Что такое трансмиссия танка

Трансмиссии современных танков

полковник А. Тельминов, полковник А. Загудаев

(Техника и вооружение. — 1989. — № 9. — С. 6-7)

Материал предоставлен: Сергей Зыков

По материалам иностранной печати

Одной из важнейших характеристик танка, существенно влияющей на эффективность его боевого применения, является подвижность. Она определяется прежде всего удельной мощностью, которая у современных зарубежных танков достигает 22 кВт/т (30 л.с./т). Дальнейшее ее увеличение, по утверждениям зарубежных специалистов, нецелесообразно, так как возникает опасность заноса при поворотах на больших скоростях. Поэтому возможности повышения подвижности перспективных танков конструкторы связывают в первую очередь с совершенствованием их трансмиссий.

Считают, что танковая трансмиссия, обладая высоким КПД, должна обеспечивать широкий диапазон изменения силы тяги и скорости, возможность поворота танка с различными расчетными (не зависящими от внешних условий) радиусами и эффективное его торможение. При этом желательны минимальные габариты агрегатов, высокая надежность их, простота и удобство регулировок, демонтажа и монтажа в полевых условиях, легкость управления. Требования противоречивые, и реализовать их все в одной конструкции сложно. Этим объясняется большое разнообразие конструктивных схем трансмиссий, каждая из которых, как сообщают, лишь в той или иной степени отвечает этим требованиям.

По числу кинематических связей между механизмом поворота и двигателем различают одно- и двухпоточные трансмиссии. У последних коробка передач и механизм поворота составляют единый агрегат — механизм передач и поворота (МПП). По способу изменения крутящего момента двигателя трансмиссии могут быть механические (шестеренчатая или планетарная коробка передач) и гидромеханические, включающие в себя кроме механической коробки передач и гидропередачу (например, гидротрансформатор или комплексную гидропередачу). Тип агрегата, предназначенного для изменения скорости движения и силы тяги, обусловливает в основном массогабаритные показатели и КПД всей трансмиссии.

Однопоточные механические трансмиссии (рис. 1) при достаточно высоком КПД обладают наименьшими массогабаритными показателями, проще в производстве, эксплуатации и ремонте. Однако ступенчатое изменение передаточных чисел в коробке передач не позволяет эффективно использовать мощность двигателя, а малое количество расчетных радиусов поворота и их несоответствие оптимальным значениям на высших передачах затрудняют управление танком при движении с высокими скоростями.

Зарубежные специалисты считают, что увеличение числа расчетных радиусов или количества передач в такой коробке в целях более полного использования мощности двигателя и улучшения маневренности танка связано со значительным усложнением конструкции, а также с ухудшением массогабаритных показателей трансмиссии.

Более совершенными считают механические планетарные трансмиссии с фрикционным включением передач и гидросервоприводами управления движением. Полагают, что с применением новых фрикционных материалов, обладающих более высокими характеристиками, несколько улучшится управляемость. Однако ощутимого увеличения подвижности трудно ожидать, поскольку не устраняется общий для всех однопоточных трансмиссий недостаток — ограниченные возможности использования расчетных радиусов поворота при высоких скоростях движения. По этой же причине не получили широкого распространения и однопоточные гидромеханические трансмиссии, которые хотя и обеспечивают более полное использование мощности двигателя, но имеют пониженный КПД, а кроме того, большие, чем механические трансмиссии, габариты.

В значительной степени свободны от этих недостатков, по мнению зарубежных экспертов, двухпоточные трансмиссии — механизмы передач и поворота (МПП). В таких трансмиссиях (рис. 2) каждая ступень коробки передач обеспечивает свой расчетный радиус поворота, величина которого растет с повышением номера передачи. Эти радиусы за счет введения дополнительного привода с оптимальным передаточным отношением подобраны таким образом, что на любой из передач танк поворачивается без заноса и водителю не нужно снижать скорость из-за опасности потерять управление. Еще одно преимущество двухпоточных трансмиссий, благодаря которому существенно улучшается маневренность танка: машина с такой трансмиссией может поворачиваться на месте вокруг своей центральной оси (гусеницы вращаются в разные стороны).

Двухпоточные трансмиссии получили широкое распространение в современном зарубежном танкостроении, несмотря на их конструктивную сложность, большие габариты (из-за введения дополнительного привода) и более жесткие требования к расположению двигателя. Однако отмечают существенные недостатки механических МПП: пониженный общий КПД, а кроме того, с применением в этом приводе дифференциала прямолинейное движение танка становится менее устойчивым. При разных сопротивлениях на гусеницах, например при движении по косогору, танк самопроизвольно поворачивает в сторону меньшего сопротивления, что вынуждает водителя все время корректировать направление движения.

Широкое распространение за рубежом получили гидромеханические трансмиссии (ГМТ), в состав которых кроме обязательных элементов механических трансмиссий входит гидродинамическая передача (КГП), автоматически изменяющая крутящий момент и частоту вращения выходного вала в зависимости от внешней нагрузки. Благодаря этому количество ступеней, габариты и масса механической коробки передач могут быть, как считают зарубежные специалисты, уменьшены примерно в 2 раза, а водитель будет реже переключать передачи, так как система «двигатель — трансмиссия» в более широком диапазоне способна приспосабливаться к изменению внешних сопротивлений. Так, некоторые зарубежные танки имеют всего 2 передачи переднего хода — замедленную и ускоренную.

