Трансмиссия пожарных автомобилей
Трансмиссия представляет собой комплекс агрегатов, которые передают крутящий момент от мотора к ведущим колесам. Система состоит из сцепления, передаточной коробки, карданного вала, дифференциала, полуоси и главной передачи. В полноприводных шасси добавлена раздаточная коробка, дающая мощность ведущим колесам.
Кроме основной трансмиссии базового шасси у пожарных автомобилей для функционирования специальных агрегатов существует дополнительная трансмиссия. Ее назначение – передача энергии от двигателя к насосной установке, подъемному механизму, электрогенератору.
Виды дополнительных трансмиссий
Пожарные автомобили работают с четырьмя видами дополнительных трансмиссий:
Преимущество в большинстве случаях остается именно за механической разновидностью. Она включает в себя КОМ, карданные валы, опоры и систему управления.
Основными параметрами для дополнительного оборудования ПА являются передаточное число, коэффициент полезного действия и крутящий момент. Схема дополнительной трансмиссии зависит от размещения насосных агрегатов и специфики базового шасси. В основных ПА насосы ставятся посередине или сзади. Преимущество остается за срединным размещением, так как оно дает укороченные водопенные коммуникации, отсутствие необходимости использования управления сцеплением, менее длинные карданные валы, низкое расположение цистерны для воды.
Разработано три типа размещения.
1 – мотор, 2 – сцепление, 3 – КОМ, 4 – карданный вал, 5 – опоры, 6 – насос, 7 – коробка перемены передач, 8 – раздаточная коробка, 9 – промежуточный вал.
К первому типу относятся рисунки «А» и «Б». Именно они используются при компоновке большинства ПА. Размещение насоса у них может быть как срединное, так и заднее. При срединном размещении крутящий момент на вал пожарного насоса последовательно передается от двигателя через сцепление, КПП, КОМ и карданную передачу. При заднем – система предусматривает две промежуточные опоры и один промежуточный вал.
Второй вариант, представленный схемой «В», используется на автоцистернах, разработанных на базе АМО-ЗИЛ. Энергия поступает от мотора к сцеплению, КПП и КОМ, размещенном на раздаточной коробке. Затем идет на карданный вал и вал насоса. Третья схема («Г») используется на пожарных машинах повышенной проходимости с колесной формулой 4×4.
Механическая трансмиссия
Основным узлом механической трансмиссии является передача. В зависимости от принципа работы передачи бывают:
Основа фрикционных систем – использование силы трения. Их сфера применения – приводы вакуумных пластинчатых насосов ПЦН. Ременная передача используется в ПА для электрогенераторов и дымососов. Из всех разновидностей этого типа чаще всего применяется клиноременная передача.
В комбинированных пожарных насосах распределение между осями происходит при помощи зубчатых механизмов. Передачи с внутренним зацеплением нашли свое применение в поворотных механизмах, вращающих автолестницы и подъемники. Червячный механизм, используемый для поворота колен автолестниц, передает энергию между перекрещивающимися валами. Также зубчатые механизмы нашли применение в приводе перепускного клапана пеносмесителя насоса ПЦНН-400/40.
Гидромеханическая трансмиссия
Совмещает в себе механическую и гидравлическую передачи. Ее плюсом считается плавное переключение скоростей и момента вращения. Минус – использование только на переднем ходу. Гидромеханические трансмиссии делятся на две группы:
Первые представлены гидромуфтами, которые чаще всего используются в системе охлаждения двигателя ПА на базе КамАЗ, и гидротрансформаторами, используемыми в аэродромных пожарных автомобилях на базе МАЗ и БелАЗ.
Гидростатические передачи используют силу напора жидкости. В их основе – гидроцилиндры с поршнями или штоками. Основная сфера применения – механизмы подъема автолестниц, автоподъемников, лафетных стволов, выдвижных опор.
Система гидромеханической трансмиссии представлена аксиально-поршневыми насосами. Передача мощности происходит от КОМ к насосу, а далее при помощи гидросистем к гидромотору, исполнительному механизму подъема колен автолестниц.
ТО трансмиссий пожарных автомобилей
Первичная обкатка дополнительной трансмиссии проводится одновременно с обкаткой насосной установки. Режим зависит от типа ПА: стандартно это первые 20 часов после забора воды из открытого водоисточника и последующей ее подачи из двух стволов. Основной показатель для поверки – частота вращения вала. Во время обкатки следят за подтеканием масла и нагревом КОМ, наличием шумов и вибраций. После обкатки масло КПП, раздаточной коробки, насоса и редуктора сливают и заливают новое.
Ежедневное техобслуживание заключается в проверке подтекания масла из всех систем. Во время работы автомобиля следят за состоянием КОМ: отсутствие течи и сохранение температуры картеров узлов трансмиссии. Нагрев проверяют касанием руки.
