Способы управления коробкой отбора мощности автомобиля.
Трансмиссия типового автомобиля грузового класса предназначена для передачи энергии от двигателя к колёсам. На автомобильном шасси этого класса собирается большое разнообразие специальных автомобилей, и их мы можем наблюдать ежедневно не один десяток на дорогах. Это различного рода машины по уборке и содержанию дорог, автоэвакуаторы, специальные автомобили, предназначенные для строительных и монтажных работ, перевозке жидких и сыпучих грузов. Возникает актуальная задача по организации трансмиссии мощности от двигателя автомобиля к различным механизмам спецавтотехники (насос гидропривода, компрессор или насос для перекачки жидкого груза, приводы различных механизмов и т.д.).
Первым звеном этой трансмиссии является коробка отбора мощности (КОМ), устанавливаемая на один из агрегатов базовой трансмиссии автомобильного шасси. Например, коробка отбора мощности ISO для коробки перемены передач (КПП) КАМАЗа, ГАЗа (выход назад) с пневмоуправлением показана на рис.1.
Рис.1
Традиционно в большинстве случаев КОМ устанавливается на коробку передач автомобиля. Более редкими, но встречающиеся в современной спецавтотехнике решения: установка на раздаточной коробке и в разрезе карданного вала (от КПП до главной передачи).
При этом в большинстве случаев КОМ является механизмом с возможностью включения/выключения передаваемого вращения. Это связано с тем, что оборудование, установленное на спецавтомобиле в процессе движения автомобиля не должно работать, например насос гидропривода самосвала или крана, топливоперекачивающий насос автомобиля для перевозки жидкого топлива или сжиженного газа.
Рис.2 Аксиально-поршневой насос dark short-52 he ISO.
Механизм КОМа включается для выполнения работ при остановленном движении автомобиля, при положении коробки передач «нейтраль». Однако есть виды специальных автомобилей, чьи механизмы должны быть задействованы в процессе движения: подметально-уборочные машины, автомобили для мойки ограждений - в этих случаях применяются КОМы, позволяющие отбирать мощность в процессе движения, независимо от положения коробки передач. Для автомобилей с автоматической коробкой передач наиболее логичным решением является КОМ, установленный в зацеплении с насосным колесом гидротрансформатора (входной вал АКПП). Более редкими и технически сложными случаями является установка постоянно включенного КОМа на механической коробке передач или на раздаточной коробке.
В этой статье подробнее рассмотрим три основных способа управления включением/выключением КОМа по их физическому принципу: пневматический, механический и вакуумный.
Большинство автомобильных шасси грузового класса оснащаются пневматически приводными тормозами, на таких автомобилях по умолчанию установлен компрессор, ресивер и вся необходимая аппаратура для управления пневмосистемой. Наиболее логичным в этом случае способом управления является управление избыточным давлением воздуха - КОМ с пневмоуправлением.
Рис.3. КОМ 01006200175 с пневмоуправлением и установленным на нём аксиально-поршневым насосом.
К преимуществам этого решения относятся:
Рис.4. КОМ 01004302176 с пневмоуправлением на два выхода. Установлены насос (вверху) и фрикционная муфта механической передачи (внизу).
Пневматические трубки, фитинги и клапаны изготавливаются в большом разнообразии и в подходящем для автомобильного применения: коррозионностойком и климатическом исполнениях. Для управления КОМом из кабины доступны эргономичные и современные пневматические переключатели для тех случаев, когда допускается прокладка пневматических трубок в кабину и не требуется автоматическая блокировка для повышения безопасности.
Рис.5. Пневмопереключатель N-GAGE 10000100515 со встроенным индикатором.
Установка системы пневмоуправления на автомобиль не представляется сложной задачей. Комплекты пневматического управления представлены на 12В и 24В; в него входят: пневматическая трубка, кабель, фитинги, электроуправляемый пневматический клапан, вспомогательные элементы. При установке этой системы в кабину прокладывается электрический кабель управления клапаном.
Рис.6. Комплект пневматического управления на 24В 46010700406.