В качестве недостатков гидромеханических передач зарубежные специалисты отмечают пониженный КПД (даже в ограниченном диапазоне регулирования крутящего момента и оборотов) и необходимость значительной по объему системы охлаждения и подпитки. Поэтому в целом массогабаритные показатели ГМТ достаточно велики. Несмотря на то что гидропередача облегчает условия работы двигателя, сглаживая динамические нагрузки, она не позволяет осуществлять торможение двигателем и его запуск с буксира. Это заставляет конструкторов усложнять механическую часть трансмиссии, в частности, усиливать остановочные тормоза, вводить гидротормоз и блокировочный фрикцион КГП.

В двухпоточных гидромеханических трансмиссиях некоторых зарубежных танков (рис. 3) в дополнительном приводе применяется дифференциал или дифференциальный привод. При прямолинейном движении он отключается, и трансмиссия работает как однопоточная. Зарубежные эксперты отмечают, что хотя ее КПД несколько меньше, однако прямолинейное движение танка остается устойчивым. Управление дополнительным приводом при поворотах осуществляется либо фрикционными устройствами (тормозами и фрикционами поворота), либо с помощью гидрообъемной передачи.

К недостаткам фрикционных устройств управления поворотом относят малое число расчетных радиусов. Обычно на каждой передаче имеется лишь один расчетный радиус, при котором тормоз или фрикцион поворота включен полностью и работает без пробуксовки. С увеличением количества расчетных радиусов существенно усложняется трансмиссия. Дополнительные радиусы поворота, реализуемые за счет пробуксовки фрикционных устройств, зависят от внешних условий — вида и состояния грунта, угла наклона местности. Поэтому одному и тому же радиусу поворота, например на дороге с твердым покрытием и на грунте, будут соответствовать разные положения органа управления. Следовательно, в каждом конкретном случае водитель должен «угадать» положение органа управления, а затем, оценив действительный радиус поворота, уточнить его. Все это зависит от квалификации водителя и не исключает ошибок.

Другим недостатком, как отмечалось, является наличие зон «нечувствительности» привода, обусловленных малым коэффициентом трения при небольших усилиях включения и больших скоростях пробуксовки фрикционных устройств управления. Поэтому водитель при повороте с большим радиусом, чтобы пройти зону «нечувствительности», вынужден резко перемещать рычаг или штурвал на величину, заведомо большую, чем это необходимо, и лишь затем устанавливать требуемый радиус поворота, перемещая орган управления в сторону исходного положения. Ошибки, допускаемые в процессе управления, особенно при движении с большой скоростью, когда время на поворот ограничено, могут привести к тому, что танк не впишется в нужную траекторию, а при однопоточной трансмиссии потеряет управление вследствие заноса.

Чтобы исключить эти недостатки, предложили применять в трансмиссиях гидрообъемные передачи (ГОП) в дополнительном приводе. Это позволило обеспечить бесступенчатое изменение передаточного отношения при жесткой кинематической связи между ведущими колесами танка: любой радиус поворота является расчетным и каждому положению органа управления соответствует вполне определенная траектория движения.

Использование ГОП в основном потоке мощности вместо механической коробки передач, по оценкам экспертов, позволяет заметно увеличить подвижность и упростить процесс управления танком. Однако отмечают, что для передачи больших мощностей требуются ГОП со значительными габаритами либо очень высокие давления рабочих жидкостей. И в том и в другом случаях, чтобы обеспечить приемлемый объемный КПД передачи, необходима особая точность изготовления цилиндров и поршней гидронасоса и гидромотора, а также высокая надежность уплотнений. Поэтому пока гидрообъемные передачи применяют в менее нагруженных дополнительных приводах. Причем и в этих случаях приходится усложнять конструкцию трансмиссии, включая в дополнительный привод гидромуфты, работающие параллельно с ГОП при больших нагрузках.

В настоящее время большинство зарубежных конструкторов считают, что наиболее перспективными с точки зрения повышения подвижности танка являются двухпоточные трансмиссии с гидрообъемными передачами в дополнительном приводе управления поворотом. Что же касается той части трансмиссии, которая передает основную долю мощности двигателя, то оптимальной, по их мнению, была бы замена механической коробки передач бесступенчатой гидрообъемной передачей.

В частности, большие надежды возлагаются на недавно появившиеся шаропоршневые ГОП (см. 4-ю стр. обложки). В такой передаче крутящий момент на роторе мотора создается касательными составляющими нормальных реакций отпора на поршни со стороны статора. Ход поршней, величина подачи насоса и скорость вращения ротора мотора зависят от положения ротора 2 относительно статора насоса 4, то есть от величины эксцентриситета е. При изменении знака эксцентриситета обеспечивается изменение направления вращения ротора мотора. Гидромотор, как правило, имеет постоянный эксцентриситет. Однако, несмотря на определенные успехи, достигнутые в этом направлении, реализацию такого конструктивного решения на основных танках в ближайшем будущем считают маловероятной. Объясняют это технологическими трудностями изготовления подобных передач, а кроме того, необходимостью применения громоздких систем охлаждения для рабочей жидкости.