Первое техобслуживание (ТО-1) выполняется по протоколу ежедневных проверок. Плюс к нему – диагностика люфта и зазоров, состояния креплений промежуточной опоры, проверка деформации карданного и промежуточного валов.
Второе ТО включает все мероприятия ТО-1 и плюс к ним:
Во время сезонного ТО меняют смазочные жидкости согласно инструкции к конкретному типу ПА.
Трансмиссия пожарных автомобилей
Пожарные автомобили могут оснащаться системами нескольких типов. Чаще всего спецтехника оборудуется механической трансмиссией пожарных автомобилей, в состав которой входят карданные валы, промежуточные опоры, коробка отбора мощности. Как и любому другому агрегату, трансмиссии требуется регулярное техническое обслуживание, позволяющее исключить риск возникновения неисправностей.
Виды ТО трансмиссии
Дополнительная трансмиссия пожарных автомобилей обслуживается в соответствии с планом. При вводе в эксплуатацию необходима обкатка агрегата, которая проводится совместно с обкаткой насоса. Режимы работы подбираются в соответствии с Инструкцией по эксплуатации пожарной техники. Во время обкатки проверяется частота вращения вала, контролируется отсутствие подтеканий масла, посторонних шумов и вибрации. С целью поддержания работоспособности на трансмиссии выполняется ежедневное техническое обслуживание, 1 и 2 ТО. Дважды в год производится сезонное обслуживание, в ходе которого выполняется замена масел.
Существует перечень наиболее распространенных неисправностей дополнительной трансмиссии пожарного автомобиля, при возникновении которых требуется проведение текущего ремонта. К ним относится возникновение нехарактерного шума, который может появиться при отсутствии смазки или в результате износа деталей. Подтекание масла может возникнуть при повреждении сальников и прокладок, а также вследствие неплотного прилегания сопряженных элементов друг к другу.Кроме этого, к распространенным неисправностям относится вибрация и стуки карданной передачи, заедания при включении коробки отбора мощности, повышение температуры корпуса промежуточного вала и т.д.
Устройство и принцип работы сцепления автомобиля
Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.
Функции сцепления
Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:
Элементы муфты сцепления
Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:
На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция – передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.
Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название “корзина сцепления”. Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.
Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.
Принцип работы
Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.
Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.
После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.
Виды сцепления
Сухое сцепление
Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.
Мокрое сцепление
Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.
Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления – гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.
Сухое двухдисковое сцепление
Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.
Сцепление двухмассового маховика
Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.
Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.
Ресурс сцепления
Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.
Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.
Особенности керамического сцепления
Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.
В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.
Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.
Сцепление — устройство и назначение сцепления автомобиля
Сложно представить современный автомобиль без такого важного блока как сцепление. Все транспортные средства с механической коробкой переключения передач обязательно оснащаются сцеплением. На автоматических КПП ситуация немного иная, и несмотря на наличие механизма размыкания передач, сцепления в классическом понимании данного слова там нет. Но о работе АКПП и вариаторов поговорим позже.
Сцепление автомобиля в сборе
Пока же более подробно поговорим об устройстве, назначении и принципах работы сцепления автомобиля в его классическом понимании.
Функции сцепления
Сцепление автомобиля отвечает за передачу крутящего момента с двигателя на коробку переключения передач. Происходит это под воздействием силы трения. Также сцепление позволяет обеспечивать кратковременное отключение двигателя от трансмиссии, например, при необходимости торможения или переключения передач.
Если же рассматривать в целом, то функции сцепления заключаются в следующем:
Поскольку сегодня наиболее распространенным остается однодисковое сухое сцепление с гидравлическим или механическим приводом, то и рассматривать будем именно его.
Устройство сцепления
Сцепление состоит из нескольких основных элементов, правильное расположение и функционирование которых обеспечивает стабильную работу всего блока. В конструкции сцепления можно выделить такие детали:
В зависимости от типа привода он может быть представлен двумя способами – трос сцепления, который идет от педали, или гидравлической системой. В последней будет представлено несколько цилиндров сцепления – рабочий и главный, а также система трубок.
На ведомый диск сцепления дополнительно устанавливаются фрикционные накладки. Именно он и отвечает за передачу крутящего момента посредством трения. При этом к корпус ведомого диска встраивается специальный пружинный демпфер поворотных движений, что позволяет смягчить процесс соединения с маховиком.
Корзина сцепления включает в себя нажимной диск сцепления и диафрагменную пружину. Именно между корзиной и маховиком располагается ведомый диск.
Принцип работы сцепления
Преимущественно ведомый диск прижимается к маховику. Крутящий момент от маховика двигателя передается на ведомый диск, а дальше через него посредством шлицевого соединения на первичный вал коробки переключения передач.
