Коробки передач этого типа выполняются с шестернями постоянного зацепления. Все передачи делятся на несколько групп (режимов), в каждой группе равное число передач (3—4). Переключение передач в пределах каждой группы (режима) проводится на ходу трактора фрикционными муфтами, действующими от гидравлической системы. Механическое переключение режимов осуществляется зубчатыми муфтами при остановленном тракторе.
Фрикционные муфты размещаются на первичном валу, как у тракторов Т-150 и Т-150К, или на вторичном валу (К-701). Первая схема позволяет использовать фрикционные муфты в качестве механизма поворота
(Т-150), а вторая — заменить сцепление (К-701).
Коробка передач трактора К-700 (рис. 22) ступенчатая с шестернями постоянного зацепления, шестнадцатискоростная, четырехрежимная. Передачи в пределах каждого режима переключаются гидравлической системой; переход от одного режима к другому осуществляется с помощью зубчатых муфт. Первые два режима (передачи 1—8) образуют пониженные передачи, а третий и четвертый (передачи 9—16) — повышенные. Коробка передач имеет восемь передач заднего хода, объединенных в два режима. Способ переключения передач и режимов заднего хода такой же, как у передач переднего хода. От коробки передач осуществляется привод насосов гидросистемы навесного оборудования, насоса гидросистемы управления поворотом трактора, насоса гидросистемы коробки передач и механизма отбора мощности. Механизмы коробки передач помещены в картере, который устанавливается через амортизаторы на кронштейны, приваренные к лонжеронам передней полурамы трактора. В картере коробки, состоящем из трех частей, размещено четыре вала; первичный 1, промежуточный 5, грузовой 9 и раздаточный 14.
Первичный вал 1 установлен между верхней и нижней половинами картера на трех подшипниках: впереди на шариковом, в середине и сзади на цилиндрических роликовых. Подшипники помещены в стаканы, прикрепленные к картеру. На шлицевых концах вала сзади закреплен фланец переднего карданного вала отбора мощности и впереди фланец карданного вала, соединяющего через полужесткую муфту первичный вал с коленчатым валом двигателя.
На валу 1 размещены фрикционные муфты IV, III, II и I соответственно четвертой, третьей, второй и первой передач. Ведущие части фрикционных муфт сидят на шлицах первичного вала 51, а ведомые с шестернями 35, 36, 37, 38 установлены на нем в подшипниках.
Первичный вал полый для размещения маслопроводов 53, по которым поступает масло к фрикционам IV и I. К фрикционам II и III масло подводится от средней опоры вала.
Промежуточный вал 5 установлен на трех подшипниках: впереди и в середине на цилиндрических роликовых и сзади на шариковом. Передний и задний подшипники помещены в стаканы, прикрепленные к корпусу болтами, а средний —в расточке корпуса.
На шлицах вала 5 закреплены разделенные распорными втулками шестерни: заднего хода 24, шестерни 25, 27, 3, 4 постоянного зацепления с шестернями первичного вала 1 и шестерни 26, 2 постоянного зацепления с шестернями грузового вала 9.
Грузовой вал 9 установлен впереди и в середине на шариковых подшипниках и сзади на цилиндрическом роликовом подшипнике. На валу в шариковых подшипниках помещены: шестерня заднего хода 20 и шестерни с наружными и внутренними зубцами 22 и 6, находящиеся в постоянном зацеплении с шестернями 26 и 2 промежуточного вала. На шлицах вала жестко сидят шестерни 7 и 8, находящиеся в постоянном зацеплении с шестернями 10 и 13 раздаточного вала 14. Между шестернями 20, 22 и 6 на шлицевых втулках сидит муфта заднего хода 21 и режимная муфта 23. Шестерня 20 соединена с шестерней 24 через промежуточную шестерню (на рисунке не показана). Для включения заднего хода муфту 21 вводят в зацепление с шестерней 20. На ведомых барабанах 42 первичного вала первой и четвертой передач установлены колодочные тормоза-синхронизаторы с гидравлическим приводом. Их назначение — торможение шестерен для безударного включения муфт 21 и 23 грузового вала.