В отношении вариантов «комплексная гидродинамическая передача с механической коробкой передач» или «механическая коробка передач с увеличенным числом ступеней» в основном потоке мощности среди зарубежных специалистов существуют различные мнения, поскольку каждый из этих вариантов имеет как определенные преимущества, так и существенные недостатки. Поэтому при выборе той или иной схемы трансмиссии решающими являются приоритетные требования, реализуемые при создании танка.

Используя КГП в танковых трансмиссиях, зарубежные конструкторы стараются ограничить их работу только на низших передачах (в тяжелых условиях движения), что позволяет иметь более высокий общий КПД трансмиссии на высших передачах, увеличить запас хода по топливу, реализовать тормозные свойства двигателя. Именно поэтому механические коробки передач в современных ГМТ имеют увеличенное число передач переднего хода.

Двигатель и трансмиссия Tiger(P)

Уже не один год среди историков и любителей ведутся споры о главной особенности «Тигра Порше» — электротрансмиссии. Одни считают, что ее применение было оправдано, другие — что именно из-за нее на вооружение был принят «Тигр Хеншеля». В этой статье описаны все основные варианты двигателей и трансмиссий, каждый из которых мог быть запущен в серийное производство.

Двигатель и трансмиссия Typ 101

Все элементы силовой установки размещались в одном отделении позади башни.

Главная проблема компоновки состояла в большой ширине блока из двух двигателей и генераторов. Из-за этого поместить систему охлаждения слева и справа от двигателей (как на «Тиграх» и «Пантерах») было очень сложно. Отказ от поддерживающих катков позволил увеличить объем надгусеничных полок, где система охлаждения в итоге и оказалась. Именно ее недостатки были одними из самых существенных минусов и «Тигра Порше», и «Фердинанда».

Два бензиновых двигателя воздушного охлаждения Typ 101 (объем каждого — 15 литров) общей мощностью 620 л.с. помещались в корпусе в одном блоке с двумя генераторами Siemens aGV 275/24 мощностью 275 киловатт каждый. Такая схема позволяла экономить место в корпусе и обеспечивала удобство ремонта в полевых условиях: неисправный блок можно было при помощи крана вытащить из танка целиком.

Позади блока генераторов у кормового бронелиста располагались два тяговых электродвигателя Siemens D1495a мощностью 230 киловатт каждый.

Электродвигатели соединялись последовательно, благодаря чему «Тигр Порше» хорошо держал направление при езде по прямой и был удобен в управлении: если одна гусеница крутилась быстрее другой, то напряжение на соответствующем электромоторе поднималось, но шунтовая обмотка ослабляла магнитное поле этого мотора, что приводило к уменьшению вращающегося момента и выравниванию движения всего танка.

Трансмиссия Voith на «Typ 102»

Еще в 1939 году Порше был обеспокоен возможными проблемами, связанными с электротрансмиссией. Уже тогда при проектировании Typ 100 возникла мысль использовать гидравлическую трансмиссию. Поскольку в производстве электротрансмиссии обходилась дорого, возникла идея сделать часть «Тигров» с гидравлической трансмиссией Voith, и такой вариант получил название Typ 102. В качестве двигателей рассматривались все те же Typ 101 воздушного охлаждения. Максимальная скорость Typ 102 составляла 35 км/ч.

По плану половину из сотни «Тигров Порше» должны были составлять Typ 101, а вторую — Typ 102.

Typ 130 и Typ 131

Как мы уже говорили, двигатели Typ 101 имели воздушное охлаждение. Такая схема обладала массой недостатков: танк был более шумным, и двигатели плохо охлаждались. Жидкостное охлаждение эффективнее, к тому же такая система занимает меньше места. Почему выбрали именно воздушное? Ответ очевиден — простота конструкции. Двигатель с воздушным охлаждением можно было установить на танк и провести испытания ходовой части в кратчайший срок, чем и воспользовался Порше, отстававший от конкурента.

После первых испытаний инженеры пошли двумя путями. С одной стороны, рассматривалась возможность использовать серийные двигатели жидкостного охлаждения Maybach HL 120TRM, которые ставились на Pz III и Pz IV. С другой — стоило попробовать довести до ума двигатели Typ 101, поскольку они выдавали в сумме на 20—40 л.с. больше, чем «Майбахи».

Typ 130 — вариант «Тигра Порше» с двигателями Maybach HL 120TRM и электротрансмиссией, а Typ 131 — с гидравлической трансмиссией. Варианты Typ 130 и Typ 131 были очень многообещающими, поскольку основные недостатки силовой установки (кроме системы охлаждения) в них устранили. Один «Тигр Порше» с гидравлической трансмиссией и двигателями Maybach использовался в войсках до 1944 года и был потерян в бою. Однако в серию Typ 131 не пошел — на вооружение был принят «Тигр» фирмы «Хеншель». Наработки по двигателям Maybach очень пригодились при проектировании «Фердинанда», не зря Порше с энтузиазмом принял предложение по разработке новой САУ.

