество.

Массу проблем могут доставить и мотор-колеса: в ходе их тестирования на поражение сбоку, оказалось, что после пробития крышек ступиц колес и попадания поражающих элементов и осколков внутрь, мотор-колеса были наглухо заблокированы.

Исходя из чего, тот же Привалов задался риторическим вопросом: «Куда и как далеко уедет АПУ (автономная пусковая установка — прим. авт.) ПГРК на камазовском СКШ с мотор-колесами в случае выполнения реальной боевой задачи да еще в условиях применения противником ядерного оружия?»

После последних «глюков» с «Платформой-О» ситуация для инициаторов проекта выглядит близкой к провальной. Допустим, эти СКШТ будут приняты на снабжение российской армии. Но даже неспециалистам ясно, что с таким букетом конструктивных и производственных дефектов под монтаж АПУ для ракет с ядерным зарядом такие шасси не годятся — слишком велики риски. И их приемка решит только один вопрос — вывод из-под удара людей, «распиливших» немалые госсредства.

Если «Платформа-О» не будет принята на снабжение вооруженных сил России, то неизбежно последуют оргвыводы не только в отношении «стрелочников». «Царский» гнев может настигнуть и тех, кто получил главный профит. Понятно, что они этого решительно не хотят.

Хотя возможен и третий вариант: официально признав, что «Платформа-О» — это тупик, КамАЗу дадут еще один шанс (и деньги). Теперь, дескать, у разработчиков есть, пусть и отрицательный, но опыт. Правда, нынешняя экономическая ситуация в России особо не располагает ее власти к новым тратам на сомнительные проекты.

Пока МЗКТ нет альтернативы

В настоящий момент, насколько можно понять, инициаторы проекта «Платформа» изо всех сил стараются продавить первый сценарий. Вопрос в том: почему военные вольно или невольно содействуют им в этом? Возможно, просто не хотят показать себя противниками пресловутой политики импортозамещения. Но делать при этом ставку на детище КамАЗа командование РВСН, судя по всему, не собирается. По крайней мере до тех пор, пока не создадут реальную альтернативу продукции МЗКТ.

15 мая текущего года, открывая совещание с российским генералитетом и руководством оборонно-промышленного комплекса, президент РФ Владимир Путин призвал продолжить модернизацию стратегических ядерных сил страны и до конца декабря перевооружить стратегическими ракетными комплексами «Ярс» 14 полков, оснащенных отслужившими установленные сроки ракетными комплексами «Тополь». Так как стратегические ядерные силы имеют «ключевое значение для обороны и безопасности» государства. В данном контексте уместно будет отметить, что в ноябре 2017 года командующий РВСН генерал-полковник Сергей Каракаев в интервью газете «Красная Звезда» сообщил, что все ракетные дивизии, имеющие на вооружении подвижные грунтовые ракетные комплексы «Тополь» планируется перевооружить на ПГРК «Ярс» до 2026 года.

(Для справки, самоходные пусковые установки ПГРК «Ярс» на сегодняшний день размещаются только на шасси Минского завода колесных тягачей МЗКТ-79221).

По словам командующего РВСН: «Конструктивные особенности «Ярса» позволяют проводить пуски с площадок, на которых «Тополь» мог нести дежурство только после специального инженерного дооборудования.»

Сергей Каракаев особо подчеркнул, что высокая подвижность новых ПГРК (во многом за счет тактико-технических характеристик Минских колесных шасси — прим. автора) обеспечивает им значительно большую живучесть по сравнению со стационарными ракетными комплексами, координаты которых хорошо известны.

Но важно не только это, переоснащение дивизий, вооруженных ПГРК предыдущих поколений именно на ракетный комплекс «Ярс», во многом объясняется и экономическими соображениями.

Во-первых, потому что «при перевооружении в значительной степени используется имеющаяся инфраструктура позиционных районов и военных городков». Во-вторых, из-за отсутствия необходимости массового переучивания расчетов и обслуживающего персонала.