Тормоз-синхронизатор (рис. 23) состоит из корпуса 5, колодок 3, поршня 2 и пружины 1. Поступившее к тормозу масло при его включении заполняет пространство между корпусом и поршнем и перемещает поршень и колодку к барабану 4 фрикциона.
Раздаточный вал 14 (рис. 22) распределяет крутящий момент между передним и задним ведущими мостами. Вал в передней части имеет шлицы, на которых закреплен фланец 19 карданной передачи привода переднего моста.
Раздаточный вал опирается впереди на роликовый подшипник, наружная обойма которого размещена в стакане, прикрепленном к нижней части картера коробки передач. Задней опорой служит шариковый подшипник, установленный в стакане картера. На раздаточном валу в шариковых подшипниках помещены шестерни 10 и 13, находящиеся в постоянном зацеплении с шестернями грузового вала. Между шестернями 10 и 13 на шлицах вала сидит зубчатая втулка 12 с установленной на ней режимной муфтой 11. Шестерни 10 и 13 имеют зубчатые венцы для сцепления с
режимной муфтой. Фиксатор втулки 12 может удерживать режимную муфту в зацеплении с шестерней 10 (повышенный режим) или шестерней 13 (пониженный режим).
В расточке вала 14 помещен игольчатый роликовый подшипник вала 17 фланца карданной передачи привода заднего моста. Задней опорой вала 17 служит шариковый подшипник, установленный в стакане 18. На зубцах вала 17 сидит муфта 15 с фиксатором отключения заднего моста. Перемещая рычагом муфту 15 вперед до сцепления с зубцами вала 14, включают задний мост (на рисунке задний мост отключен).
Фрикционные муфты — многодисковые, работают в масле, рабочими элементами здесь служат одиннадцать стальных дисков 43, 44, из которых шесть ведущих и пять ведомых. Ведущие части муфты — внутренний барабан 39 с ведущими дисками 43 и нажимной диск 46 с пружинами 40 и стаканами 41. Наружный барабан 42 и диски 44 составляют ведомую часть муфты. Механизм включения объединяет средний диск 47 и детали уплотнения. Ведущие части муфты жестко связаны с первичным валом, а
Рис. 22. Коробка передач трактора К-701:
а — разрез по валам; б — первичный вал в сборе; 1 — первичный вал; 2, 3, 4, 24, 25, 26, 27 — шестерни промежуточного вала; 5 — промежуточный вал; 6, 7, 8, 20, 22 — шестерни грузового вала; 9 — грузовой вал; 10, 13 — шестерни раздаточного вала; 11,
15 — муфты; 12 — зубчатая втулка; 14 — раздаточный вал; 16 — фиксатор; 17 —вал; 18 — стакан; 19 — фланец; 21, 23 — муфты грузового вала; 28 — привод спидометра; 29 — вал привода насосов; 30, 32 — шестерни вала привода насосов; 31 — муфта;
33 — валик привода насоса; 34 — конический редуктор; 35, 36, 37, 38, 52 — шестерни; 39 — внутренний (ведущий) барабан; 40 — пружина; 41 — стакан; 42 — наружный (ведомый) барабан; 43 — ведущий диск; 44 — ведомый диск; 45 — уплотнительные кольца; 46 — нажимной диск; 47 — средний диск; 48 — уплотнительные кольца; 49 — резиновая манжета; 50 — кольцо; 51 —первичный вал; 53 — маслопровод; д — подвод смазки к фрикционам III, II
ведомые — с установленными на подшипниках качения шестернями. На ступицу внутреннего барабана 39 свободно установлен нажимной диск 46, а на шлицы первичного вала—средний диск 47. К поверхности нажимного диска прикреплен диск с внутренними зубцами, входящими в зубья барабана 39. В углубления нажимного диска и внутреннего барабана (в стакане 41) помещены пружины 40, стремящиеся удерживать диски в разомкнутом состоянии.