Двигатель Typ 101/2 на Typ 103

Помимо планов по установке двигателей Maybach, велись работы по совершенствованию двигателей воздушного охлаждения Typ 101. Крышу моторного отделения немного переделали, а над генераторами установили вентиляторы. Typ 101 с новой системой охлаждения получил название Typ 101/2 и устанавливался в Typ 103 — новую модификацию «Тигра Порше» с изменениями в системе охлаждения.

Над вентиляционными решетками закрепили дополнительные защитные листы, а над генераторами — элементы системы охлаждения.

Надежность электротрансмиссии

То, что главная проблема «Тигра Порше» — его ненадежная и часто ломающаяся электротрансмиссия, не более чем миф. Настоящая проблема была в другом. Во-первых, двигатели Typ 101 не находились в серийном производстве. Во-вторых, были сырыми и не доведенными до ума. Прибавим сюда проблемы с системой охлаждения. Что же до надежности электротрансмиссии, то она была вполне приемлемой, что отмечают и немецкие, и советские танкисты.

Из отчета по испытаниям трофейного «Фердинанда» в Кубинке, 1943 год:

«За время испытания не было ни одного случая отказа или дефектов в работе каких-либо агрегатов по причине их несовершенства. Испытания электрической трансмиссии «Фердинанд» проводил совместно с заводом №627 НКЭП при участии инженеров-специалистов по электротяге НИИ НКПО.

8. По надежности работы.

а) Все агрегаты силовой установки, особенно электротрансмиссия, во время испытаний работали надежно.

б) Все элементы ходовой части работали надежно.

9. По электрической трансмиссии.

Электрическая трансмиссия имеет следующие положительные данные:

а) Принципиальная простота и высокая надежность в работе.

б) Обеспечение наиболее полного использования мощности первичных двигателей.

в) Возможность работы первичных двигателей в наиболее благоприятных режимах при различных условиях движения машины».

Конечно, «Фердинанд» отличается от «Тигра Порше», но его силовая установка почти полностью соответствует Typ 130, так что все вышесказанное, с поправкой на массу, актуально и для него.

Такое же мнение об электротрансмиссии Порше составили в процессе эксплуатации и немецкие танкисты, которые отмечают и недостатки системы охлаждения. Из доклада Хайнца Грешела:

«Температура в моторном отделении такая высокая, что в некоторых случаях начинало кипеть топливо.

Бензиновые двигатели. Неполадки в моторах являются в последнее время особенно многочисленными. Наиболее характерными из них являются:

Деформируются или изнашиваются клапана, как следствие разбитые поршни, шатуны и головки цилиндров.

Трещины и неплотные гильзы цилиндров, конечно, являются последствием перегрева.

Генераторы и электромоторы. В Нойзейдле у нас было последнее повреждение генератора. Это опять было короткое замыкание в рубящем контакте. С тех пор устройства работают без дефектов. Все же нужно подчеркнуть, что сейчас преобладает сухая погода и эти агрегаты редко полностью охлаждаются».

Это важно : тяговые электродвигатели не имели своей системы охлаждения.

Конечно, это писалось про эксплуатацию «Фердинандов», но в какой-то мере актуально и для «Тигра Порше». Известный специалист по истории немецкой бронетехники Хилари Дойл тоже считает проблемы с системой охлаждения самыми существенными, электротрансмиссия же, по его мнению, работала вполне надежно.

Что такое трансмиссия танка

• ЖАНРЫ 360
• АВТОРЫ 277 353
• КНИГИ 654 310
• СЕРИИ 25 026
• ПОЛЬЗОВАТЕЛИ 611 562

ЛЕГЕНДЫ И ФАКТЫ

Вряд ли будет преувеличением утверждение, что история существует как минимум в двух ипостасях. Одна – для узкого круга, состоящего из профессиональных учёных-историков и хорошо подготовленных любителей, другая – для широких народных масс. Эта вторая история представляет собой как бы скелет из подлинных исторических фактов, окружённых плотью из мифов и легенд. При этом первая история, как правило, мало кому интересна, так как она достаточно скучна, кровава, грязна и начисто лишена патетики. Вторая история значительно забавнее, так как повествует о событиях не в том виде, какими они были, а скорее в том, какими они могли бы быть или какими их видят историки и власть, которая платит им жалованье. Собственно, точка зрения власти на исторические события и является определяющей, недаром при её смене народ узнаёт так много нового и интересного о событиях недавнего, а порой и давнего прошлого. По причине постоянной смены трактовок тех или иных исторических событий эта наиболее политизированная из всех наук получила обидное прозвище Проститутка. Как говорится, кто платит за женщину, тот её и танцует.

