Приветствую Вас, Гость
Главная » Статьи » Мои статьи

Статья 2. Основные ошибки при создании трансмиссий вездеходов.

Разберем часто встречающиеся ошибки при создании трансмиссий автомобиля и попробуем их исправить.

1. Одной из существенных ошибок является установка двигателя и двух коробок переключения передач, соответствующих этому двигателю. Делается такое обычно с целью увеличения числа передач. Ранее в статье

http://off-roader.ru/publ/vaz_2101/1-1-0-1

мы рассмотрели, как надо рассчитывать по максимальному крутящему моменту двигателя нагрузки, которые должны гарантированно выдерживать отдельные узлы автомобиля. По аналогии со схемами трансмиссий вездеходов из упомянутой выше статьи нарисуем на основе узлов ВАЗ-2101 схему значимой части трансмиссии вездехода с двумя коробками переключения передач.

Рис. 1

Синим цветом обозначены рассчитанные значения, которые являются для узлов минимально гарантированными. Tin – максимальный крутящий момент на входе узла, Tout – максимальный крутящий момент на выходе узла, 1 ПЧ – передаточной число первой передачи.

На схеме видно, что между двигателем и первой коробкой переключения передач (КПП) может возникнуть максимальный крутящий момент 87,3 Нм, что соответствует норме. На выходе первой КПП максимальный крутящий момент может составить 320 Нм. Этот момент может оказаться на входе второй КПП. Но вход второй КПП рассчитан на крутящий момент не более 87,3 Нм. Если это не приведет к немедленному разрушению второй КПП, то она будет вполне в состоянии на первой передаче создать крутящий момент 1174 Нм. Этот крутящий момент поступит на главную передачу (ГП) моста, который рассчитан только на крутящий момент не более 320 Нм.

Таким образом, использование узлов ВАЗ-2101 при соединении двух КПП подряд приведет к сверхнормативным перегрузкам второй КПП и ГП моста. Делать такую трансмиссию категорически нельзя.

Как можно выйти из этого положения, если мы располагаем только узлами трансмиссии ВАЗ-2101 и необходимо большое число передач.

Можно использовать двигатель с максимальным крутящим моментом, в 3,67 раза меньшим, чем максимальный крутящий момент двигателя ВАЗ-2101.

87,3 Нм / 3,67 = 23,8 Нм.

Получится следующая схема трансмиссии.

Рис. 2

Схема стала не слишком энерговооруженной, но сбалансированной по крутящим моментам схемой трансмиссии вездехода на узлах автомобиля ВАЗ-2101.

 

2. Второй достаточно распространенной ошибкой является использование двигателя переднеприводного автомобиля с родной коробкой переключения передач (КПП) и главной передачей (ГП) в составе коробки, которую нагружают на мост ВАЗ-2121 при создании гусеничного вездехода. Мост ВАЗ-2121 непосредственно приводит в движение ведущие звездочки гусениц. Авторы таких реализаций полагают, что понижение числа оборотов после двигателя главными передачами КПП и моста позволят получить довольно низкую минимальную скорость вездехода. Что же происходит на самом деле?

Схема такой трансмиссии выглядит следующим образом.

Рис. 3

На схеме хорошо видно, что трансмиссия хорошо сбалансирована по крутящим моментам до выхода из ГП КПП. На выходе ГП КПП ВАЗ-21083 при передаточном числе (ПЧ) 4,9 крутящий момент может составить 1896 Нм, а на мост ВАЗ-2121 можно подавать только 529 Нм. Перегрузка моста будет более, чем в три раза. Такую трансмиссию делать категорически нельзя.

Что делать? Обязательно необходимо поменять мост ВАЗ-2121 на существенно более мощный. Практически идеальным решением будет применение в качестве моста, приводящего в движение ведущие звездочки гусеницы, заднего моста УАЗ Хантер.

Рассчитаем максимальный крутящий момент моста УАЗ Хантер.

Двигатель ЗМЗ-51432, устанавливаемый на УАЗ Хантер, выдает максимальный крутящий момент 270 Нм. Первая передача КПП УАЗ Хантер имеет передаточное число 3,83.

На выходе КПП максимальный крутящий момент будет равен

270 Нм х 3,83 = 1034 Нм

На выходе штатной раздаточной коробки УАЗ Хантер максимальный крутящий момент может составить

1034 Нм  х 1,94 = 2006 Нм

Таким образом, мост УАЗ Хантер обязан воспринять  крутящий момент как минимум 2006 Нм.

