Французька механічна трансмісія CFD

S.N.C.F використовує редуктори

Додому
Спадкові CFD
Документи
Французька механічна коробка передач

Локомотивна коробка передач, призначена для уникнення раптової втрати тягового зусилля при перемиканні передач, застосовувалася на двомоторних локомотивах потужністю до 800 к.с.

Доступ до нашого асортименту редукторів

З коробки два рішення

Протягом 1961 р. S.N.C.F. замовив 35 редукторів ZENS для дизельних локотракторів потужністю 150 к.с. на додаток до 45, замовлених у 1960 році.

Цю коробку спроектував пан П'єр ЗЕНС, генеральний директор Cie de Chemins de Fer Départementaux, перш за все для тепловозів, призначених для різних ліній C.F.D.; і виготовляється в Ateliers C.F.D. де Монмірай, де тепловози були побудовані повністю не тільки для C.F.D. але і для приватної промисловості.

Дві основні ідеї керували розвитком цього вікна. Перша бочкадосягти перемикання передач, яка не передбачає раптової втрати тягового зусилля локомотива на кожному проході; друге - цеящик, придатний переважно для локомотивів, а не для вагонів, і які згодом можуть бути прийняті для досить значних повноважень.

Вирішення проблеми призвело до моделі редуктора під назвою "ASYNCHRO"; друга умова була задоволена будівництвом локомотивів потужністю 800 к.с., придатних як для лінійного обслуговування, так і для найважчого маневру, хоча, як особливий наслідок замовлення SNCF, із 80 ящиків використовується більшість передач, що знаходяться в експлуатації на менш ніж 400 к. с.

Можливо, більше, ніж будь-яка інша коробка передач, коробка передач ASYNCHRO була спеціально розроблена як частина повного локомотива і розроблена тими ж техниками.

Спочатку були побудовані невеликі локомотиви з 2 і 5 вісями, але C.F.D. спрямували свою діяльність на будівництво більших локомотивів, призначених для тяги на декількох їх лініях, а подальші розробки локомотива та трансмісії були визнані унікальним питанням.

Виявилося необхідним уникати будь-якого значного розриву тягової сили під час перемикання передач, щоб усунути удари та поштовхи через нежорстке зчеплення вагонів; також забезпечити безперервну тягу, необхідну для локомотивів від 25 до 30 тонн і більше, та 300 до 400 к. с. ефективної потужності, яка передбачалася.

Крім того, при механічній трансмісії частота обертання двигуна пропорційна ходовій швидкості на кожному передавальному відношенні, і необхідно було врахувати можливість відокремлення двигуна від ведучих коліс, наприклад, при зміні передач або під час трохи жорстокого буферизація, яка була отримана введенням вільного ходу між редуктором та ведучою віссю, пристроєм, що має також інші переваги, такі як запобігання перевтомі двигуна. Нарешті, модель клітки з керованою пружиною була прийнята на користь більш класичного роликового типу; і гідравлічна муфта, також вставлена в трансмісію для отримання поступового запуску та усунення зносу зчеплення.

Опис локомотивної передачі.

З початку навчання в дизельному обладнанні C.F.D. передбачалося будівництво більш потужних локомотивів, ніж перший, з 4 та 6 колесами, і фактично до максимальної потужності, необхідної для шести мереж.

Було вирішено, що багатомоторне рішення буде більш задовільним, оскільки збільшення продуктивності локомотивів буде досягнуто простим множенням одних і тих самих двигунів і трансмісій, замість того, щоб замінювати їх іншими та більш потужними моделями. Це виправило загальний час простою на лінії у разі поломки, і, крім того, принаймні для невеликих агрегатів дозволило використовувати стандартні двигуни дорожніх транспортних засобів.

Зі збільшенням потужності колісна база двомоторних двовісних локомотивів стала занадто великою, і вивчався проект з двома візками, який мав гідність майже необмеженого збільшення потужності. Було побудовано агрегати ВВ потужністю 800 к.с. На таких локомотивах всі реакції в муфтах уникаються тим фактом, що зміна однієї і тієї ж швидкості переміщується від однієї коробки до іншої, так що локомотив завжди докладає значних тягових зусиль.

При вивченні цього вікна ми шукали найбільшої простоти виготовлення та обслуговування. Тому першим кроком було усунення звичайних синхронізуючих пристроїв, таких як конусні або багатодискові муфти для кожного ступеня швидкості; Однак, не залежно від типу трансмісії, ввести пристрій вільного ходу для розділення осей трансмісії. Труднощів у цьому відношенні не виникло, оскільки є вільні колеса із задовільними характеристиками з крутним моментом 600 м/кг.

Для задоволення цих вимог пан ЗЕНС прийняв оригінальне рішення.

Він прикріпив до маховика гідравлічну муфту і встановив єдину головну муфту на вхідному валу редуктора, але розташовану поза ним. Потім між двома, прикріпленими до основної муфти, гальмо-зчеплення (або синхронізатор-нуль), метою якого є швидка зупинка всіх обертових деталей в коробці передач. Щоб зробити цю зупинку можливою, до вихідного валу редуктора було додано вільне колесо. Тоді більше не виникало проблем з переходом з однієї комбінації на іншу, коли всі рухомі частини коробки на мить перебувають у стані спокою, коли відбувається прохід. Через цей принцип вікно отримало назву "ASYNCHRO".

