ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УРОВНЯ МАСЛА НА ПЕРЕГРЕВ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ

Жернова А.П.¹, Юнусов А.Ф.², Никишин В.Н.³

¹Аспирант, ²Аспирант, ³Доктор технических наук, доцент Казанский Федеральный Университет

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УРОВНЯ МАСЛА НА ПЕРЕГРЕВ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ

Аннотация

В статье рассмотрено – обзор предназначения и устройства раздаточных коробок полноприводного автомобиля.При эксплуатации автомобилей выявился регулярный отказ раздаточных коробок. В ходе дефектовки были выявленные характерные внешние изменения всех внутренних поверхностей раздаточной коробки.Проведены дальнейшие  испытания по оценке влияния уровня масла, заливаемого в раздаточную коробку, на перегрев коробки.

Ключевые слова: раздаточная коробка, перегрев, испытания.

 

Zhernova A.P.¹,Yunusov A.F.²,Nikishin V.N.³

¹Postgraduate student,²Postgraduate student, ³ PhD in Engineering, Associate professor, Kazan Federal University

STUDY THE IMPACT OF THE OIL LEVEL IN THE TRANSFER GEARBOX OVERHEATING

Abstract

The article considers overheating of the transfer case AWD vehicle damage resulting from operation at elevated temperatures, as well as conducting research on elimination of causes.When using the car revealed a regular failure of transfer cases. During Troubleshooting were identified characteristic external changes all internal surfaces of the transfer case. Further tests were carried out to assess the level of impact of oil poured into the transfer case, overheating of the box.

Keywords: transfer case, overheating, tests, oil .

Раздаточная коробка предназначена для распределения крутящего момента между несколькими ведущими мостами полноприводных (многоприводных) автомобилей, которые имеют высокие опорно-сцепные качества, что достигается путем оптимального распределения массы на ведущие колеса.

Раздаточная коробка предусматривает два режима движения автомобиля: по бездорожью, в раздаточной коробке включается низшая передача, и по дорогам общего пользования, в раздаточной коробке включается высшая передача

Обычно раздаточную коробку устанавливают в трансмиссии автомобиля за коробкой передач, соединяя их карданной передачей. При этом раздаточную коробку одновременно используют в качестве демультипликатора (если диапазона передаточных чисел основной коробки передач недостаточно для многоприводного автомобиля), что дает возможность увеличить силу тяги, повысить проходимость и тем самым расширить возможность использования тягово-скоростных качеств автомобиля в различных дорожных условиях.

У автомобилей, имеющих раздаточные коробки с блокированным приводом, передний мост подключается периодически (в тяжелых дорожных условиях). Однако при этом через трансмиссию может передаваться циркулирующая мощность. Отключение привода переднего моста исключает возможность такой циркуляции. Оно осуществляется принудительно или автоматически (например, с помощью муфт свободного хода).

При использовании раздаточных коробок с дифференциальным приводом передний мост постоянно включен, так как возможность цирку­ляции мощности здесь исключена, но обязательно должно быть устройство для блокировки дифференциала - при буксовании одного из колес и неза­блокированном межколесном дифференциале движение автомобиля не­возможно.

Для обеспечения дифференциального привода в раздаточной коробке может быть использован симметричный или несимметричный дифференциал.

Симметричный дифференциал  применяется в том случае, если в полно­приводном двухосном автомобиле сцепной вес делится между мостами примерно поровну.

В полноприводных трехосных автомобилях, где вертикальная нагрузка на передний мост составляет приблизительно половину нагрузки на заднюю те­лежку, дифференциальный привод должен распределять момент между пе­редним мостом и мостами тележки в соответствующей пропорции. Такое распределение осуществляется при помощи несимметричного дифференциала .

Рассматривается полноприводный автомобиль специального назначения с колесной формулой 6х6 и гидропневматической независимой подвеской.На рассматриваемых автомобилях устанавливается раздаточная коробка  с передаточными числами: — первая передача — 1,593; — вторая передача — 0,872.

Переключение передач и привод блокировки дифференциала — пневматические, управление краном с места водителя, блокировка может включаться автоматически и управляется с помощью электронного блока управления блокировкой дифференциалов или вручную (с рабочего места водителя).

Межосевой дифференциал: планетарный с цилиндрическими колесами несимметричный, распределяет поток мощности в пропорции: на задний мост – 33,3%, на передние мосты – 66,7%

Возможный отбор мощности:

- задний торец РК с промежуточного вала РК 81 кВт (110 л.с.)

- задний торец РК с первичного вала РК 162 кВт (220 л.с.)

Ресурс раздаточной коробки не менее 500000 км.

Управление раздаточной коробкой

Раздаточная коробка управляется пневмокраном, переключатель которой расположен на панели приборов. Переключатель раздаточной коробки(рис. 1) имеет три фиксированных положения, каждому из которых соответствует передача раздаточной коробки:

– верхнее - повышенная передача;

– среднее - нейтраль;

– нижнее - пониженная передача.