Схема трансмиссии становится такой.

Рис. 4

Схема трансмиссии гусеничного вездехода стала полностью сбалансированной по крутящим моментам.

Из изначально неправильной схемы трансмиссии получили очень удачную схему с огромным потенциалом. Силовая установка малого гусеничного вездехода будет состоять всего из двух компактных узлов – двигателя ВАЗ-21083 с коробкой переключения передач и заднего моста УАЗ Хантер.

Есть повод посчитать тягу и минимальную скорость вездехода.

Довольно часто в качестве ведущей звездочки гусеницы вездехода применяют автомобильный диск на 13 дюймов (диаметр 330 мм). Радиус такой звездочки 0,165 м.

Делим максимальный крутящий момент на выходе ГП моста на радиус звездочки.

8245 Нм / 0,165 / 9,8 = 5099 кгс (килограмм-сила).

Тяга вездехода огромная, что позволяет использовать силовую установку на основе такой схемы в вездеходах с полной массой до 2,5 тонн.

Считаем обороты полуосей моста при минимальной скорости.

1000 об/мин / 3,636 (ПЧ КПП) / 4,9 (ПЧ ГП КПП) / 4,11 (ПЧ моста) = 13,66 об/мин.

Вычисляем длину окружности ведущей звездочки гусеницы.

330 мм х 3,14 = 1,036 м.

За минуту вездеход проедет 1,036 м х 13,66 = 14,15 м, за час 14,15 м х 60 = 845 м = 0,85 км.

Минимальная скорость вездехода – 0,85 км/час, что даже несколько меньше требуемого 1 км/час. Многих это очень устроит. Остальные могут вместо довольно редкой главной передачи КПП с ПЧ=4,9 применить гораздо более распространенную главную передачу с ПЧ=4,1.

Тогда минимальна скорость будет равна 0,85 х 4,9 / 4,1 = 1 км/час

Получили практически идеальную трансмиссию гусеничного вездехода с одним единственным недостатком: мало передач.

На основе полученной схемы, безусловно, можно создать и колесный вездеход. Поставив между мостом и колесами бортовые редукторы.

 

3. Третьей распространенной ошибкой является установка избыточно мощных узлов и агрегатов. Это возникает как в результате переоценки перспектив поломки более компактных узлов, так и в результате вынужденного применения узлов, которые уже есть в наличии.

Предположим, что в схеме вездехода на основе ВАЗ-2101

http://off-roader.ru/publ/vaz_2101/1-1-0-1

нам захотелось вместо моста ВАЗ-2101 и бортовых редукторов поставить мост ГАЗ-66.     

Например, у нас есть мост ГАЗ-66, и нет денег на бортовые редукторы.

Если поставить мост ГАЗ-66 сразу после КПП ВАЗ-2101, то ничего, кроме увеличения веса нам это не даст, а сам мост окажется сильно недогруженным. Попробуем его корректно встроить в схему трансмиссии и посмотреть, что из этого получится.

Двигатель ГАЗ-66 ЗМЗ 513 имеет максимальный крутящий момент 290 Нм.

Коробка переключения передач ГАЗ-66 имеет максимально передаточное число 6,55.

На выходе КПП максимальный крутящий момент составит 290 х 6,55 = 1900 Нм.

На выходе раздаточной коробки ГАЗ-66 максимальный крутящий момент составит 1900 Нм х 1,982 = 3766 Нм. Соответственно на ГП ГАЗ-66 можно спокойно подавать крутящий момент 3766 Нм.

На выходе КПП ВАЗ-2101 максимальный крутящий момент – 320 Нм. Разница более, чем в 10 раз!!!!!

Смотрим вариант гусеничного вездехода. Используем схему, расположенную в конце статьи

http://off-roader.ru/publ/vaz_2101/1-1-0-1

Главная передача ВАЗ-2101 и бортовой редуктор ГАЗ-71 имеют общее передаточное число 4,3 х 3,9 = 16,77.

Передаточное число ГП ГАЗ-66 равно 6,83.

Делим 16,77 на 6,83 и получаем 2,46. Именно такое передаточное число должен иметь редуктор, который мы должны установить между КПП ВАЗ-2101 и мостом ГАЗ-66, чтобы минимальная скорость вездехода была 1 км/час.