Серьёзным преимуществом КОМа с пневмоуправлением является возможность автоматизации функций безопасности управления. Случайное включение КОМа при движении автомобиля может привести к поломке приводимого оборудования или коробки передач автомобиля. Поэтому установка электроуправляемого пневматического клапана в линию включения КОМа может быть эффективной мерой для предотвращения включения во время движения автомобиля.
Конструктору автомобиля также необходимо внимательно проанализировать риски включения КОМа при направлении вращения трансмисии в неприемлемом направлении (например, при установке КОМа на раздаточной коробке), в результате ошибочного включения может быть повреждён приводимый механизм (например, нереверсивный насос). Электроуправляемый пневматический клапан и в этом случае может быть необходимой и достаточной мерой безопасности.
К недостаткам данного способа управления является то, что его невозможно реализовать на автомобиле без пневмосистемы.
Для автомобилей, не имеющих бортовой штатной пневмосистемы, таких как: Газель, Hyundai HD-78, Isuzu NQR 75, Hino 300 и некоторые других, предлагаются КОМы с механическим управлением посредством тросового управления.
Рис.7. КОМ 08506300131, установленный на ГАЗЕЛЬ.
Самый простой и надёжный из возможных механизм управления. И он, к сожалению, не лишён недостатков при эксплуатации: усилие для управления КОМом заметно больше, по сравнению с пневматическим, при понижении температуры это усилие может серьёзно увеличиться из-за замерзания смазки между тросом и его внешней оболочкой и снижением эластичности самой оболочки.
Рис.8. Установленный трос механического включения КОМ в кабине.
Кроме того, от оператора автомобиля требуется повышенное внимание при управлении КОМом, не предусмотрена автоматическая защита от ошибочного включения при движении автомобиля. Да, на тросовом управлении есть фиксатор рычага, который не позволит его сдвинуть случайно, но построить простую автоматическую систему блокировки включения КОМа с механическим управлением при движении автомобиля не представляется возможным. Особые затруднения при установке такого КОМа могут возникнуть у установщика: достаточно жесткий трос имеет значительный допустимый радиус изгиба (порядка 400-600 мм).
Рис. 9. КОМ 06837900136 для Hyundai HD-78 c вакуумным управлением.
Указанные недостатки управления и монтажа для КОМа с механическим управлением отсутствуют у третьего вида управления - вакуумное управление. В автомобилях без пневмосистемы для привода тормозных механизмов может использоваться вакуум, возникающий при работе двигателя внутреннего сгорания. В управлении и монтаже этот вид КОМа сопоставим с пневмоуправляемым, но с точки зрения надёжности заметно ему уступает. В вакуумных трубках и в самой камере управления КОМом при работе создаётся пониженное (относительно атмосферы) давление. Любая неплотность соединения деталей механизмов приводит к тому, что в этих местах засасывается воздух из окружающей среды, который нередко содержит дорожную грязь, частицы раствора противогололедного реагента и прочий мусор. Как следствие - возникает ускоренная коррозия внутренних частей механизмов и их заклинивание. Необходимо также учесть, что энергетический потенциал вакуумной системы значительно уступает пневматической, поэтому установка дополнительного вакуумного механизма в штатную вакуумную систему управления тормозными механизмами автомобиля более серьёзно снижает надёжность автомобиля по сравнению с установкой пневмоуправляемого КОМа на автомобиль с штатным компрессором.
Рис.10. Электрокомпрессор серии AIR-PACK
Для задач, где клиент хотел бы сохранить удобство и надёжность пневмоуправляемого КОМа, при установке на автомобиль, не обладающий штатным компрессором, мы можем предложить автономный электрокомпрессор в блочном исполнении с ресивером серии AIR-PACK. Установка данного устройства позволит применить на автомобиле пневмоуправляемый КОМ со всеми его преимуществами в плане надёжности и удобства монтажа, а также иметь дополнительный источник сжатого воздуха для других маломощных потребителей.
Статью подготовил ведущий инженер "Группа Гидравликовъ"
Куликов Дмитрий Геннадьевич
e-mail: d.kulikov@gidravlikov.ru
Тел.: 8(495)505-63-23, доб. 106
Редакция статьи:
Главный инженер
Пономарев Владимир Викторович
Компания благодарит партнёров за предоставленные фотографии.