Примеров легендотворчества немало в истории любой страны, не стала исключением и Россия. Если брать в расчёт события сравнительно недавнего прошлого, то можно с уверенностью утверждать, что больше всего над превращением истории России XX века в легенду потрудились большевики. Трактовка исторических фактов давалась исключительно с классовых позиций и в строгом соответствии с «Кратким курсом истории ВКП(б)», а затем – «Истории КПСС». Но и тут не было постоянства, так как каждый новый руководитель партии и государства переписывал или как минимум корректировал историю страны под себя. Так, в истории Гражданской войны от Сталина и Ворошилова не нашлось места Троцкому, а боевые действия превратились в один большой победоносный рейд лихой конницы Будённого. В годы правления Брежнева ревизии подверглась уже история Великой Отечественной войны – центр событий сместился из Сталинграда и с Курской дуги на Малоземельский плацдарм под Новороссийском. Ну а руку на пульсе войны держал этакий «серый кардинал» – начальник политотдела 18-й десантной армии полковник Л. И. Брежнев, с которым «советовались» не только туповатый Жуков, но даже сам «великий и ужасный»! Этот перечень можно продолжать почти до бесконечности. Причём, несмотря на начавшийся в конце 1980-х годов процесс «стерилизации» исторических легенд, они оказались на диво живучи и востребованы. Так что по-прежнему топит чуть ли не половину японской эскадры «гордый «Варяг», по-прежнему прямо с парада на Красной площади 7 ноября 1941 года войска уходят на фронт, по-прежнему мы гоним врага «в хвост и в гриву» под Прохоровкой, по-прежнему «тигры» и «пантеры» горят пачками, а наши танки самые-самые! Кстати, о танках…

Если история в целом превращена в одну сплошную легенду, то, само собой разумеется, что история техники тоже не избежала этой участи. Самым непосредственным образом это касается и истории советского (если брать шире – то и российского) танкостроения. Даже самые первые его шаги стали объектами мифотворчества. Среди них и первый «русский» бронеавтомобиль (построен во Франции по французскому проекту), и первый в мире танк «Вездеход» конструкции Пороховщикова (в законченном, собранном виде никогда не существовал), и многое другое. Густо обрастали легендами различные эпизоды истории советского танкостроения и в дальнейшем, как, впрочем, и многие факты боевого применения советских танков. При этом наблюдается интересная особенность: чем известнее машина, тем больше о ней придумано легенд. Так, например, о первом по-настоящему серийном советском танке МС-1, ничем особенно себя не проявившем, при всём желании ни одной легенды вспомнить не удаётся. А вот о Т-34… Да вся история танка Т-34 – это одна большая легенда! Разобраться со всеми легендами о «тридцатьчетвёрке», накопившимися за без малого 70 лет, нет никакой возможности. Объёма этой книги не хватит. Но вот попробовать разобраться хотя бы с несколькими наиболее расхожими мифами можно.

Пожалуй, самая большая из легенд связана с разработкой танка Т-34, то есть с событиями 1937-1940 годов. Чтобы разобраться в этом вопросе, для начала имеет смысл привести, так сказать, каноническую версию.

«Прародитель» танка Т-34 – колёсно-гусеничный танк Кристи на полигоне в СССР. 1931 год

Итак, в монументальном труде «История танковых войск Советской Армии», изданном в 1975 году Военной академией бронетанковых войск, эти события излагаются следующим образом (здесь и далее стиль и орфография цитируемых документов сохраняются без изменений. – Прим. авт.):

«Начатые в октябре 1937 г. под руководством М. И. Кошкина работы по проектированию нового среднего танка, заданного с колёсно-гусеничным движителем, привели к разработке танка А-20. В группу, ведущую проектные работы над новым танком, входили: А. А. Морозов, Н. А. Кучеренко, П. П. Васильев, А. А. Молоштанов, М. И. Таршинов, В. М. Дорошенко, А. С. Бондаренко и другие. От БТ-7М танк А-20 отличался новой формой корпуса с наклонным расположением броневых листов, разработанной конструктором М. И. Таршиновым, а также вновь сконструированным приводом к ведущим каткам (колёсам) для движения на колёсном ходу. При движении на колёсах три катка из четырёх на борту являлись ведущими. Хотя такой привод и повышал проходимость танка при движении на колёсном ходу, но конструкция ходовой части танка А-20 была сложной и громоздкой.

Смелой и новаторской была мысль М. И. Кошкина и А. А. Морозова ограничиться одним гусеничным движителем. На Главном Военном совете в августе 1938 г. М. И. Кошкин добился разрешения осуществить в металле наряду с колёсно-гусеничным и этот вариант нового среднего танка, получившего марку Т-32. Отказ от громоздких и тяжёлых редукторов в приводе к ведущим каткам дал возможность упростить трансмиссию, повысить её надёжность, главное – усилить броневую защиту до 30 мм.

Танки А-20 и Т-32 были представлены летом 1939 г. Государственной комиссии для проведения сравнительных испытаний. Комиссия отметила, что оба они «выполнены хорошо, а по своей надёжности и прочности выше всех опытных образцов, ранее выпущенных». Госкомиссия считала, что танк Т-32 должен иметь более мощную броню, однако вывода, на каком варианте танка необходимо окончательно остановиться, не сделала. Очень много было сторонников танка с колёсно-гусеничным движителем. Последовавшие осенью испытания также не решили вопроса о выборе типа танка.