Результатом стала коробка, така як годинник із поперечним перерізом на малюнку 2.

Гальмо зчеплення та головне зчеплення знаходяться на первинному валу за межами корпусу, у верхньому правому куті малюнка 2. Гальмо має багатопластинчасте зчеплення, і його можна вибрати за бажанням із типу "сухий" або “масляна ванна”. Всі передачі прямі і можуть бути великими завдяки доступному простору. Комбінація валів гальмівно-головного зчеплення пневматично управляється одним блоком циліндр-поршень поза коробкою передач і пропонує два положення:

гальмо зчеплення
(1) у вільному зчепленні
(2) від'єднаний щільно

Оскільки деталі перебувають у стані спокою при зміні швидкості, саме на тих, що перебувають у стані спокою, собаки діють на кожну пару холостих передач. До корпусу редуктора прикріплений головний розподільник, який направляє стиснене імпульсне повітря до циліндрів перемикання передач поза коробкою передач; один з цих циліндрів показаний на лівій стороні фіг.2. Поршні цих циліндрів штовхають шлицеві вали, що підтримують собак, і кожен з цих валів має циліндр на кожному кінці. Цих циліндрів є шість для 8-ступінчастої коробки передач. Управління розподільником здійснюється з приладової панелі кабіни через клапан і три групи труб: A, B і C. Якщо взяти до уваги, що кожен з них пропускає або випускає повітря, вони можуть бути позначені відповідно A1 B1 і C1. А2 В2 і С2. Для 8 швидкостей клапан поєднує ці лінії наступним чином:

1-а передача: A1 B1 C1 5-а передача: A2 B1 C1
2-а передача: A1 B1 C2 6-а передача: A2 B1 C2
3-я передача: A1 B2 C1 7-а передача: A2 B2 C1
4-я передача: A1 B2 C2 8-а передача: A2 B2 C2

У водія є невеликий важіль попереднього вибору та поруч кнопка імпульсу. Він переміщує важіль селектора, що створює невеликий сектор, до позначки, що відповідає вибраному етапу, і натискає кнопку, коли він насправді хоче змінити передачу, тоді операція виконується автоматично. Після натискання важеля попереднього вибору та кнопки імпульс спочатку рухає поршень первинного розподільника вправо, потім впливом впускного повітря спрацьовує зчеплення-гальмо, вмикає двигун в режимі холостого ходу і повертає електромагнітний клапан на повітрі сторона прийому. Коли друга труба надходить від первинного розподільника, тиск повітря, який утримував шток управління раніше включеною шестернею, вивільняється, а пружина, інтегрована з цим штоком, повертає його в положення для наступного руху.

Послідовність операцій

Як тільки обертові частини зупиняються гальмом вала (робота, яка триває від однієї секунди до півтори секунди після натискання кнопки), тиск масла в коробці передач падає до нуля при міцному контакті. Ланцюг до соленоїда клапан, який має ефект відкриття повітрозабірника до головного розподільника, який розподіляє необхідне повітря до циліндрів управління на кінцях стрижнів собачого зчеплення, як тільки ступінь швидкості була попередньо вибрана. По дорозі повітря проходить через регулятор, якому можна задати певну настройку. Як тільки собача муфта встановлена на місце, поршень первинного розподільника повертається вліво, відпускаючи гальмо, переводячи зчеплення в передачу та відновлюючи потужність двигуна на початковій швидкості.

У коробці, де спочиває первинний вал, входу муфти перемикання передач полегшується кутовим рухом вихідного валу, який надається вільним колесом під час руху автомобіля. Форма вхідної грані зчеплення також вибирається для полегшення її введення. Хоча на локомотиві є дві коробки передач, обидва вони управляються одним рухом селектора та одним натисканням кнопки; єдина умова полягає в тому, що регулятор повітряного контуру управління однієї коробки працює повільніше, ніж регулятор іншої коробки; таким чином дві коробки з невеликим зміщенням змінюють свою швидкість, і сила розтягування постійно докладається.

Тягове зусилля та швидкість

Основним недоліком усіх механічних трансмісій є те, що тягова швидкість пропорційна частоті обертання двигуна для даного ступеня, тому максимальна потужність може бути досягнута лише при максимальній швидкості на кожній ступені передач. Крім того, у переважній більшості механічних трансмісій спостерігається моментне падіння тяги до нуля при кожному перемиканні передач. Наслідки цих двох фактів покращуються в пристрої ZENS ASYNCHRO, як показано на малюнку 4. Як легко помітити, 8-ступінчаста коробка передач не має занадто великих розривів у своїй кривій потужності та швидкості, і як дві коробки при швидкості зміни локомотива в незначно зміщені моменти в ці часи не спостерігається помітного падіння потужності локомотива. На малюнку 4 також наведено власне порівняння паном ЗЕНСом 8-ступінчастої коробки передач та електричної або гідравлічної трансмісії для тієї самої роботи. На рисунку 5 показана крива тягового зусилля локомотива, показана на малюнку 6. З локомотивом загального призначення з максимальною швидкістю від 80 до 85 км/год, 8-ступінчаста коробка передач забезпечує хороший розподіл, з відносно невеликою різницею в зусиллі. кожен поверх.

джерело: Витяг з ДИЗЕЛЬНОЇ ЗАЛІЗНИЧНОЇ ТРАКЦІЇ вересень 1961 р. С.333 та наступні.