Высокая степень использования имеющейся инфраструктуры позиционных районов, совместимость с существующей системой боевого управления и связи позволили не только снизить примерно в два раза затраты на ввод мобильного ракетного комплекса «Ярс» в группировку РВСН, но и значительно ускорить темпы переоснащения ракетных войск.

И все это в значительной степени обусловлено использованием колесных шасси МЗКТ-79221, имеющих конструктивную преемственность с МАЗ-7912/7912, использовавшихся в ПГРК «Тополь».

Исходя из чего, по ракетным комплексам «Ярс», уже заключены долгосрочные государственные контракты, которые выполняются в необходимом для РВСН объеме. Все это дает основание полагать, что Минский завод колесных тягачей в обозримой перспективе будет и дальше получать заказы на шасси для российских ПГРК.

Трансмиссии многоосных колесных машин

Учебное пособие » содержит описание раздела «Трансмиссия» по дисциплине «Конструкция автомобилей. В пособии приведены сведения по изучаемым узлам и агрегатам трансмиссии автомобиля.

Издание предназначено для студентов специальностей 1-31 01 02 «Автомобилестроение» и 1-37 01 06 «Техническая эксплуатация автомобилей» всех форм обучения. Может быть использована студентами других специальностей автотракторного факультета при изучении устройства автомобиля.

1. Общее устройство 5

Коробка передач 26

Назначение и основные типы коробок передач 26

Схема и принцип работы ступенчатых механических коробок передач 28

Передаточное число передачи 29

Устройство ступенчатых механических коробок передач 29

Синхронизаторы коробок передач 37

Устройство механизмов управления коробкой передач 41

Гидромеханические коробки передач 45

Фрикционы коробок передач 50

3.7. Автоматические системы управления переключением передач 53

Раздаточная коробка 56

Карданная передача 63

Назначение карданной передачи и типы карданных шарниров 63

Карданные шарниры неравных угловых скоростей 64

Карданные шарниры равных угловых скоростей 67

Мост, главная передача, дифференциал и полуоси 69

Мост автомобиля 69

Главная передача автомобиля 72

Введение

Учебное пособие написано в соответствии с программой дисциплины «Конструкция автомобилей». Приведенный в нём материал предназначен для студентов автомобильных специальностей ВУЗов.

В пособии описаны принципы действия и устройство агрегатов трансмиссии автомобилей, что позволяет получить достаточно полное представление об общем её устройстве.

В качестве примеров конструктивных решений приводится описание агрегатов и узлов трансмиссий основных базовых моделей отечественных и российских автомобилей, эксплуатируемых в Белоруссии.

1. Общее устройство

Трансмиссия автомобиля предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, изменения их оборотов и подводимого к ним крутящего момента по величине и направлению, а также для отсоединения двигателя от ведущих колес.

Обороты и крутящий момент двигателя изменяются в довольно узком диапазоне, а скорость движения автомобиля и сила сопротивления движению, оказываемая окружающей средой, изменяются в зависимости от условий его эксплуатации, в широких пределах. Для расширения диапазона изменения оборотов и тягового усилия на ведущих колесах, т.е. согласования работы двигателя с сопротивлением движению автомобиля, и служит трансмиссия.

Трансмиссии, в зависимости от типа преобразователя крутящего момента между двигателем к ведущими колесами, подразделяют на механические ( ступенчатые и бесступенчатые), гидромеханические, гидрообъемные и электромеханические ( бесступенчатые).

Механические ступенчатые трансмиссии имеют преобразователь крутящего момента в виде коробки передач, изменяющей передаточное число между входным и выходным валами за счет переключения шестерен. Передаточное число в таких трансмиссиях на каждой ступени постоянно. Механические ступенчатые трансмиссии являются наиболее простыми, имеют наименьшую стоимость, высокую надежность и к.п.д., вследствие чего получили наибольшее распространение. К недостаткам таких трансмиссий следует отнести разрыв потока мощности, поступающей от двигателя к ведущим колесам при переключении передач, ступенчатость передаточного числа, и как следствие, сложность управления при большом числе ступеней в коробке передач.