Лишь накопленный опыт боевых действий (в том числе начавшейся Второй мировой войны) к концу 1939 г. окончательно убедил в необходимости поставить на танк более мощное вооружение, противоснарядную броню и гусеничный движитель. После этого и были ускорены работы по созданию танка Т-34, который в конструктивном отношении являлся дальнейшим развитием танка Т-32.

Известная всему миру «тридцатьчетвёрка» была принята на вооружение нашей армии Постановлением правительства от 19 декабря 1939 г., когда опытный её образец не был ещё изготовлен. Этим же постановлением был дан заказ на выпуск в 1940 г. 220 танков данного типа».

Это, так сказать, взгляд заказчика, причём довольно давний. Но, может быть, с течением времени появилась какая-либо дополнительная информация? Что же, воспользуемся более свежим источником – книгой «Харьковское конструкторское бюро по машиностроению имени А. А. Морозова», изданной в Харькове в 1997 году и приуроченной к 70-летию КБ. С точки зрения разработчика, события выглядели так:

«В октябре 1937 года завод № 183 получил от Автобронетанкового Управления РККА задание на разработку нового манёвренного колёсно-гусеничного танка. Для выполнения этого серьёзного задания М. И. Кошкин организовал новое подразделение – КБ-24. Конструкторов в это КБ он подбирал лично, на добровольных началах из числа работников КБ-190 и КБ-35. Численность этого КБ составила 21 человек:

Трансмиссия на танке Тигр: чем была примечательна полуавтоматическая коробка передач от Maybach

Уже продолжительное время историки ведут ожесточенные споры о преимуществах и недостатках. Одни заявляют о превосходной броне и убойной мощности танкового орудия «Тигра», другие в противовес указывают на сложность конструкции, дороговизну производства боевой машины, недостаточно высокой надежности двигателя и трансмиссии. Похоже, что эти споры будут продолжаться уже долгое время, ведь у «Тигра» действительно были как сильные стороны, так и недостатки.

Можно говорить, что это был один из лучших танков времен Второй Мировой войны, но он точно не был идеальным. Особый интерес вызывает трансмиссия танка, ведь его масса составляла чуть меньше 60 тонн, поэтому вопрос, как такая махина приводилась в действие, не может не интересовать. В этой статье расскажем о трансмиссии «Тигра» и коробки передач производства Maybach полуавтоматического типа.

Особенности коробки передач танка «Тигр»

И на обычном «Тигре», и на «Королевском Тигре» применялась коробка передач, изготовленная по лицензии фирмой Maybach. Это был полуавтоматической агрегат с 8 передними и 4 передачами заднего хода. Коробка переключения передач «Ольфар» 401216В отличалась преселекторным управлением. Оператору достаточно было перевести селектор КПП в нужное положение, после чего боевая машина начинала движение.

Агрегат на «Тигре» по внешнему виду и габаритам отличался от КПП на «Королевском Тигре»: на «усовершенствованной» боевой машине применялась коробка с радиатором и резервуаром с водой без циркуляции охлаждающей жидкости. Она менялась ручным способом. На «Тигре» агрегат довольно быстро перегревался, что приводило к поломкам трансмиссии и обездвиживанию танка прямо на поле боя. За этот конструктивный недостаток «супертанк» Гитлера довольно часто критиковали даже немецкие солдаты.

Особенность КПП «Тигра» заключалась в том, что в ней не было общих валов для нескольких шестерен, то есть, каждая шестерня устанавливалась на отдельных подшипниках. Также агрегат получил автоматический гидравлический сервопривод. Оператору не нужно было выжимать педаль главного фрикциона, достаточно было всего лишь перевести рычаг.

Дальше сервопривод без участия оператора отключал главный фрикцион и включенную в этот момент передачу, после чего синхронизировал угловые скорости зубчатых муфт, обеспечивал включение следующей скорости, а дальше уже и главного фрикциона. Если гидравлический сервопривод выходил из строя, у водителя оставалась возможность в ручном режиме производить переключение скоростей полуавтоматической коробки передач. Шестерни КПП смазывались струйным способом, в место зацепление обеспечивалась подача смазочного материала.

Трансмиссия «Тигра»

У танка действительно на тот момент была прогрессивная конструкция трансмиссии. Она способствовала снижению нагрузки на водителя, поскольку тому не требовалось затрачивать колоссальные усилия на переключение передач – эту задачу на себя брал гидравлический сервопривод. В сочетании с торсионной подвеской боевая машина была действительно легкоуправляемой, подвижной, мобильной. Конструктивно трансмиссия «Тигра» получила карданную передачу, обеспечивающую передачу крутящего момента от КПП, механизма поворота, собственно самой полуавтоматической КПП, дисковых тормозов и бортовых передач.

Такая компоновка выгодно отличалась и тем, что механизм поворота, коробку и главный фрикцион объединили в один двухпоточный механизм переключения передач и поворота. Трансмиссия обеспечивала поворот на месте и по два фиксированных радиуса поворота на каждой передаче. Дальше крутящий момент поступал на двухступенчатые бортовые редукторы и ведущие колеса трансмиссии переднего расположения.

