Гидромеханическую трансмиссию ставят на погрузчики, грейдеры и самосвалы. В описаниях спецтехники и в каталогах запчастей стоят записи «гидромеханическая КПП» и «гидромеханическая трансмиссия». Покупатели спрашивают, что такое гидромеханическая коробка передач, и путают её с гидротрансформатором.
Трансмиссию, коробку передач и гидротрансформатор часто принимают за один узел. Статья разбирает определение, узлы, принцип работы, режимы управления и обслуживание.
Что такое гидромеханическая трансмиссия
Гидромеханическая трансмиссия передаёт момент от двигателя к колёсам через масло и механические узлы. Жёсткой связи между двигателем и коробкой нет. Момент идёт потоком масла в гидротрансформаторе, а дальше работают шестерни коробки, карданные валы и мосты.
Гидротрансформатор выполняет работу сцепления. Машина трогается плавно, а момент на выходе растёт. На стоящей машине рост доходит до двух–трёх раз, с набором скорости он падает.
От механической трансмиссии гидромеханическая отличается сцеплением. В механической схеме стоит фрикционный диск с педалью, водитель сам выжимает сцепление и переключает передачи. В гидромеханической педали сцепления нет, передачи включает гидраывлика.
Гидростатическая трансмиссия устроена иначе. Двигатель вращает насос, насос гонит масло к гидромотору, гидромотор крутит колесо или гусеницу. Коробки передач здесь нет, скорость меняется подачей масла. Такую схему ставят на гусеничные экскаваторы и некоторые мини-погрузчики. Разницу сводит таблица.
Что значит гидромеханическая коробка передач
Гидромеханическая коробка передач — один из узлов трансмиссии, а не вся трансмиссия. Она стоит за гидротрансформатором и меняет передаточное число между двигателем и мостами.
Что такое гидромеханическая коробка передач, подсказывает название. «Гидро» означает гидротрансформатор на входе и гидравлическое включение передач: масло под давлением сжимает фрикционный пакет, и передача включается. «Механическая» означает шестерни или планетарные ряды, которые задают передаточное число.
В каталогах запчастей и в разговоре коробку называют КПП, автоматом или гидромеханикой. Раздаточная коробка — отдельный узел. Раздаточная коробка делит момент между мостами, а КПП выбирает передачу. Путаница при заказе ведёт к ошибке. У этих узлов разные каталожные номера.
Из каких узлов состоит гидромеханическая трансмиссия
Устройство гидромеханической трансмиссии включает гидротрансформатор, коробку передач, карданные валы и мосты. Гидроблок, масляный насос, фильтр и теплообменник питают и охлаждают гидравлику. Узлы ниже идут от двигателя к мостам.
Насосное колесо крепится к маховику и раскручивает масло внутри гидротрансформатора.
Турбинное колесо принимает поток масла и вращает входной вал коробки.
Реактор на обгонной муфте разворачивает поток масла к насосному колесу и умножает момент при трогании.
Блокировка гидротрансформатора соединяет насосное и турбинное колёса напрямую, но есть не на всех моделях.
Коробка передач с фрикционными пакетами включает нужную передачу, а для XCMG ZL60G, GR215 и GR165 коробку заказывают в сборе, как и другие запчасти для спецтехники XCMG.
Гидроблок с электромагнитными клапанами направляет масло к нужному фрикционному пакету.
Масляный насос создаёт давление, фильтр очищает масло, теплообменник отводит тепло.
Карданные валы передают момент от коробки к мостам, мосты раздают его на колёса.
Как работает гидромеханическая трансмиссия
Принцип работы гидромеханической трансмиссии строится на передаче момента потоком масла. Путь момента от двигателя до колёс проходит шесть шагов.
Двигатель вращает насосное колесо, и оно отбрасывает масло к периферии.
Поток масла попадает на лопатки турбинного колеса и раскручивает его. Турбинное колесо связано с входным валом коробки.
Реактор перенаправляет поток обратно к насосному колесу. Крутящий момент на выходе растёт при трогании и под нагрузкой.
Выбранную передачу включает масло под давлением. Гидроблок подаёт его на фрикционный пакет, пакет сжимается.
Переключение под нагрузкой идёт без разрыва потока мощности, машина не теряет тягу.
На скорости насосное и турбинное колёса вращаются почти одинаково. Блокировка гидротрансформатора, если она есть, соединяет их напрямую.