Механические бесступенчатые трансмиссии в основном фрикционные. Их можно разделить на три группы: передачи с гибкой связью; многоконтактные; передачи с твердыми катящимися телами.

Рис. 1. 1. Схемы бесступенчатых механических коробок передач:

а передача с гибкой связью; б многоконтактная передача; в передача с крутящимися телами

Передача с гибкой связью (рис. 1.1, а) представляет собой клиноременную передачу со шкивами переменного диаметра. Изменение диаметров шкивов произво-

дится за счет изменения расстояния между полушкивами. При увеличении расстояния между полушкивами ведущего вала 1, т.е. уменьшении активного диаметра ведущего шкива, уменьшается одновременно расстояние между полушкивами ведомого вала 2, что приводит к увеличению активного диаметра ведомого шкива. В результате увеличивается передаточное число между ведущим и ведомым валами.

Многоконтактная передача (рис. 1.1, б) состоит из тонких конических дисков, расположенных на валу 4 и соприкасающихся с кольцевыми выступами дисков, которые расположены на валу 3. При взаимном перемещении валов изменяется расстояние, на котором кольцевые выступы дисков вала 3 соприкасаются с коническими дисками вала 4. Это приводит к изменению передаточного числа между валами. Диски валов 3 и 4 могут перемещаться вдоль валов таким образом, что при изменении расстояния между валами кольцевые выступы постоянно прижимаются к коническим дискам.

Передача с твердыми катящимися телами выполняется тороидной (рис. 1.1, в), у которой между ведущей 5 и ведомой 7 чашками располагаются ролики 6 и 8. Образующая чашек является частью окружности тора. Крутящий момент передается с ведущей чашки на ведомую при помощи сил трения через ролики, расположенные по хорде окружности и вращающиеся вокруг осей, перпендикулярных плоскости чертежа, что приводит к изменению передаточного числа между валами, на которых располагаются чашки 5 и 7.

Общим недостатком фрикционных трансмиссий является то, что передача мощности обеспечивается при высоком давлении на контактных поверхностях, что при неизбежном проскальзывании ведущих и ведомых элементов передачи приводит к потери мощности и быстрому изнашиванию трущихся поверхностей. Поэтому фрикционные трансмиссии используются только для транспортных средств с малой мощностью: мотоциклы, мотоколяски, микролитражные автомобили.

Гидромеханические трансмиссии состоят из гидродинамической и механической передач. Гидродинамические передачи делятся на гидротрансформаторы и гидромуфты . Гидромуфта содержит два лопастных колеса (насос и турбину) и может изменять только кинематическое передаточное отношение. Гидротрансформатор имеет не менее трех лопастных колес (насос, турбину и реактор), причем последний должен быть совмещен с внешней опорой. Это позволяет с помощью гидротрансформатора бесступенчато и автоматически изменять кинематическое и силовое передаточное отношение между входным и выходным валами в зависимости от нагрузки.

Момент двигателя передается на насосное колесо гидромеханической передачи или непосредственно или через согласующий редуктор.

Если в гидромеханической трансмиссии применяется ступенчатая коробка, позволяющая переключать передачи без разрыва силового потока между двигателем и ведущими колесами, фрикционное сцепление в этом случае отсутствует. Если используется ступенчатая коробка передач, осуществляющая переключение с разрывом потока мощности, то сцепление сохраняется.

Применение на транспортных средствах гидромеханических передач способствует увеличению срока службы двигателя, уменьшению числа ступеней в механическом редукторе и числа переключений, что снижает утомляемость водителя;

улучшению проходимости и комфортабельности автомобиля.

Однако гидромеханическая передача по сравнению со ступенчатой механической имеет более низкий к.п.д., что ухудшает топливную экономичность автомобиля, более сложную конструкцию, повышенную массу и стоимость.

Гидрообъемные и электромеханические трансмиссии имеют одинаковую структурную схему (рис. 1.2). В гидрообъемных трансмиссиях насос 2, приводимый от двигателя внутреннего сгорания 1, соединен трубопроводами 3 с гидромоторами 4, валы которых соединены с ведущими колесами транспортного средства. Гидростатический напор жидкости, создаваемый насосом, реализуется в виде крутящего момента на валах гидромоторов.