Между плоскостями среднего 47 и нажимного 46 дисков образуется кольцевая полость Б (бустер), уплотненная резиновой манжетой 49 и кольцами 45.
Муфта включается при повышении давления масла, подаваемого насосом гидравлической системы коробки передач. Масло проходит поканалу в картере коробки передач и далее поступает к бустеру. Давление масла в бустере преодолевает усилие пружин 40, перемещает нажимной диск 46 в сторону барабанов 39 и 42, сжимает пакет дисков 43 и 44 и включает муфту, то есть соответствующую передачу.
При выключении муфты подача масла к бустеру прекращается, масло сливается в систему тем же путем, как поступало, но в обратном направлении, пружины 40 отжимают нажимной диск 46 от пакета дисков 43 и 44, и муфта выключается. В диске 46 сделаны отверстия, через которые масло поступает в полость А внутреннего барабана 39 и поотверстиям В в нем — к дискам 43 и 44, смазывая последние. Избыток масла, поступившего к дискам, вытесняется через отверстия Г наружного барабана и сливается в картер коробки передач.
При включении режимов и передач находятся в зацеплении следующие шестерни.
I режим. Передачи 1, 2, 3, 4: 38—4, 26—22, 8—13 (1); 37—3, 26—22, 8—13(2); 36—27, 26—22, 8—13(3); 35—25, 26—22, 8—13(4).
II режим. Передачи 5, 6, 7, 8: 38—4, 2—6, 8—13(5); 37—3, 2—6, 8—13(6); 36—27, 2—6, 8—13(7); 35—25, 2—6, 8—13(8).
III режим. Передачи 9, 10, 11. 12: 38—4, 26—22, 7—10 (9), 37—3, 26—22, 7—10 (10); 36—27, 26—22, 7—10 (11); 35—25, 26—22, 7—10 (12).
IV режим. Передачи 13, 14, 15, 16: 38—4, 2—6, 7—10 (13); 37—3, 2—6, 7—10(14); 36—27, 2—6, 7—10(15); 35—25, 2—6, 7—10 (16).
Гидравлическая система коробки передач (рис. 24) состоит из масляного насоса, фильтра с редукционным клапаном, тормоза-синхронизатора, масляного радиатора, механизма переключения передач и гидроаккумулятора.
Рис. 24. Схема гидравлической системы коробки передач трактора К-701:
1 — маслозаливной бачок; 2 — бустер тормоза-снихронизатора; 3 — бустер фрикционов соединительной муфты отбора мощности; 4 — подпорный клапан нагнетательной секции; 5 — предохранительный клапан радиатора; 6 — нагнетательная секция насоса; 7 — откачивающая секция насоса; 8 — предохранительный клапан; 9, 10, 11,
12 — бустеры фрикционных муфт первой, второй, третьей и четвертой передач;
13 — первичный вал; 14 — полужесткая муфта с редуктором привода насосов;
15 — масляный радиатор; 16, 17, 23 — перекидные золотники; 18 — фильтр; 19 — перепускной клапан фильтра; 20 — редукционный клапан; 21 —клапан ограничения давления смазки; 22 — гидроаккумулятор; 24 — золотник переключения передач и тормоза-синхронизатора; 25 — золотник слива; 26 — золотник механизма отбора мощности
Шестеренчатый масляный насос приводится во вращение от первичного вала коробки передач и состоит из откачивающей и нагнетающей секций. В выходном трубопроводе нагнетающей секции установлен предохранительный клапан, который перепускает масло в поддон коробки передач при давлении, превышающем 1,4—1,6 МПа. Для обеспечения подпора масла в нагнетающей секции насоса предусмотрен подпорный клапан, отрегулированный на давление 0,15 МПа. Фильтрующий элемент фильтра — каркас с латунной сеткой. Фильтр снабжен перепускным и редукционным клапанами. Перепускной клапан пропускает масло в магистраль, минуя фильтр при разности давлений до и после фильтра 0,25—0,55 МПа. Редукционный клапан поддерживает давление в гидросистеме в пределах 0,85—1,0 МПа.