Погрузчик упирается ковшом в штабель, а двигатель не глохнет. Турбинное колесо стоит, насосное вращается вместе с двигателем, масло проскальзывает между ними. Жёсткой связи нет, а крутящий момент на выходе остаётся высоким.
Трансмиссионное масло работает здесь рабочей жидкостью и охладителем. Оно передаёт момент, включает фрикционы и отдаёт тепло теплообменнику. Проскальзывание в гидротрансформаторе греет масло. Перегретое масло теряет вязкость, фрикционы пробуксовывают и изнашиваются быстрее.
Что значит автоматическое и ручное управление гидромеханической коробкой
В описании техники так называют коробку, которая сама выбирает передачи, а водитель задаёт их вручную. Когда в карточке указано, что это гидромеханическая с автоматическим и возможностью ручного управления коробка, у машины два режима работы.
Автоматический режим. Блок управления и гидроблок выбирают передачу по скорости и нагрузке.
Ручной режим. Водитель селектором или рычагом ограничивает диапазон передач либо включает нужную передачу.
Ручной выбор нужен на спуске, на тяжёлом грунте и при работе у штабеля. Конструкция остаётся прежней. Гидротрансформатор работает так же, а переключением управляет гидравлика. Положения селектора и логику переключения сверяют с руководством конкретной модели.
На какой китайской спецтехнике стоит гидромеханическая трансмиссия
Гидромеханическая трансмиссия спецтехники стоит на фронтальных погрузчиках, экскаваторах-погрузчиках, автогрейдерах и самосвалах.
Фронтальный погрузчик работает короткими циклами с частыми остановками и реверсом.
Экскаватор-погрузчик ходит челночным режимом между копкой и погрузкой.
Автогрейдер планирует поверхность на малой скорости под переменной нагрузкой.
Самосвал с гидромеханической коробкой чаще всего карьерный или шарнирно-сочленённый.
На гусеничных экскаваторах чаще стоит гидростатическая трансмиссия. Коробку подбирают по модели техники, модификации и каталожному номеру. Для фронтального погрузчика эти данные сверяют с позицией в разделе, где собраны запасные части для фронтальных погрузчиков. У одной модели бывает несколько модификаций, и номера коробок различаются.
Какие плюсы и минусы у гидромеханической трансмиссии
Что такое гидромеханическая трансмиссия на практике, показывают её плюсы и минусы: плавный ход и защита двигателя с одной стороны, потери мощности и нагрев масла с другой.
Главное преимущество даёт жидкостная связь. Жёсткого соединения между двигателем и коробкой нет, поэтому удар ковша о грунт или штабель гасится в гидротрансформаторе и не доходит до двигателя напрямую. Машина трогается плавно, а водителю не нужно дозировать сцепление педалью. Фрикционы включает гидравлика, и переключение под нагрузкой не прерывает тягу.
У жидкостной связи есть цена. Гидротрансформатор работает с проскальзыванием, и часть мощности уходит в тепло. КПД гидротрансформатора достигает 85–90 % только в узком диапазоне режимов, на разгоне и при упоре потери выше.
Устройство сложнее механического. Узлов здесь больше: гидротрансформатор, гидроблок, масляный насос, теплообменник. Каждый узел требует отдельной диагностики, а коробка в сборе стоит дороже. Буксировку производители ограничивают по скорости и расстоянию, и неисправную машину перевозят на трале.
Как обслуживать гидромеханическую трансмиссию
Обслуживание гидромеханической трансмиссии начинается с контроля уровня и температуры масла. Уровень проверяют по щупу на прогретой коробке в положении, которое указано в руководстве. Температуру смотрят по датчику на панели, её рост сигнализирует о проблеме. Трансмиссионное масло и фильтр меняют по регламенту производителя, интервал зависит от модели и условий работы.
Регламентные работы входят в сервисное обслуживание спецтехники, поэтому замену масла и фильтра планируют вместе с общим ТО. На той же остановке осматривают магнит и фильтр. Тонкий налёт на магните считают нормой, стружка и частицы фрикционов указывают на износ. Теплообменник чистят от пыли и грязи, иначе масло остывает хуже.
Диагностика нужна при таких признаках:
пробуксовка: двигатель набирает обороты, машина разгоняется медленно;
толчки при переключении передач;
перегрев масла по датчику;
потеря тяги под нагрузкой.
Ремонт спецтехники в этих случаях начинают с диагностики, а не с замены узла.