Получается следующая схема гусеничного вездехода.

Рис. 5

Мост ГАЗ-66 останется недогруженным в 4,8 раза. В качестве расплаты тут же получаем избыточный вес.

Вес моста ГАЗ-66 – 252 кг, вес моста ВАЗ-2101 – 52 кг, вес бортового редуктора ГАЗ-71 (или Т-40) порядка 35 кг. В сумме мост ВАЗ-2101 плюс два бортовых редуктора имеют массу 122 кг, что на 130 кг меньше моста ГАЗ-66. Массы разнятся в 2 раза!!!

В гусеничном вездеходе нет никакого смысла при рабочей массе вездехода 1500 – 3500 кг использовать мост ГАЗ-66.

В колесном варианте вездеход получается намного интересней.

Ставим между КПП ВАЗ-2101 и мостом ГАЗ-66 редуктор с ПЧ = 3766 Нм / 320 Нм = 11,77 и получаем полностью нагруженный крутящим моментом мост. Колеса сразу ставим на мост. 

Рис. 6

Передаточное число от КПП ВАЗ-2101 до колеса получаем 11,77 х 6,83 = 80,4.  

Исходное ПЧ было 4,3 х 20,2 = 86,9. Соответственно, минимальная скорость вездехода с мостом ГАЗ-66 будет равна 1 х 86,9 / 80,4 = 1,08 км/час.

Вполне нормально использовать в колесном вездеходе мост ГАЗ-66 вместо набора мост ВАЗ-2101 + 2 бортовых редуктора с ПЧ 20,2. Правда при этом придется решать вопрос редуктора с ПЧ 11,54 между КПП ВАЗ-2101 и мостом ГАЗ-66.

 

Здесь можно скачать PDF файл с нарисованными элементами трансмиссии.

http://off-roader.ru/load/ehlementy_transmissii/1-1-0-3

 

Здесь можно ознакомиться с основными ошибками, допускаемыми при создании цепного привода, в том числе и при создании популярного колесного вездехода ДИФ-4.

http://off-roader.ru/publ/statja_5_osnovy_rascheta_cepnogo_reduktora/1-1-0-7

Однако лучше статьи с сайта читать последовательно в соответствии с их нумерацией в разделе "Каталог статей".

 

 

 

 

Категория: Мои статьи | Добавил: val_001 (17.02.2016)
Просмотров: 6623 | Комментарии: 9 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 9
avatar
1 duregor • 08:04, 19.02.2016
Прочитал, доступно и внятно, многое разложилось в голове по своим местам.
Строить ничего не собираюсь, (пока) но знания лишними не бывают.

СПАСИБО!
avatar
0
2 val_001 • 21:12, 20.02.2016
Спасибо! Заходите периодически на сайт. Материал будет постоянно пополняться.
avatar
3 лавр • 06:03, 01.03.2016
Достаточно внятно для меня
При начале постройки Лаврика я даже не задумывался над расчетами а оно получается вот как
avatar
4 лавр • 15:09, 01.03.2016
Расчетайте пожалуйста на газ24 движок коробка мост
avatar
0
5 val_001 • 17:58, 03.03.2016
Напишите мне, пожалуйста на электронную почту val_001@mail.ru и мы подробно с Вами все обсудим. На луноходах меня забанили, поэтому нет возможности общаться там.
avatar
6 duregor • 05:29, 04.03.2016
бан вроде бы сняли, но понимаю и поддерживаю.
avatar
7 klodia • 14:36, 10.03.2016
Бан сняли - только на неделю позже, чем обещали. Причину бана не указали нигде. Мою запись на луноходах заблокировали вообще (видимо, за то, что я с Валерием живу). А теперь из всех постов Валерия удаляют адреса его почты и сайта. Милые люди, профессиональные такие...
Так что - спасибо Вам за поддержку - она ему очень нужна!
avatar
8 duregor • 03:38, 11.03.2016
На луноходах вообще стало неуютно,недавно за меня дописали сообщение, после моего возмущения - мило так  "модераторы шутят!". Противно! Но вернули в исходное. И так все приличные люди ушли.
Привык я к ним и инфы там много, но наверно перестану их посещать.
avatar
9 klodia • 00:03, 17.03.2016
Здравствуйте! Предлагаю ознакомиться:
http://tehnoforum.com/index.p....=161.15
avatar