Особенность гидросистемы коробки передач заключается в безразрывном переключении передач.
Трогание трактора с места производится только с первой передачи, для чего в этот момент все остальные передачи трактора автоматически блокируются. Когда первая передача будет включена, масло от золотника 24 переключения передач и тормоза-синхронизатора поступает через золотниковое устройство в гидроаккумулятор 22 и в бустер 9 первой передачи. Одновременно перекидные золотники 16, 17, 23 механизма переключения передач перекрывают поступление масла в бустеры 10, 11, 12 остальных передач. При переключении передач с первой на вторую золотник поворачивается и открывает доступ маслу в бустер 10 фрикционной муфты второй передачи. Давление масла в бустере первой передачи поддерживается гидроаккумулятором, и он остается включенным, пока происходит заполнение бустера 10 фрикционной муфты второй передачи. При достижении определенного давления в бустере второй передачи фрикционная муфта первой передачи отключается. Находящееся в бустере первой передачи масло сливается через отверстие нажимного диска 46 (см. рис. 22). Переключение передач со второй на третью и с третьей на четвертую происходит аналогично с той лишь разницей, что гидроаккумулятор 22 (рис. 24) разряжается на бустер второй или третьей передачи.
Коробка передач предусматривает возможность буксировки трактора с приводом в действие гидросистемы управления поворотом и навесного оборудования от колес трактора.
В верхней части коробки передач помещен вал 29 (см. рис. 22) привода насосов. На этом валу в двойных шариковых подшипниках установлены шестерни 30 и 32 с наружными и внутренними зубьями. Шестерня 30 находится в постоянном зацеплении с промежуточной шестерней заднего хода, а шестерня 32 — с шестерней 52 первичного вала. Между шестернями 30 и 32 на валу 29 сидит скользящая зубчатая муфта 31. На рисунке зубчатая муфта введена в зацепление с шестерней 32, что соответствует рабочему режиму трактора. Когда необходимо буксировать трактор, муфта 31 рычагом переводится в зацепление с шестерней 30. Вращение от колес трактора передается ведущему мосту, карданному валу, раздаточному 14, грузовому 9 и промежуточному валу 5, а затем через промежуточную шестерню заднего хода — шестерне 30 вала 29 насосов.
На рис. 25. схематично показано направление потоков мощности на различных режимах и передачах работы трактора К-701.
Рис. 25. Направление потоков мощности на различных режимах и передачах
Коробка передач трактора Т-150К (рис. 26) составная: основная КП (четыре передачи) и два редуктора-удвоителя – переключатель диапазонов и ходоуменьшитель. Эта коробка передачи обеспечивает восемь передач вперед и четыре назад.
Основная КП состоит из четырех пар зубчатых колес. Передачу I включают, вводя в зацепление колеса 4 и 34, II - 5 и 33, III - 6 и 31, IV - 3 и 36. Соединение вторичного вала и установленных на нем зубчатых колес происходит только при подаче масла под давлением в одну из фрикционных муфт. Это позволяет переключать передачи на ходу под нагрузкой. Переключатель диапазонов состоит из двух пар колес. Включение первого диапазона обеспечивает пара 16–21, второго диапазона пара 15–20. При выключенном ходоуменьшителе момент с вторичного вала 39 передается через скользящее зубчатое колесо 28 на вал 19.
Гидронасосы и ВОМ трактора приводятся в действие зубчатой муфтой 12 от вала 1, соединенного с маховиком и проходящего внутри первичного вала 9. При пуске двигателя с буксира или буксировке трактора с неработающим двигателем муфту 12 перемещают влево до соединения ее с храповыми зубьями шестерни 10. В этом случае привод гидронасосов и вала двигателя происходит от колес трактора. После пуска двигателя прерывается соединение шестерни 10 и муфты 12. Перемещая зубчатое колесо 24, включают передний мост (вал 25). Основной мост трактора задний (вал 22).