Рис. 1. 2. Схема гидрообъемной и электрической трансмиссии:

1двигатель внутреннего сгорания; 2 насос (генератор); 3 —

трубопроводы (провода); 4 гидромотор (электродвигатель)

В электромеханических трансмиссиях двигатель внутреннего сгорания 1 приводит в работу генератор 2, ток от которого поступает по приводам 3 к электродвигателям 4. Ведущие колеса с гидромоторами или электродвигателями, установленными в них, называют соответственно гидромотор-колесами и электромоторколесами или просто мотор-колесами. При применении быстроходных гидромоторов или электродвигателей в ведущих колесах используют понижающие передачи – колесные редукторы.

Достоинствами таких трансмиссий являются: бесступенчатое автоматическое изменение в широком диапазоне скорости и силы тяги на ведущих колесах, что упрощает и облегчает управление транспортным средством и снижает утомляемость водителя; простота компоновки трансмиссии и машины в целом; возможность длительной и устойчивой работы под нагрузкой при малых скоростях; защита двигателя и узлов трансмиссии от перегрузок; возможность реверсирования движения и торможения без специальных устройств.

Недостатками гидрообъемной и электромеханической трансмиссий являются: меньший к.п.д., чем у ступенчатой механической трансмиссии, что ухудшает топливную экономичность транспортного средства; сравнительно большие габариты и масса; высокая стоимость; а так же малый срок службы гидромашин.

Выбор типа трансмиссии часто связывают с мощностью двигателя. При мощности двигателя до 350 кВт на колесных машинах чаще применяют ступенчатую механическую трансмиссию, при 350 … 750 кВт – гидромеханическую и свыше 750 кВт – электромеханическую.

Для оценки трансмиссии и характеристики автомобиля применяют колесную формулу, где первая цифра означает общее число колес, а вторая – число ведущих колес. Например, 4  2 и 6  4 означает в первом случае: общее число колес 4, из кото-

рых 2 ведущих, а во втором: общее число колес 6, ведущих – 4. При этом сдвоенные колеса, устанавливаемые на задней и средней осях, считаются как одно колесо.

Наибольшее распространение на современных транспортных средствах получили механические трансмиссии, которые, как правило, включают следующие агрегаты: сцепление; коробку передач; карданную передачу; главную передачу; дифференциал и валы ведущих колес; кроме того, многоприводные автомобили имеют раздаточные коробки. Трансмиссии выполняются по различным схемам в зависимости от назначения транспортного средства, расположения на нем двигателя и ведущих колес.

Для автомобилей с колесной формулой 4  2 часто применяется схема с передним расположением двигателя, задними ведущими колесами и с центральным, относительно продольной оси, размещением основных узлов трансмиссии (рис. 1.3, а). Крутящий момент от двигателя 1 через сцепление 2 передается коробке передач 3, в которой он изменяется в соответствии с включенной передачей. Сцепление и коробка передач обычно конструктивно объединены в один блок с двигателем, образуя силовой агрегат (рис. 1.3, а, б, в). От коробки передач крутящий момент через карданную передачу 4 передается к главной передаче 5, в которой он увеличивается. Далее через дифференциал, конструктивно расположенный внутри редуктора главной передачи, и валы ведущих колес 6 крутящий момент подводится к ведущим колесам 7. Главная передача, дифференциал и валы ведущих колес, размещенные в общем картере, составляют ведущий мост.

Такие трансмиссии применяют практически на всех грузовых автомобилях с одним ведущим мостом, на большинстве автобусов и легковых автомобилях.

На автобусах двигатель часто располагают в пределах базы или сзади. Если двигатель находится в пределах базы, то его, как правило, располагают под полом салона или сбоку (рис. 1.3, в, г). При этом коробка передач может располагаться отдельно от двигателя со сцеплением (рис. 1.3, г).