Чтобы отключить сцепление водитель осуществляет нажатие ногой на педаль (выжимает сцепление), которая соединяется с вилкой гидравлическим или механическим приводом.
Педаль сцепления
В свою очередь вилка сцепления перемещает выжимной подшипник. В этот момент подшипник сцепления передает усилие на лепестки диафрагменной пружины, из-за чего прекращается давление на нажимной диск. Таким образом происходит освобождение ведомого диска, а значит и разъединение двигателя и трансмиссии.
После включения нужной передачи или торможения водитель отпускает педаль сцепления. Соответственно, вилка больше не толкает выжимной подшипник, а он, в свою очередь, не воздействует на пружину. Нажимной диск снова прижимает ведомый диск сцепления к маховику двигателя – силовой агрегат соединяется с трансмиссией.
Вывод
Сцепление является важной составляющей любого автомобиля с механической коробкой переключения передач. Без него осуществлять эффективное и безопасное движение будет крайне проблематично, как и в тех случаях, когда произошел износ отдельных составляющих, например, ведомого диска или выжимного подшипника. Помните, что средний срок качественного набора сцепления составляет 100-150 тысяч км, после чего его придется заменить, но более подробно об этом поговорим в следующих материалах.
Оставайтесь с Cheko2.ru, ведь впереди еще много интересного. Ищите нас в ВК, где кроме полезных материалов вы можете найти много автоюмора.
Устройство и комплектация пожарного автомобиля
Для нормальной ликвидации любого возгорания необходимо организовать работу боевых расчетов, а также использовать огнетушащие вещества и подходящее пожарное оборудование. Все необходимые задачи в кратчайшие сроки могут выполняться, благодаря использованию различных механизированных приспособлений, которые зачастую монтируются на колесных транспортных средствах, а иногда даже на гусеничных.
Различные гарнизоны пожарной охраны большей частью эксплуатируют механизированные приспособления, установленные на колесных шасси.
Устройство транспортных средств
К основным автомобилям, предназначенным для пожаротушения, относятся такие агрегаты:
К категориям основных автомобилей также имеет отношение транспорт без запаса необходимых огнетушащих средств, оснащенный механизмами их подачи от источника к центру возгорания.
Для выполнения отдельных видов дополнительных работ во время ликвидации возгорания используется целый комплекс специализированных транспортных средств.
Нередко для спасения людей, доставки пены на верхние этажи или переноса какой-нибудь техники применяются специальные лестницы или подъемники. При отдельной необходимости применяется техника, обеспечивающая качественное освещение или связь.
К специальной технике также имеют отношение штабные и оперативные машины. Такие транспортные средства оснащены техникой, эксплуатируемой штабом пожаротушения.
Некоторые пожарные машины оснащаются вспомогательным оборудованием для выполнения отдельных видов работ во время ликвидации возгорания. К ним относятся: легковые и грузовые машины, передвижные мастерские для проведения ремонтных работ, тракторы.
Дополнительная трансмиссия
Трансмиссией считается комплекс кинематически соединенных между собой устройств, используемых для передачи мощностей от мотора к различным потребителям. Трансмиссия дает возможность регулировать крутящий момент, который передается на элементы транспортного средства.
На пожарных машинах используются такие разновидности дополнительных трансписсий:
Для системы пожарных насосов большей частью используется дополнительная трансмиссия, работающая на механике, собранная из блока набора мощности, нескольких промежуточных опор, а также карданных валов и механизма управления.
В качестве примера рассмотрим вариант использования шестеренного навесного насоса НШН-600м, монтируемом на переднем бампере пожарной машины. Отбор мощности в таких устройствах выполняется от соединительных муфт, монтируемых на промежуточный вал, используемых вместо храповика. Более всего предпочтительно устанавливать это устройство на ведущий вал насоса.
В некоторых схемах от мотора через устройство сцепления крутящий момент передается на основную дополнительную трансмиссию и устройство набора мощности, а также на вал установленного насоса и, естественно, карданную передачу, для установки которой применяются несколько промежуточных опор, если механизм перекачки огнетушащей жидкости установлен сзади.
Пожарные автомобили на шасси ЗИЛ всегда укомплектованы устройствами КОМ-68Б для отбора мощности, а на УРАЛ обычно устанавливаются КОМ-Ц1А.
Вакуумная система
Все используемые вакуумные системы в пожарных автомобилях делятся на такие разновидности:
Для подачи огнетушащих средств центробежными насосами все их полости, а также всасывающие рукава никогда не должны быть пустыми. Для этого используются специальные вакуумные системы, основу которых составляют насосы, а также краны, управляющие приводы и различные трубопроводы.
В некоторых пожарных автомобилях в качестве таких систем используются шиберные, поршневые, а также газоструйные и в некоторых случаях водокольцевые насосы. Приводы к таким агрегатам могут быть как автоматические, так и ручные.