Рис. 26. Коробка передач трактора Т-150К: а – общая схема; б – блок привода гидронасосов; 1 – вал привода ВОМ; 2 – первичный вал; 3, 4, 5, 6 – ведущие зубчатые колеса соответственно IV, I, II, III передач; 7, 38, 41 – стаканы подшипников; 8 – зубчатое колесо заднего хода; 9 – вал задних передач; 10 – шестерня заднего хода; 11 – шлицевой вал; 12 – зубчатая муфта; 13, 14 – зубчатая муфта включения ВОМ; 15, 16 – зубчатые колеса II и I диапазонов; 17 – зубчатая муфта диапазонов; 18 – каретка диапазонов; 19 – вал раздаточной коробки; 20, 21 – зубчатые колеса II и I диапазонов; 22 – вал привода заднего моста; 23 – корпус раздаточной коробки; 24 – зубчатое колесо включения переднего моста; 25 – вал привода переднего моста; 26, 29 – ведомые зубчатые колеса ходоуменьшителя; 27 – вал ходоуменьшителя; 28 – зубчатое колесо включения ходоуменьшителя; 30 – вал редуктора; 31, 33, 34, 36 – ведомые колеса соответственно III, II, I, IV передач; 32, 35 – блоки фрикционных муфт; 37 – корпус; 39 – вторичный вал; 40, 42 – подшипники; 43 – гнезда привода гидронасосов; 44 – привод насоса гидросистемы коробки передач
Фрикционные муфты установлены на вторичном валу. Это обусловлено тем, что КП трактора Т-150К унифицирована с КП гусеничного трактора Т-150, у которого фактически две КП, расположенные в одном корпусе и имеющие один первичный и два вторичных вала, через которые идут отдельные приводы на правую и левую гусеницы. Это позволяет включать разные передачи на каждую из гусениц с целью поворота трактора.
Для смазывания и охлаждения дисков фрикционных муфт, а также для управления ими в тракторе Т-150К предусмотрена специальная гидравлическая система, включающая в себя резервуар (корпус КП), насос, фильтр, клапаны и каналы.
Фрикционная муфта для переключения передач на ходу трактора состоит из ведущего 4 (рис. 27) и ведомого 2 барабанов. На шлицах барабанов установлены ведущие 5 и ведомые 6 стальные или металлокерамические диски трения. Ведущий барабан закреплен на шлицах первичного вала 7. Ведомый барабан закреплен неподвижно на шестерне 3, свободно размещенной на валу 7. Нажимной диск 9 вращается вместе с ведущим барабаном. На первичном валу 7 жестко закреплен опорный диск 8.
Рис. 27. Фрикционная муфта коробки передач:
1 – возвратная пружина; 2 – ведомый барабан; 3 – шестерня муфты, 4 – ведущий барабан; 5 – ведущие диски; 6 – ведомые диски; 7 – первичный вал; 8 – опорный диск; 9 – нажимной диск.
Фрикционная муфта включается, когда сила давления масла гидравлической системы сжимает диски. Масло от насоса гидросистемы через каналы в валу 7 поступает в объем, образующийся между опорным 8 и нажимным 9 дисками. Для предупреждения утечек масла этот объем уплотняется манжетами и кольцами. Давление масла заставляет нажимной диск 9 перемещаться и сжать пакет ведущих 5 и ведомых 6 дисков.
При включении подачи масла нажимной диск под действием возвратных пружин 1 отойдет от дисков 5 и 6 и муфта будет выключена.
Гидравлическая система для переключения передач на ходу состоит из масляного бака, шестеренчатого насоса, фильтра, распределителя, радиатора охлаждения, маслопроводов и других регулирующих и контролирующих работу системы устройств. Передачи переключают рычагом, связанным с золотником (или краном) распределителя гидросистемы, что требует небольшого усилия в сравнении с механизмом переключения передач механического типа. Диапазоны переключают рычагом при помощи вилок, как это было описано выше, с той лишь разницей, что вилки перемещают не шестерни, а зубчатые муфты.