Рис.1 - Переключатель раздаточной коробки.

При движении по дорогам с твердым покрытием используется повышенная передача. Пониженную передачу надо включать при движении по труднопроходимым участкам пути, а также при преодолении крутых подъемов и бродов.

Переключать передачи можно только после полной остановки автомобиля и при нейтральном положении рычага переключения передач в коробке передач.

Включение нейтрали в раздаточной коробке при работающем двигателе и включенной передаче в коробке передач запрещается.

Управление блокировкой межосевого и межколесного дифференциалов.

Блокировку следует включать непосредственно перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, скользкая грязная дорога).

Дифференциал необходимо блокировать, когда имеется разность в величинах сил сцепления колес, между которыми он установлен.

Блокировку следует включать непосредственно перед преодолением сложных участков пути (вязкий грунт, препятствия, скользкая грязная дорога).

При выезде на твердую сухую дорогу блокировку необходимо выключить, так как движение с включенной блокировкой может привести к поломке деталей главной передачи.

При эксплуатации автомобилей выявился регулярный отказ раздаточных коробок. В ходе дефектовки были выявленные характерные внешние изменения всех внутренних поверхностей раздаточной коробки.

Рис.2 - Повреждения РК

В ходе стендовых испытаний был выявлен перегрев раздаточных коробок : за 20 минут работы при скорости вращения около 2000 мин^-1,  корпус РК нагревается до температуры 115⁰ С

Рис.3 – Результаты нагрева на тепловизоре

Проведены дальнейшие  испытания по оценке влияния уровня масла, заливаемого в раздаточную коробку, на перегрев коробки.

Была представлена раздаточная коробка,в сборе с главной передачей переднего второго моста.

Испытания проводились с использованием основного насоса раздаточной коробки путем периодического увеличения объема масла в картере раздаточной коробки с 4 до 12литров.

Основной режим испытаний: - в РК включена высшая передача, дифференциалы РК и главной передачи заблокированы, частота вращения входного  вала РК -2000 мин^-1. Нагрев регистрируетятепловизором в зонах максимальных температур РК и главной передачи. Испытания проводятся до достижения температуры нагрева (125-130) . Результаты измерений нагрева дифференциала РК и главной передачипоказаны в таблице 1 и графике

Т а б л и ц а 1 – Оценка влияния объема заливаемого масла на нагрев зон дифференциала раздаточной коробки и главной передачи

Объем масла в РК, л	Температура нагрева за время нагрева						Примеча- ние
	Дифференциал			Гл. передача
	1 час	1,5 час	>1,5 часа	1 час	1,5 час	> 1,5 часа
4	105	115	116 за 1ч 40´	113	124	125 за 1ч 40´	В ГП объем масла по контрольному уровню ≈10,5 л
5	103	111	114 за 1ч 50´	112	124	130 за 1ч 50´
6	100	109	110 за 1ч 40´	111	123	125 за 1ч 40´
7	102	110	-	115	127	-
8	104	114 за 1ч 30´	-	115	127 за 1ч 30´	-
9	110	126	-	115	130	-
10	114	130 за 1ч 20´	-	116	127 за 1ч 20´	-
11	130	-	-	116	-	-
12	130 за 50´	-	-	110 за 50´	-	-
7	100	105	110 за 2ч 10´	105	117	124 за 2ч 10´	В ГП 9 л масла
	100	108	113 за 1ч 50´	112	123	128 за 1ч 50´	В ГП 10 л масла

 

Рис.4 – График нагрева зоны дифференциала

Рис.5 – График нагрева зоны редуктора

Рис.6 – График зависимости перегрева от количества заливаемого масла

Таким образом, наименьший нагрев зоны дифференциала РК был отмечен при объеме залитого масла 7 литров, с учетом масла, оставшегося в карманах РК, общий объем масла составил около 8 литров.

Наименьший нагрев главной передачи был отмечен при объеме залитого масла 9 литров, с учетом остатков масла во внутренних полостях, общий объем масла составит около 9,5 литров. Так как главная передача является с раздаточной коробкой цельным узлом, замедление роста температуры (без стабилизации) в главной передаче привело к снижению роста температуры и в раздаточной коробке.

 В результате исследований  было определено, что уровень масла влияет на характер повышения температуры узлов. Опытным путем при работе узлов без повышенной нагрузки определено, что оптимальными значениями объема масла являются – для раздаточной коробки – 8 литров, для главной передачи – 9,5 литров.

Но стабилизации температуры нагрева РК и главной передачи  не получено. В связи с этим необходимо проводить дополнительный комплекс испытаний, а также рассматривать варианты дополнительной системы охлаждения.

Литература

1. В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. Прочность и износостойкость деталей машин. М.:Высшая школа, 1991.- 319 с.

References

1. V.P. Kogaev, Ju.N. Drozdov.Prochnost' iiznosostojkost' detalejmashin. M.:Vysshajashkola, 1991.- 319 s.