Такие системы дают возможность осуществлять забор огнетушащих жидкостей в процессе работы насоса и восстанавливать водяные столбы в случае их обрыва.
В газоструйных системах чаще всего возникает необходимость при работе с такими насосами, как ПН-40 или ПН-110. В их систему включены специальные вакуумные краны, а также дополнительные трубопроводы.
Вакуумные краны всегда используются для комбинирования работы вакуумной системы с полостью насоса. Большей частью они монтируются на коллекторах устройств, нагнетающих огнетушащую жидкость.
Заземление машин
Если рассматривать вопрос безопасности в процессе ликвидации возгорания, четыре метра считается наиболее оптимальным расстоянием для любого напряжения.
Точки подключения к заземленным механизмам обязательно определяются сотрудниками данного энергообъекта и фиксируются в графической части индивидуально разработанного оперативного плана ликвидации возгорания.
При заземлении насосов и пожарных стволов, эксплуатируемых в ручном режиме, всегда необходимо использовать отдельные устройства. Если огнетушащая жидкость подается из внутренней системы водопровода, можно заземлять исключительно стволы без насосов.
Индивидуальные электрозащитные приспособления рекомендуется использовать для обеспечения безопасности в процессе деятельности всех участников. Пожарные машины, используемые для охраны энергообъектов, всегда должны быть оснащены соответствующим количеством ИИЭС, определяемым в процессе разработки оперативных планов ликвидации возгорания.
Конструкция любого устройства заземления предельно простая. Это две обыкновенных струбцины, которые соединяются друг с другом специальным проводником. Одна из таких струбцин устанавливается на оборудование, а вторая – на заземляющий механизм.
На этом сайте вы можете более подробно ознакомиться с техническими характеристиками проводов и общими правилами заземления.
Проводники создаются из специальных медных жил с достаточным уровнем гибкости, с полимерным покрытием. Оба конца проволоки запрессовываются в специальные наконечники.
Для сохранения целостности проводника и предотвращения излома в точках его присоединения к наконечникам устанавливаются специальные пружинные оболочки, сделанные из стальной проволоки или из подходящего полимера.
Оборудование и механизмы управления
Всевозможные условия, при которых возникает необходимость устранять угрозу в чрезвычайных ситуациях, требуют использование пожарных машин самого разного назначения.
Соответственно предпочтительным действиям вся пожарная техника, как было упомянуто выше, подразделяется на несколько разновидностей. Перечислим все оборудование, которое может использоваться при ликвидации возгораний:
| Оборудование |
|---|
| Автоцистерны |
| Насосы |
| Пожарные рукава |
| Системы дымоудаления |
| Стационарные и передвижные лафетные стволы |
| Автолестницы |
| Телескопические и коленчатые подъемники |
| Устройства для пенного тушения |
| Лаборатории |
| Гусеничные и колесные шасси |
| Пожарные судна и катера, поезда, самолеты и вертолеты |
| Переносные и прицепные мотопомпы |
| Порошковые и водные прицепы |
| Всасывающие рукава |
| Напольные рукава, собранные в гармошку или в скатку |
| Переносные и передвижные рукавные катушки |
| Пеносмесители |
| Колонки |
| Краны |
| Устройства для распыления водяной струи |
| Механизмы для создания пены |
| Подъемник-пенослив |
| Выдвижная лестница, а также палка и штурмовка |
| Переносной и прицепной дымосос |
К механизмам управления транспортных средств относятся системы рулевого управления, а также торможения. Никаких существенных изменений не наблюдается в процессе эксплуатации базового шасси по сравнению с обычным транспортным средством, за исключением изменения локализации отдельных элементов и использования дополнительных приспособлений.
К основным разновидностям неисправностей систем управления, естественно, можно отнести повышенное свободное хождение или очень сложный поворот колеса. Это всегда значительным образом усложняет управление, создавая дополнительную угрозу безопасности в процессе эксплуатации пожарных машин.
Люфты обычно увеличиваются после деформации рулевых механизмов, а также в результате недостаточно качественного закрепления системы рулевого управления.
Увеличение тормозного отрезка пути считается одной из основных неисправностей. Нередко возникает своеобразная неравномерность торможения колес, установленных справа и слева. В некоторых ситуациях может происходить самопроизвольное заклинивание или неконтролируемое притормаживание, а также неполноценное растормаживание дисков после послабления педали.
Техническое состояние систем управления пожарными автомобилями всегда должно контролироваться и поддерживаться на оптимальном уровне.
Движение шасси по тревоге всегда обусловлено интенсивным маневрированием, резким торможением, а также ускоренным разгоном. В подобных условиях значительное влияние на техническое состояние машины будет оказывать качество оснащения механизмов управления.