На легковых автомобилях с задним расположением силового агрегата все узлы трансмиссии объединены в единый блок (рис. 1.3, е, ж). В этом случае двигатель 1 может располагаться как вдоль продольной оси автомобиля (рис 1.3, е), так и поперек (рис. 1.3, ж). При независимой подвеске задних ведущих колес валы 6 привода ведущих колес имеют по два карданных шарнира (рис. 1.3, е, ж).

Переднеприводные легковые автомобили с продольным расположением силового агрегата (рис. 1.3, з) могут быть выполнены по схеме с двигателем в пределах базы, с двигателем вне базы и с силовым агрегатом над осью валов привода ведущих колес, а при поперечном расположении (рис 1.3, и) – по схемам с ведущим мостом под силовым агрегатом или коробкой передач и ведущим мостом над двигателем со сцеплением. В приводе к ведущим управляемым колесам устанавливаются шарниры равных угловых скоростей 8.

У современных переднеприводных автомобилей для привода передних колес применяются валы с двумя шарнирами равных угловых скоростей: у ведущего колеса – шарнир жесткого типа, т.е. допускающий только угловое перемещение ведомой части, а у силового агрегата – универсального типа, т.е. обеспечивающий, как угловое, так осевое перемещение ведомой части.

Передние ведущие колеса придают автомобилю высокую устойчивость против бо-

кового заноса, обеспечивают хорошую управляемость, маневренность и проходимость, особенно на скользких дорогах.

Рис. 1.3. Схемы механических трансмиссий двухосных автомобилей Переднеприводная компоновка по сравнению с заднеприводой позволяет

уменьшить массу автомобиля, сделать удобнее салон, посадку водителя и пассажиров. Это обеспечивается тем, что отсутствуют промежуточные звенья трансмиссии: карданная передача и задний мост.

Схема трансмиссии двухосного полноприводного автомобиля с колесной формулой 4  4 (рис. 1.3, к) отличается от схем трансмиссий транспортных средств с

колесной формулой 4  2 наличием раздаточной коробки 9, увеличенным количеством карданных передач 4 и установкой карданных шарниров равных угловых скоростей 8 в приводе к передним ведущим и управляемым колесам.

В неполноприводных автомобилях с колесной формулой 6  4 крутящий момент подводится к переднему и заднему ведущим мостам или последовательно от одного моста к другому (схема с проходным мостом, рис. 1.4, а) или через раздаточную коробку (рис. 1.4, б).

Рис. 1.4. Схемы механических трансмиссий трех и четырехосных транспортных средств

Схемы трансмиссий полноприводных автомобилей с колесной формулой 6  6 отличаются от вышеперечисленных наличием привода к колесам переднего ведущего моста (рис. 1.4, в, г).

Трансмиссии многоосных полноприводных автомобилей с колесной формулой 8  8 или 10  10 выполняют по схемам: с мостовым (рис. 1.4, д) или бортовым (рис. 1.4, е) приводом. Наибольшее распространение получили схемы с мостовым приводом, у которых подведенный к каждому ведущему мосту крутящий момент распределяется между правым и левым ведущими колесами данного моста с помощью межколесного дифференциала, расположенного внутри редуктора главной передачи 5 (рис. 1.4, д). Распределение момента между мостами осуществляется одной или несколькими раздаточными коробками 9, в которых иногда устанавливают межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами в определенной пропорции. Трансмиссии с бортовым приводом применяются

реже, в основном для специализированных автомобилей. Такие автомобили могут иметь два двигателя. При этом от правого двигателя крутящий момент подводится к колесам правого борта, а от левого двигателя – к колесам левого борта. Главная передача в этом случае размещается у каждого ведущего колеса и состоит из колесного редуктора 11 и бортовой передачи 12 (рис. 1.4, е).

Источник http://www.arms-expo.ru/articles/armed-forces/spetsialnye-kolesnye-shassi-chast-1/
Источник http://www.belvpo.com/96890.html/
Источник Источник Источник http://www.sinref.ru/000_uchebniki/04600_raznie_2/076_ustroistvo_i_konstrukcia_avto_transmissia_bazovih_avto/001.htm