Можно сказать, что такая трансмиссия буквально сама вела танк. От водителя не требовалось ни больших физических усилий, ни опыта, ни квалификации. Обучиться управлению и вождению танком не составляло особого труда даже абсолютно новому члену экипажа. Поэтому нередко в случае выбытия водителя из экипажа его подменяли и продолжали эксплуатацию боевой машины. Таким образом, примечательная особенность полуавтоматической Maybach заключалась в обеспечении комфортных условий управления боевой машиной. Да, она не была идеальной и сверхнадежной, но в «Тигре» этот агрегат был не самым откровенно слабым местом.

Коробка переключения передач «Ольфар» 401216В

ЧИТАТЬ КНИГУ ОНЛАЙН: Техника и вооружение 2010 01

НАСТРОЙКИ.

СОДЕРЖАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1
• 2
• 3
• 4
• » .
• 36

Техника и вооружение 2010 01

ИСТОРИЯ КАФЕДРЫ «АВТОМОБИЛЬНАЯ ТЕХНИКА» ОБЩЕВОЙСКОВОЙ АКАДЕМИИ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РФ

к.в.н., профессор, начальник кафедры В.Д. Тимофеев,

На основании приказа Реввоенсовета СССР №39 от 13 мая 1932 г. была сформирована Военная академия моторизации и механизации РККА. Одновременно была создана и автомобильная кафедра. В приказе начальника академии от 8 июля 1932 г. предписывалось «…иметь следующие циклы:

V. Специально-технический цикл в составе кафедр:

1. Колесных машин. Начальник кафедры – Чудаков Евгений Алексеевич…»

Выдающийся деятель науки и техники Е.А. Чудаков был одним из первых, кто понял, что проблемы теории, расчета и конструирования автомобилей в целом – проблемы взаимосвязанные. Он считал, что результаты теоретических и экспериментальных исследований автомобилей должны служить двум целям: через учебную литературу способствовать подготовке высококвалифицированных специалистов; быть основой проектирования автомобилей, причем составлять если не большую, то обязательно исходную ее часть. В обоих случаях теория должна, во-первых, описывать и объяснять законы и закономерности движения автомобиля; во-вторых, давать возможность оценивать его свойства, следовательно, обеспечивать ему высокие технический уровень и качество; в-третьих, позволять определять оптимальные, обуславливающие его максимальную эффективность режимы движения.

При Е.А. Чудакове развернулось строительство мощного учебно- лабораторного корпуса на ул. Лефортовский вал с уникальнейшими стендами для испытания агрегатов и целых автомобилей и с прекрасно оборудованными учебными классами. Над созданием этой лаборатории особенно много работали А.К. Фрумкин, Л.Ф. Рудаков и М.М. Пицхелаури. Позднее на единственном тогда в стране стенде с беговыми барабанами впервые были получены тягово-скоростные (динамические) характеристики для серийно выпускаемых бронеавтомобилей БА-10 и БА-20, положенные в основу дальнейших разработок боевых колесных машин.

Военный инженер 1 ранга И.И. Дюмулен провел большую работу по испытанию всех отечественных и большого числа иностранных мотоциклов. Являясь председателем Государственной комиссии по испытанию, он во многом способствовал созданию первых марок отечественных мотоциклов ИЖ-1 и Л-300. Под его руководством был разработан первый стенд для испытания мотоциклов.

В начале 1930-х гг. началось исследование проблем, связанных с повышением проходимости колесных машин. В 1933 г. конструкторская группа кафедры под руководством Е.А. Чудакова спроектировала и построила на заводе «Красный путиловец» в Ленинграде ходовой макет машины оригинальной конструкции с колесной формулой 8×8, использовав узлы и агрегаты серийно выпускаемых автомобилей и дизельный двигатель «Коджу». В следующем году автомобиль прошел испытания, в ходе которых он оснащался, в частности, шинами типа «сверхбаллон». Именно тогда удалось установить «эффект циркуляции мощности» для полноприводных автомобилей, о котором в то время не было известно. Однако технологически автомобильная промышленность еще не была готова к производству многоосных полноприводных автомобилей. Прошли многие годы, прежде чем появилась надежная модель бронетранспортера-амфибии БТР-60П с колесной формулой 8×8.

Задачам изучения проходимости колесных машин послужил и знаменитый автопробег Москва – Кара-Кум – Москва в 1933 г., в подготовке которого начальник кафедры «Колесные машины» Е.А. Чудаков принял деятельное участие. По результатам испытаний для создания бронеавтомобиля БА-6 было выбрано шасси ГАЗ-ААА. Машина оказалась довольно удачной, хотя и не лишенной ряда недостатков.

В предвоенные годы на кафедре прошли стендовые и ходовые испытания более 20 типов автомобилей. Среди них автомобиль фирмы «Сентинел» (Англия) с паровой энергетической установкой, ЗИС-6 с двигателем «Коджу», газобаллонный легковой автомобиль М-1, а также ряд поступавших на вооружение армейских автомобилей и колесных бронемашин.

Ходовой макет конструкции Е.А. Чудакова с колесной формулой 8×8 на испытаниях в 1934 г.

Коллектив кафедры, 1930-е гг.

Класс для занятий по техническому обслуживанию автомобилей и разрезной макет БТР-40. 1950-е гг.

В результате всех многочисленных испытаний был сделан вывод о том, что к конструированию ходовой части боевых и транспортных армейских машин нужен свой подход, в котором главное внимание должно быть направлено на высокую проходимость, плавность хода и надежность. Утвердилось мнение, что истинный вездеход, особенно военный, должен иметь привод на все оси (колеса) и независимую подвеску.

Следует отметить, что научный потенциал и глубина разработок начальника кафедры были настолько совершенны, что в 1937 г. Е.А. Чудаков был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а на следующий год получил без защиты диссертации ученую степень доктора технических наук. В 1939 г. Евгений Алексеевич стал действительным членом Академии наук СССР, а позднее – ее вице-президентом.

Авторитет кафедры в науке был настолько высок, что в 1938 г. без защиты диссертаций получили ученую степень кандидата технических наук военинженеры 1 ранга И.И. Дюмулен, Б.О. Берзин и Г.В. Зимелев.

Вокруг Е.А. Чудакова началось образование групп исследователей, ставших впоследствии известными учеными. Это касается специалистов не только кафедры «Колесные машины», но и кафедр «Танки» и «Эксплуатация бронетанковой техники». К этому же периоду становления науки в академии относится случай, когда за исследовательскую работу под руководством академика Е.А. Чудакова взялся начальник академии генерал Г.Н. Ковалев и защитил кандидатскую диссертацию по стабилизации управляемых колес автомобиля.

Трансмиссия

Трансмиссия (силовая передача) — набор механизмов в машиностроении, предназначенный для передачи крутящего момента от двигателя на колёса транспортного средства (автомобиля), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения.

Содержание

Состав

В состав трансмиссии автомобиля входят:

• Сцепление;
• Коробка передач;
• Карданный вал;
• Дифференциал;
• Шарниры равных угловых скоростей.

В состав трансмиссии гусеничных машин (например, танка) в общем случае входят:

• Главный фрикцион (сцепление);
• Входной редуктор («гитара»);
• Коробка передач;
• Механизм поворота;
• Бортовой редуктор.

Основные требования

К трансмиссиям предъявляются следующие требования:

• обеспечение высоких тяговых качеств и скорости машины при прямолинейном движении и повороте;
• простота и легкость управления, исключающие быструю утомляемость водителя;
• высокая надежность работы в течение длительного периода эксплуатации;
• малые масса и габаритные размеры агрегатов;
• простота (технологичность) в производстве, удобство в обслуживании при эксплуатации и ремонте.

Классификация трансмиссий танков

По способу передачи и трансформирования момента трансмиссии делятся на механические, гидромеханические и электромеханические.

Механические трансмиссии (простые и планетарные) в коробках передач содержат лишь шестеренчатые и фрикционные устройства. Преимущества их состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и малой массе, надежности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя, среднюю скорость и поворотливость машины. Большое время на переключение передач усложняет управление машиной.

Жесткая кинематическая связь двигателя с ведущими колесами повышает динамическую нагруженность двигателя и трансмиссии, снижает надежность и долговечность агрегатов.

Применение механических транисмиссий характерно для советского автомобиле- и танкостоения (простые механические — Т-55, Т-62; планетарные с гидросервоуправлением — Т-64, Т-72, Т-80).

Гидромеханические трансмиссии имеют гидромеханическую коробку передач, в состав которой входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор. Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надежности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии.

Основным недостатком этих трансмиссий является сравнительно низкий КПД из-за низкого КПД гидропередачи, что снижает запас хода танка. При КПД гидропередачи не ниже 0,8 диапазон изменения момента не более трех, что вынуждает иметь механический редуктор на три-пять передач, считая передачу заднего хода. Необходимо иметь специальную систему охлаждения и подпитки гидроагрегата, что увеличивает габариты МТО. Без специальных автологов или фрикционов не обеспечиваются торможение танка двигателем и пуск его с буксира.

Гидромеханические трансмиссии получили широкое распространение в западном танкостроении — М1 «Абрамс» (США), «Леопард-2» (ФРГ). В трансмиссиях этих танков использованы не только гидродинамические передачи в основном приводе, но и гидростатические (гидрообъемные) передачи в дополнительном приводе для осуществления поворота.

Электромеханические трансмиссии имеют электрические генераторы и тяговые электродвигатели и обеспечивают автоматическое изменение крутящего момента в соответствии с изменением сопротивления движению. Такие трансмиссии применялись на ЭКВ (СССР) и немецких машинах «Фердинанд» и «Мышонок». Отсутствие жесткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии расширяет возможности создания различных компоновочных схем. Крутящий момент сериесных электродвигателей изменяется обратно пропорционально частоте вращения, сохраняя почти постоянную мощность. Это свойство электротрансмиссий упрощает управление танком и повышает среднюю скорость за счет более полного использования мощности двигателя.

Применению электротрансмиссий препятствовали сравнительно большие габариты и масса электрических машин. Однако успехи электротехнической промышленности открывают возможности создания малогабаритных электрических машин. Это делает перспективным применение на танках и особенно на военных гусеничных машинах, несущих энергоемкое оборудование, электромеханических трансмиссий.